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腭心面综合征研究进展口腔医学分册2005年1月第鲞复腭心面综合征研究进展王衡健综述石冰审校(四川大学华西口腔医院唇腭裂外科四川成都610041)【摘要腭心面综合征是人类最常见的基因(组)疾病之一,主要的临床表现包括特征性面容,腭裂,心血管畸形,学习困难和语言障碍等.大部分的病例都伴有22ql1.2的微缺失,表型有个体差异,而并非每个病例都会表达全部的畸形.关键词】特征性面容;心血管畸形;基因微缺失;候选基因【中图分类号】R782.22【文献标识码】A腭心面综合征(velocardiofacialsyndrome,VCFS)即Shprintzen综合征或Sedlackova综合征.自1955年Sedlackova首次以腭面发育不全报道后,Kinouchi,Shprintzen等有相继报道.该综合征是人类最常见的基因(组)疾病之一,发生率为1/4000,国外对此综合征及其基因的研究的报道很多,因此,本文就该综合征研究情况作一综述.1腭心面综合征的临床表现VCFS有多种表现型,基本特征是特征性面容,腭裂,心血管畸形及语言,学习障碍,但不是所有特征都能在每个患者中全部表现出来,特别是心脏畸形.许多畸形及异常表现很轻微,造成这种表现型不均的原因主要取决于基因缺失的大小,某些基因位点的弱化,环境和偶然因素的差异.1.1VCFs的面部表现50%以上的VCFs患者头发浓密,17%表现为Robin序列征,即小颌畸形,腭裂,舌后坠三联征为典型表现.绝大部分患者表现有面型过长,这主要是由于上颌骨垂直高度过长.眼部的表现主要为睑裂窄短,内眦皱褶,35%的患者可见眶下蓝染或过敏发光.先天性角膜边缘浑浊也是眼部的常见症状,甚至可见视网膜残缺和血管扭曲,巩膜蓝染,视神经发育不良等临床表现.75%的患者鼻根宽大,两侧鼻孔中点上方的鼻组织有明显压迹或鼻孔狭.60%的患者耳部畸形主要是小耳及耳【收稿日期2oo4-o713;【修回日期2oo412-06【作者简介】王衡健(1979一),男,陕西人,硕士研究生【通讯作者】石冰,Tel:028855O1521轮轻度增厚;75%的患者有传导性耳聋,估计可能与腭裂有关.1.2VCFs的心血管表现85%的患者有心血管畸形,其中有的仅表现为心血管异常,常见的症状有室间隔缺损,右位主动脉弓,法洛氏四联症及左锁骨下动脉异常.1.3全身其他表现20%的患者有新生儿低血钙,25%的患者有脐疝或腹股沟疝,15%的患者有脊柱侧弯41,手部畸形主要是手和指细长呈圆锥形,可见于60%的患者.1.4口腔表现35%的患者表现为腭裂,其中33%为黏膜下裂,且伴有腭咽闭合不全,以及由此导致的高鼻音.1.5语音障碍几乎所有VCFS患者都有高鼻音及语言发育迟缓圈,高鼻音主要是由于咽腔压力过低,咽腔宽度增加伴随颅底过扁,以及腺样体发育不良.100%的患者存在学习困难.2腭心面综合征的遗传学研究2.1基因区段缺失的研究在研究一个芬兰DiGeorge综合征(DGS,主要临床表现为低钙血症,心脏畸形,胸腺发育不良)家系时,发现其由22号染色体的部分缺失所致.由于该综合征和VCFS在表型上有很多相似之处.因此设想VCFS可能也是由22号染色体的部分缺失导致.经证实二者均由22q11.2缺失所致,系常染色体显性遗传疾病,无性别差异.应用分子遗传技术在该区段检出并证实了大量的分子遗传标记物.如Driscoll等通过高浓度的分子标记物和荧光原位杂交(FISH)研究发现,80%的VCFS和90%的DGS患者有22ql1的缺失【6?71,但缺失范围却不尽相同,大小通常为2-3Mb,位于D22S427和D22S264标记物的侧翼【8.9】.