【佳學(xué)基因檢測】德托尼-卡菲病基因解碼、基因檢測案例De Toni-Caffey disease

遺傳病、罕見病基因檢測導(dǎo)讀：

德托尼-卡菲病基因檢測是對英文疾病名稱為De Toni-Caffey disease的疾病所進行的根據(jù)基因序列變化而做出診斷的一種醫(yī)學(xué)疾病檢測方法。德托尼-卡菲病的英文形式還有：Caffey-Silverman syndrome、De Toni-Caffey disease、Infantile cortical hyperostosis。 卡菲病是一種罕見的自限性疾病，其特征是皮質(zhì)骨質(zhì)增生伴有鄰近筋膜和肌肉的炎癥。 它通常出現(xiàn)在嬰兒期，臨床特征包括過度易激惹、伴有上覆軟組織腫脹的急性炎癥和骨膜下新骨形成。 意識到這種罕見病的存在及其典型的臨床和放射學(xué)特征將避免不必要的檢查和治療，并有助于醫(yī)生向受影響兒童的父母解釋其良好的預(yù)后。
 

德托尼-卡菲病病例介紹

一名 9 周大的男嬰因右臂腫脹在數(shù)周內(nèi)逐漸出現(xiàn)就診。 未發(fā)現(xiàn)發(fā)熱或全身性皮疹。 近期沒有外傷史或虐待兒童史。 患者是近親父母（一級表親）的先進個孩子。 由于胎兒窘迫，他通過剖腹產(chǎn)足月出生。 未查到相關(guān)家族病史。

就診時患者沒有發(fā)熱。 體格檢查顯示右臂腫脹牢固，質(zhì)地堅硬，沒有局部紅斑或發(fā)熱。 橈動脈搏動可觸及。 引出了微弱的右手抓握反射。 值得注意的實驗室結(jié)果是白細胞增多 20 × 103/ml（年齡正常范圍：5-19× 103/ml），堿性磷酸酶 401 IU/l（年齡正常范圍：145-320IU/l），紅細胞升高 沉降速率為 70mm/h（年齡正常范圍：3-13mm/h），C 反應(yīng)蛋白水平為 150mg/L（年齡正常范圍：0-5mg/l）。 基本凝血曲線在正常范圍內(nèi)。

對右臂進行 X 光檢查，顯示沿右肱骨的整個骨干骨膜反應(yīng)旺盛（圖 1a）。 進一步評估包括 X 線骨骼檢查，顯示一側(cè)肩胛骨、一根腓骨、下頜骨和許多肋骨有明顯的骨膜反應(yīng)（圖 1b）。 根據(jù)臨床和放射學(xué)檢查結(jié)果，診斷為 ICH。 盡管德托尼-卡菲病可能具有短暫性，但開始使用吲哚美辛（每天 5mg/kg）治療，并且病變在幾個月內(nèi)有效消失，正如后續(xù)放射學(xué)檢查所證明的那樣（圖 1c）。 經(jīng)過 1 年的隨訪，患者有效康復(fù)，沒有骨骼畸形和/或升高的炎癥標(biāo)志物。 他仍在服用低劑量的消炎痛（每天 1mg/kg）。

患者的射線照相檢查。 a 沿右肱骨整個軸的骨膜反應(yīng)。 b 沿左鎖骨、肋骨和下頜骨的骨膜反應(yīng)。 c 沿腓骨的骨膜反應(yīng)。 d 肱骨骨膜有效消退

基因解碼基因檢測

作為主要的遺傳候選者，COL1A14 外顯子 41 中的 c.3040C>T (p.R1014C) 突變使用從患者和父母雙方外周血樣本中獲得的基因組 DNA 進行測序。 該突變既未在患者身上也未在其父母身上發(fā)現(xiàn)。 因此，對患者的 gDNA 進行了 WES。 測序在隱性分析中產(chǎn)生了 59,598 個變異，這些變異會影響蛋白質(zhì)序列。 通過過濾掉內(nèi)部外顯子組中≥0.01 的變異和 GnomAD 數(shù)據(jù)庫中次要等位基因頻率 (MAF) ≥0.01 的變異，該變異列表隨后減少到 638 個稀有變異。 隱性分析將患者的變異列表減少到 20 個候選基因（表 1）。 這些候選者中賊可能影響骨重塑和/或鈣化的變異是 AHSG 基因編碼蛋白 fetuin-A (c.4A>T; p.K2X) 賴氨酸 2 的無義突變。 通過 Sanger 測序確認突變并驗證分離（圖 2）。
 

