【佳學(xué)基因檢測】軟骨發(fā)育不全基因檢測

軟骨發(fā)育不全的標(biāo)準(zhǔn)共識

軟骨發(fā)育不全 (ACH) 是一種骨骼發(fā)育不良，表現(xiàn)為肢體縮短、身材矮小和特征性面部形態(tài)。軟骨發(fā)育不全 (ACH) 是由FGFR3等基因突變引起的。以FGFR為例， 基因解碼表明FGFR3出現(xiàn)或存的基因突變導(dǎo)致FGFR3不斷激活并激活其下游細(xì)胞內(nèi)信號通路。 這導(dǎo)致軟骨細(xì)胞分化和增殖受到抑制，進(jìn)而損害軟骨內(nèi)骨化并導(dǎo)致短肢身材矮小。 軟骨發(fā)育不全 (ACH) 還會引起特征性的臨床癥狀，包括枕骨大孔狹窄、心室擴(kuò)大、睡眠呼吸暫停、上氣道狹窄、中耳炎、胸廓狹窄、椎管狹窄、脊柱后凸和下肢畸形。 考慮到軟骨發(fā)育不全 (ACH) 患者缺乏高水平的證據(jù)和臨床指南，佳學(xué)基因等收庥集了該疾病的臨床實(shí)用指南，以幫助醫(yī)療保健專業(yè)人員和患者在特定的臨床情況下做出適當(dāng)?shù)臎Q定。

軟骨發(fā)育不全所需要考慮的問題

CQ1：是否建議使用顱腦 MRI 來識別枕骨大孔狹窄導(dǎo)致的脊髓受壓？

建議進(jìn)行顱腦 MRI 以確定枕骨大孔狹窄導(dǎo)致的脊髓受壓。 （推薦等級1，證據(jù)等級B）

CQ2：枕骨大孔減壓術(shù)對于枕骨大孔狹窄導(dǎo)致的脊髓受壓有效嗎？

建議采用枕骨大孔減壓術(shù)來治療因枕骨大孔狹窄導(dǎo)致的脊髓受壓，這些狹窄與神經(jīng)系統(tǒng)癥狀、神經(jīng)系統(tǒng)異常表現(xiàn)和中樞呼吸系統(tǒng)疾病相關(guān)。 （推薦等級1，證據(jù)等級B）

CQ3：頭顱 MRI 對識別腦積水有用嗎？

建議進(jìn)行 MRI 頭顱檢查以識別腦室擴(kuò)大并伴有神經(jīng)系統(tǒng)癥狀（腦積水）。 （推薦等級1，證據(jù)等級B）

CQ4：分流手術(shù)對于控制心室擴(kuò)大有效嗎？

建議進(jìn)行分流手術(shù)來治療與神經(jīng)系統(tǒng)癥狀（腦積水）相關(guān)的腦室擴(kuò)大。 （推薦等級1，證據(jù)等級C）

CQ5：睡眠呼吸暫停推薦哪些診斷方法？

根據(jù)情況選擇簡單的睡眠研究和多導(dǎo)睡眠圖。 （推薦等級1，證據(jù)等級C）

CQ6：正壓通氣對于治療阻塞性睡眠呼吸暫停有用嗎？

建議采用正壓通氣來治療阻塞性睡眠呼吸暫停。 （推薦2級，證據(jù)級別B）

CQ7：扁桃體切除術(shù)或腺樣體切除術(shù)對于治療阻塞性睡眠呼吸暫停有用嗎？

當(dāng)阻塞性睡眠呼吸暫停伴有扁桃體/腺樣體肥大時(shí)，我們建議進(jìn)行手術(shù)治療。 （推薦2級，證據(jù)級別B）

CQ8：軟骨發(fā)育不全期間是否會出現(xiàn)肺動脈高壓？

（推薦等級無，證據(jù)等級D）

CQ9：脊柱減壓對于治療椎管狹窄有用嗎？

建議進(jìn)行脊柱減壓來治療與神經(jīng)系統(tǒng)癥狀相關(guān)的椎管狹窄。 （推薦等級1，證據(jù)等級B）

CQ10：發(fā)育障礙的發(fā)生頻率是多少？

25% 的病例出現(xiàn)言語遲緩。 （推薦等級1，證據(jù)等級C）

CQ11：肢體延長術(shù)什么年齡合適？

我們建議，在知情同意的情況下，12 歲之后就可以進(jìn)行腿部延長手術(shù)。 （推薦等級2，證據(jù)級別D）

軟骨發(fā)育不全的疾病介紹

軟骨發(fā)育不全（MIM 100800，以下簡稱“ACH”）是一種骨骼發(fā)育不良，表現(xiàn)為肢體縮短和身材矮小。盡管軟骨發(fā)育不全的確切發(fā)生率根據(jù)不同的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)有很大差異，但是佳學(xué)基因的全球協(xié)作聯(lián)盟估計(jì)，全世界有超過 250,000 人患有軟骨發(fā)育不全，每10,000 至30,000 名新生兒中就有 1 人患有軟骨發(fā)育不全。