所有患者缺失区段的近侧断裂点相同,远侧断裂点则可能有两个.Morrow等用11个分子标记物比较了61例VCFS患者和正常人在杂合性水平间的差异,结果发现D22S941,D22S944,D22S264,D33S3114个连续标记物在两组中表达有显着性差异,提示这4个标记物所在的区域在大部分VCFS患者中都存在缺失.由于VCFS患者染色体22ql1的缺失范围不确定,试图通过寻找缺失区段的末端位点的办法来确定DNA的最小缺失范围,结果发现在缺失的末端位点含有不同的标记物,但最小缺失范围都包含D22S941和D22S944两个标记物.其余20%的患者没有检出22ql1的缺失,可能是因为缺失较小或者在关键区段内的点突变以及检测手段等原因造成.在观察一个患者及其受累双亲染色体22ql1缺失时,发现有过度的减数分裂,提示缺失可能由染色体的不平衡互换造成.同时,在缺失的两侧断裂点附近各有一个低拷贝重复序列(1owcopyrepeats,LCR),长度约200kb,其中含有基因,假基因和其他序列.Edelmann等【】发现该重复序列具有高度保守性,并且在对一个家系三代VCFS患者的染色体单体型分析中发现有LCR的同源重组发生,提示基因缺失可能主要由基因内的同源重组介导产生.2.2小鼠模型的建立为了寻找VCFS/DGS具体缺失的基因,在小鼠的16号染色体(MMU16)上造成一段缺失,以此对应于人类22ql1的1.5Mb缺失区段,并根据不同的缺失培育出相应的VCFS/DGS小鼠模型.如含有150kb缺失的Dfl/+小鼠模型,该缺失区段包含1.5Mb缺失区段的近端部分,伴有该150kb缺失的杂合小鼠表型正常,但行为异常类似VCFS/DGS,纯合子小鼠胚胎早期即发生死亡【l21.还有伴从基因Es2到Ufdll(见图1),长1.2Mb缺失的小鼠模型,该系小鼠具有和VCFS/DGS相似的心血管畸形,提示导致这些畸形的基因就位于该区段【l3】.由图可见从基因Idd到Arvcf之间长为550kb的缺失区段与上述1.2Mb的缺失区段远端有明显的重叠,而该小鼠模型没有发现有心血管畸形,这样就可以排除从基因Idd到Arvcf之间长口腔医学分册2OO5年1月第32卷第j为550kb区段内包含的基因在畸形发生中单独发挥着作用.伴有从Idd到Hira缺失的Lgdel/+d,鼠,含有24个基因,比Df小鼠多5个(见下图),50%的该系小鼠表现出心血管畸形和甲状旁腺发育不全.从Idd到Arvcf和3个细菌人工染色体(BAC)所含的基因序列的总长度与Lgdel/+d鼠的缺失范围相当,都为1.5Mb,3个BAC中有1个长200kb,包括GP1B,PNUTL1,TBX1,WDR144个基因的区段为造成该系小鼠发生心血管畸形的关键区域,将上述4个人类基因转染小鼠,在杂合小鼠胚胎中也发现有心血管畸形,说明4个基因中的某个与VCFS/DGS所造成的畸形有关14】.2.3候选基因的研究大量研究证实VCFS/DGS的特征性表现主要与神经嵴细胞缺失或功能障碍有关ilSAq,切除神经嵴细胞的小鼠会产生与VCFS/DGS相似的表型,因此与神经嵴细胞功能有关的基因就成为VCFS/DGS的候选基因.随着小鼠模型的建立和染色体22ql1上VCFS/DGS缺失区段内基因的逐渐检出,现主要研究导致VCFS心血管畸形的区段,并通过基因之间的互补作用得到证实.而且完整包含了GP1B,PNUTL1,TBX1,WDR144个基因的纯合子小鼠,也具有和VCFS/DGS类似的心血管畸形【】41,说明4个基因中之一与VCFS/DGS所造成的畸形有关.4个基因中目前研究较成熟者,即TBX1,它是转录因子家族中的一员,内含T盒,胚胎时在咽弓高度表达.含Tbxl的杂合子小鼠可表达轻度的心血管畸形,纯合子却有严重的心血管畸形且伴有胸腺和甲状旁腺异常,耳畸形,腭裂等【l7J.以上许多畸形均可出现在VCFS/DGS患者中,但程度较轻.TBX1的过度表达还与22ql1缺失所引起的综合征有关,上述4个人类基因过度表达的转基因小鼠同样有与VCFS/DGS类似的表现型【1铷,这些结果都支持上述人类4个基因与综合征表型有关以及可能为VCFS/DGS候选基因的假设.