表1：基于全外顯子測序的基因解碼信息獲取

染色體	基因信息GPS定位	基因名稱	基因片段解碼	參照序列/突變序列	突變類型	突變頻率	表征與突變序旬相關(guān)性分析
1	192780677	RGS2	Regulator of G-protein signaling 2	A/G	錯義突變	0.00015	N
1	196801005	CFHR1	Complement factor H related 1	T/C	錯義突變	0.00003	N
1	196801023	CFHR1	Complement factor H related 1	C/T	錯義突變	0.00003	N
2	118578823	DDX18	Dead box-helicase 18	A/G	錯義突變	0.00003	N
3	179462989	USP13	Ubiquitin-specific peptidase 13	A/G	錯義突變	0	N
3	186330934	AHSG	Alpha 2-HS glycoprotein	A/T	Stop	0	Y
5	156750984	CYFIP2	Cytoplasmic FMR1 interacting protein 2	A/G	錯義突變	0	N
5	158743108	IL12B	Interleukin 12B	G/A	接頭區(qū)域	0.021	N
5	158743788	IL12B	Interleukin 12B	G/T	錯義突變	0.021	N
5	159776690	C1QTNF2	C1q and TNF related 2	G/A	錯義突變	0.00029	N
5	161277824	GABRA1	Gamma aminobutyric acid type A receptor alpha1 subunit	A/G	錯義突變	0	N
9	139235336	GPSM1	G protein signaling modulator 1	C/T	錯義突變	0.0001	N
10	20019640	MALRD1	MAM and LDL receptor class A domain containing 1	C/T	錯義突變	0	N
10	21806568	SKIDA1	SKI/DACH domain containing 1	G/A	錯義突變	0	N
10	23290952	ARMC3	Armadillo repeat containing 3	C/G	錯義突變	0.00001	N
12	675281	NINJ2	Ninjurin2	G/A	錯義突變	0.00013	N
20	34800191	EPB41L1	Erythrocyte membrane protein band 4.1 like 1	C/T	接頭區(qū)域	0.00001	N
20	46277813	NCOA3	Nuclear receptor coactivator 3	C/T	錯義突變	0.00003	N
X	84561276	POF1B	Premature ovarian failure, 1B	C/A	錯義突變	0	N
Y	21751449	TXLNG2P	Taxilin gamma pseudogene, Y-linked	T/G	接頭區(qū)域	0	N

圖 2:驗證 AHSG 突變。 Sanger 測序色譜圖證實了患者及其父母體內(nèi)已鑒定的 AHSG 序列變異的分離。 編碼的 fetuin-A 蛋白的先進個 ATG 密碼子和產(chǎn)生的 TAG 終止密碼子用紅色框起來。 突變的核苷酸用藍色箭頭標(biāo)記

自從 AHSG 敲除小鼠 (Ahsg−/−) 模型問世以來，研究人員在體內(nèi)檢查了胎球蛋白 A 在骨代謝中的作用。 在幾項研究中，AHSG 缺陷小鼠表現(xiàn)出嚴重的腎臟、心臟和肺骨外鈣化，強調(diào)了胎球蛋白 A 作為異位礦化抑制劑的作用。在其他基因解碼過程中，AHSG 缺陷小鼠表現(xiàn)出 長骨和生長板等礦化生理部位的各種病理表現(xiàn)：AHSG 缺陷小鼠的股骨皮質(zhì)厚度增加，生長板軟骨基質(zhì)中的礦物質(zhì)含量增加，這是一個部位劇烈的生理礦化。 將人類天然 BMP 植入小鼠的后肢肌肉中，結(jié)果表明，與 WT 相比，Ahsg-/- 小鼠的皮質(zhì)骨與松質(zhì)骨的比例高兩倍以上，并且還表現(xiàn)出更高的未成熟骨島發(fā)生率（ “衛(wèi)星骨化”）。 缺乏 ASHG 蛋白的小鼠表現(xiàn)出生長板缺陷、骨形成增加（包括皮質(zhì)增厚）和細胞因子依賴性成骨增強。 所有這些在小鼠身上的發(fā)現(xiàn)都高度表明 AHSG 缺乏可能在 Caffey 病的病理生理學(xué)中發(fā)揮作用，Caffey 病的特征是骨膜下骨質(zhì)增生。

