SON 基因异常致ZTTK 综合征3 例临床及遗传学分析

赵培伟 毕 博 张 蕾 黄玉凤 谭 黎 何学莲 朱红敏

华中科技大学同济医学院附属武汉儿童医院（湖北武汉 430016）

ZTTK 综合征（Zhu-Tokita-Takenouchi-Kim syndrome，ZTTK，MIM#617140）是一种罕见的常染色体显性遗传的累及多系统异常的遗传病，Kim 等于2015 年首次报道，其发病率不详[1-2]。该疾病的主要临床表现为发育落后、智力低下、面容异常、肌张力异常、骨骼畸形以及头颅MRI 表现异常等[3]。研究表明SON基因功能丧失变异（LOF）是导致该疾病发生的主要原因[4]。截止到目前，国外期刊及Decipher等数据库共收录了61例ZTTK综合征患者，国内罕见报道。本研究分析利用全外显子测序技术（WES）诊断的3 例ZTTK 综合征患儿，探讨该类疾病的临床表现以及遗传学特点，以加深临床医师对该病的认识。

1 对象与方法

1.1 研究对象

本研究纳入2019 年6 月至2021 年12 月来武汉儿童医院就诊的3例生长发育迟缓及智力落后的患儿，男2 例，女1 例，年龄10 个月～3 岁8 个月（中位年龄13 个月）。本研究得到患者家属知情同意以及医院伦理委员会的批准。

1.2 全外显子测序分析

采集患儿及其家属外周血2 mL，采用天根生物公司外周血基因组DNA 提取试剂盒提取患者DNA 并测定浓度，由第三方检测公司（北京全普基因）进行全外显子测序，测序的原始数据与参考基因组比对，然后采用GATK 以及VarScan 软件进行变异注释分析，利用Annovar 软件及数据库评定变异位点的生物学影响；采用Sanger测序技术验证患者及家属的变异位点，并用ACMG 指南评估其临床意义。

2 结果

2.1 患者临床资料

3 例患儿，男2 例，女1 例，年龄10 个月～3 岁8个月（中位年龄13 个月），临床表型为面容异常、发育迟缓、智力低下、小头畸形、肌张力异常；手关节异常或足外翻，肾盂肾炎、隐睾以及颅缝早闭等症状。其中2例患儿头颅MRI可见脑沟增宽、脑发育不良等异常，患儿1存在听力异常等症状，见表1。

表1 3例ZTTK综合征患儿的临床表现

2.2 遗传学分析结果

测序原始数据经过生物信息学分析注释以后结合患儿的家族史、临床表型发现3 例患儿均存在SON基因（NM_138927）变异，患儿1 存在c.3020G＞A（p.R 1007 H）杂合变异，该氨基酸位点在不同的物种之间保守，见图1，且文献及数据库中未见收录，患儿父母未见异常；根据ACMG 指南该位点为可能致病（PS2+PM2+PM）。患儿2存在c.1195delG（p.V 399 fsTer 1）移码变异，其父母未见异常，文献及数据库未见报道，根据ACMG 指南，该位点为致病性变异（PVS 1+PS 2+PM 2）。患儿3 存在c.5753_5756delTTAG（p.V1918EfsTer87）移码变异，其父母未见异常，见图1；根据ACMG指南，该位点为致病性变异（PVS1+PS2+PM2）。3例患儿均诊断为SON基因异常导致的ZTTK综合征。