另一个被人们关注的基因CRKL,属于蛋白质一酪氨酸激酶家族,含有SH2,SH3区域,定位于22ql1.该系小鼠杂合子表现正常,erkl-/-,鼠表现出与VCFS/DGS类似的颅面发育畸形,心血管畸形及甲状腺,甲状旁腺异常【l91.CRKL位于3Mb的,基因缺失区段内,在3种综合征(DGS,VCFS,CES.都系22ql1缺失造成,主要致病基因位于3Mb缺医学El腔医学分坦Q05生旦筮丝AB藿莹鸯盏墓售Zb弓金星ZU0垂星蚕星蓉善?_lN一一毒害奢CnDIl/+jndsayeta1.1999)Lgdel/+DeleHon/Duplleationldd-Arvef鲑(Puecheta1.2000)叟害妻室萎互蓍薹ZU-BAC467TransgeniesA.染色体22qll(HSA22)部分序列和MMUI6部分序列,箭头表示两物种基因组合之间的差异B.已培育出的小鼠品系和含有转入基因的3个BAC图lMMUl6部分基因和与之对应的HsA22部分基因失区段的近端)的基因缺失重叠区段的远端,所以,该基因不可能是导致VCFS/DGS的主要原因.3腭心面综合征的诊断和治疗VCFS的诊断主要依靠物理检查,包括腭部功能检查,尽早进行听力及语音评估.由于VCFS涉及多器官,脏器畸形,多学科序列治疗是必要的.如要行手术治疗,术前MRI对于确定异位主动脉弓和器官畸形很有帮助.术后应及早进行语音治疗,必要时再辅以咽瓣手术.4参考文献【1】ArvystasM,ShprintzenPd.JCraniofaeGenetDevBiol,1984.4:394J6.【3】【4】YoungD,ShprintzenPd,GoldbergRB.AmJCardiol,198o.46(4):643647.ShawCV.AmJDisChild.1977.119:238244.WilliamsMA.CraniofaeGenetDevBiol,1985.5:175180.Golding-KushnerK,WellerG.ShpfintzenR.CraniofaeGenetDevBiol,1985,5:259264.DriseollD,SalvinJ,SellingerB,eta1.JMedGenet.1993.30(10):8l38l7.HSA22MMUl6?刀?LindsayE,GoldbergR,JureeieV,eta1.AmJMedGenet,l995.57(3):514522.DriscollD.CurtOpinPaediatr,1994,6(6):702706.LindsayE,GreenbergF,ShafferLeta1.AmJMedGenet.l995,56(2):191197.MorrowB,GoldbergR,CarlsonC,eta1.AmJHumGenet.l995.56(6):1391一l403.EdelmannLPanditaRK,MorrowBE.eta1.AmJHumGenet.1999.64(4):l076一lo86.KimharWLHsiehP,HirotstmeS,eta1.HumMolGenet.199_9.8(12):22292237.LindsayEA,BottaA,JureeieV,eta1.Nature,1999.401(6751):379383.MerseherS,FunkeB,EpsteinJA,eta1.Ceu,2001.104(4):6l9629.1(irbyMGale仉StewartDE.Science,1983,220:1059一lO61.BoekmanDE,KirbyMLScience.1984.223:49850o.JeromeLA,PapaioannouVE.