在臨床上，胎球蛋白 A 血清水平升高被發(fā)現(xiàn)與輕度成骨不全癥相關(guān)，而胎球蛋白 A 水平降低則在骨轉(zhuǎn)換增加的情況下觀察到，例如佩吉特氏病。

有趣的是，在佳學(xué)基因檢測收集的具有嬰兒卡菲病典型特征的病例中，發(fā)現(xiàn)了 AHSG 基因的一種新的純合終止密碼子突變。 正如 ELISA 測試所檢測到的，這導(dǎo)致患者體內(nèi)沒有產(chǎn)生胎球蛋白 A。 考慮到胎球蛋白 A 在骨代謝中的重要性，佳學(xué)基因解碼高度懷疑這種 AHSG 基因缺陷是患者德托尼-卡菲病表型的原因。 這些發(fā)現(xiàn)也支持德托尼-卡菲病可以以常染色體隱性方式遺傳的理論。 佳學(xué)基因解碼的病例提高了德托尼-卡菲病潛在治療方法的可能性。 例如，在患有彈性假黃瘤（一種由 ABCC6 基因的已知突變引起的軟結(jié)締組織異位礦化的遺傳性疾病）的患者中，發(fā)現(xiàn)循環(huán)胎球蛋白-A 減少。建議血清胎球蛋白正?；?-A，無論是通過基因治療還是通過將蛋白質(zhì)直接輸送到循環(huán)系統(tǒng)，都可用于治療該疾病。胎球蛋白-A 也應(yīng)被視為德托尼-卡菲病的治療方法。

研究 AHSG 敲除小鼠的研究顯示骨質(zhì)增生和皮質(zhì)增厚類似于德托尼-卡菲病表現(xiàn)。 佳學(xué)基因病例描述的新型終止密碼子突變導(dǎo)致 fetuin-A 的產(chǎn)量為零。 也就是說，相當(dāng)于敲除AHSG基因。 因此，基因解碼認為這種突變是患者腦出血的原因。 因此，建議對其他具有非 COL1A1 缺陷的 Caffey 病患者進行 fetuin-A 缺陷評估。 可以說，佳學(xué)基因的患者可能患有“Caffey 樣”疾病，其表現(xiàn)模仿文獻中描述的經(jīng)典嬰兒 Caffey 病。 然而，患者的典型表現(xiàn)，包括實驗室和影像學(xué)檢查結(jié)果，以及癥狀的迅速緩解，都與德托尼-卡菲病一致，因此佳學(xué)基因強烈建議對其他具有非 COL1A1 缺陷的德托尼-卡菲病患者進行胎球蛋白評估—— 一個缺陷。

總之，德托尼-卡菲病是一種未被充分診斷的嬰兒期膠原??； 因此，一般臨床醫(yī)生，尤其是兒科醫(yī)生應(yīng)該了解其獨特的表現(xiàn)和適當(dāng)?shù)墓芾?。德托?卡菲病具有很強的遺傳基礎(chǔ)； 雖然先前報道了 COL1A1 基因中的常染色體顯性突變，但是佳學(xué)基因病案集收集了一個報告 AHSG 基因中新的常染色體隱性突變與德托尼-卡菲病之間存在關(guān)聯(lián)的人。 AHSG 編碼蛋白 (c.4A>T; p.K2X) 賴氨酸 2 的純合無義突變導(dǎo)致胎球蛋白 A 的無效產(chǎn)生，揭示了該蛋白在德托尼-卡菲病發(fā)病機制中的重要性。 應(yīng)考慮并進一步研究提高德托尼-卡菲病患者胎球蛋白 A 水平的治療方法。