图1 患儿及父母SON 者遗传学检测结果

3 讨论

SON基因（NM_138927.2）定位于21号染色体21q22.11区域，含有12个外显子，编码含有2 426个氨基酸的蛋白，该蛋白含有一个富含精氨酸/丝氨酸功能区（R/S rich domain），一个G-patch功能区以及一个双链RNA集合功能域[5]。SON蛋白是一个DNA或RNA结合蛋白，作为mRNA剪接加工复合物成员之一，SON异常可影响RNA的异常剪接以及基因的表达等[6]。文献及数据库中收录SON基因异常可导致ZTTK综合征（OMIM 617140），其主要的临床表现为发育落后智力低下、肌张力异常、面容异常、骨骼畸形等。在人类细胞中敲除SON后发现细胞迁移相关基因、代谢相关基因以及线粒体功能相关基因等均发生了显著的改变[7-8]。模式动物研究发现，在斑马鱼中敲除SON基因后，斑马鱼表现出发育迟缓、骨骼畸形等症状与ZTTK 综合征表型相似[1]；在小鼠模型中敲除SON亦有ZTTK相似的表现[9]。

本研究中的3 例患儿临床表现为面容异常、发育落后、智力低下、小头畸形、肌张力异常；手关节异常或足外翻，肾盂肾炎、隐睾以及颅缝早闭等症状。其中两例（P 1 和P 3）患儿头颅MRI 可见脑沟增宽、脑发育不良等异常；此外例1 存在听力异常。遗传学检测发现3 例患儿均存在SON基因变异，例1 存在错义变异，例2 和3 存在移码变异，结合ACMG 指南结合患者的临床表现，3 例患儿诊断为SON基因异常导致的ZTTK 综合征。目前ZTTK综合征患者尚无有效的治疗方法，临床均采取对症治疗，比如语言康复训练、骨骼校正以及抗癫痫治疗等。

以“SON基因”以及“SONgene”为关键词检索中国知网、万方医学数据库、PubMed、Decipher、HGMD 等数据库，其中国内数据库未见ZTTK 综合征患者报道，PubMed 数据库共检索到到51 例ZTTK 综合征患者，中文期刊数据库检索到1 例患者[1-4,10-15]，Decipher 数据库收录9 例患者。其主要的临床表现依次为发育迟缓及智力低下（100%）、面容异常（93.3%）、头颅MRI 异常（84.3%）以及66.7%的患者存在眼睛或视力的异常；约50%的患者存在身材矮小或者癫痫发作（图2）。目前共发现51 种SON变异，主要为移码变异（70.6%）其次为错义变异（13.7%）和无义变异（11.8%），变异均匀的分布于SON基因的外显子上，其中12例患者携带c.5753_5756delTTAG 变异（12/64，18.75%），该位点位于富含精氨酸/丝氨酸功能域，可能为热点变异（图3）。基因型和表型相关性分析未见明显异常，但该结论需要进一步收集患者验证。

图2 ZTTK 综合征患者的临床表型文献复习

图3 SON 基因与氨基酸变异

SON是RNA加工复合物亚基之一，在mRNA剪接成熟中发挥重要作用[1,7]。Kim等[1]研究发现SON基因敲减的Hela细胞中以及SON基因变异的患者外周血中存在剪接异常的转录本的累积。提取Hela细胞或患者外周血RNA后，检测发现TUBG1、FLNA、PNKP、WDR 62、PSMD 3、PCK 2、PFKL、IDH 2以及TUBA1A等基因均存在异常剪接（内含子保留或外显子跳跃）以及表达水平显著降低。其中TUBG1和TUBA1A基因均与大脑皮质发育不良相关[16-17]；文献报道WDR 62与小头畸形相关[18]，而约80%的ZTTK患者存在头颅MRI异常。FLNA则关联多种疾病，与脑室旁节结异位、额骨骺发育异常以及FG综合征等[19-20]，临床表型异质性很大。推测SON基因异常影响mRNA异常剪接是ZTTK综合征临床累及多系统的原因。

综上所述，ZTTK综合征患者存在发育迟缓、智力低下、面容异常、头颅MRI异常、骨骼畸形及眼睛或视力异常、癫痫发作等多系统异常的临床表现，基因检测有助于早期明确诊断。本研究发现SON基因2个未见报道的新变异，丰富了该基因变异数据库，此外本研究加深临床医师对该疾病的认识。