其特征是明顯的根莖短肢身材矮小、特征性的面部形態(tài)（顱骨較大、前額突出、鼻梁扁平、中面部發(fā)育不全、下頜骨相對突出）以及手的三叉戟形態(tài)。 X 線平片顯示管狀骨縮短，直徑增加，長骨干骺端寬且不規(guī)則，呈杯狀，股骨頸縮短，腓骨長于脛骨，腰椎蒂之間的距離變窄，后側(cè)扇形 腰椎體、坐骨切跡變窄、髖臼頂水平、顱底縮短和面部發(fā)育不全。 有時(shí)在新生兒期會觀察到扁椎病。 當(dāng)癥狀和骨X射線圖像一致時(shí)即可做出診斷。 在胎兒期觀察到頭圍增大（第 97 個(gè)百分位數(shù)以上）、股骨縮短（第 5 個(gè)百分位數(shù)以下）和三叉戟手。 軟骨發(fā)育不全 (ACH) 的特征性臨床癥狀和放射學(xué)表現(xiàn)從新生兒期開始觀察，盡管大約 20% 的患者此時(shí)尚未確診。 軟骨發(fā)育不全 (ACH)還觀察到枕大孔狹窄、心室擴(kuò)大、睡眠呼吸暫停、上氣道狹窄、中耳炎、胸廓狹窄、椎管狹窄、脊柱后凸、下肢畸形和關(guān)節(jié)過度伸展。根據(jù)《人體基因序列變化與疾病表征》，通過分析17例軟骨發(fā)育不全（achondroplasia，ACH）患兒的臨床特征及成纖維細(xì)胞生長因子受體3（fibroblast growth factor receptor 3，F(xiàn)GFR3）基因變異情況。這17個(gè)病例是佳學(xué)基因采用回顧性分析，對2009年1月至2021年10月確診的17例ACH患兒臨床資料及FGFR3基因檢測結(jié)果進(jìn)行總結(jié)與比較。 結(jié)果表明：軟骨發(fā)育不全 (ACH)賊常見的臨床表現(xiàn)是不勻稱型身材矮?。?00%，17/17）、大頭畸形（100%，17/17）、三叉戟手畸形（82%，14/17）、膝內(nèi)翻（88%，15/17）。賊普遍的影像學(xué)是根莖狀長骨縮短（100%，17/17）和腰椎椎間距變窄（88%，15/17）。主要并發(fā)癥有骨骼異常（100%，17/17）、中耳功能障礙（82%，14/17）、運(yùn)動及語言發(fā)育遲緩（88%，15/17）、慢性疼痛（59%，10/17）、睡眠呼吸暫停（53%，9/17）、肥胖（41%，7/17）、枕骨大孔縮小（35%，6/17）、腦積水（24%，4/17）。17例患者均通過致病基因鑒定基因解碼找到致病性突變，即均存在FGFR3基因變異，檢出率為100%。 13例為FGFR3基因c.1138G>A的熱點(diǎn)突變；2例FGFR3基因c.1138G>C變異；2例為佳學(xué)基因新發(fā)現(xiàn)的突變。該2例病像如采用數(shù)據(jù)庫比對的方法，檢測結(jié)果為陰性。其中1例FGFR3基因c.1252C>T變異，1例FGFR3基因c.445+2_445+5delTAGG變異。

軟骨發(fā)育不全所需要用的基因檢測技術(shù)

FGFR3基因熱點(diǎn)突變檢測：采集患兒及父母外周血2 mL，使用DNA試劑盒提取基因組DNA，對患兒及父母的FGFR3基因第9號外顯子和鄰近內(nèi)含子區(qū)域進(jìn)行聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增，引物序列為正向5'-GGTCTGGCCCTCTAGACTCA-3'和反向5'-CGTGCCCCAAAGTACCCTAG-3'。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)物經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳，獲得目的帶后，佳學(xué)基因進(jìn)一步采用一代測序進(jìn)行高精度測序分析。突變位點(diǎn)采用Chromos與Mutation Surveyor V4.0.6軟件分析。

全外顯子基因測序分析：采集患兒及父母外周血2 mL。使用Gen Exome Research Panel v1.0（Integrated DNA Technologies，美國）試劑盒進(jìn)行外顯子捕獲實(shí)驗(yàn)，Illumina HiSeq 4000測序儀雙端150 bp測序模式測序。測序原始數(shù)據(jù)經(jīng)過BWA和SAMtools軟件分析，使用GATK V3.70對變異進(jìn)行識別。全外顯子設(shè)計(jì)針對檢測出變異的Sanger測序擴(kuò)增引物，PCR擴(kuò)增，通過Sanger測序在患兒及父母中驗(yàn)證外顯子測序發(fā)現(xiàn)的變異。

軟骨發(fā)育不全的致病基因分析

軟骨發(fā)育不全（achondroplasia，ACH；OMIM #100800）是人類賊常見的侏儒癥，臨床特征包括不成比例的身材矮小、大頭畸形與前額突出、面中部發(fā)育不全、脛骨彎曲等。致病基因鑒定基因解碼技術(shù)將ACH致病基因確定為成纖維細(xì)胞生長因子受體3（fibroblast growth factor receptor 3，F(xiàn)GFR3）基因。ACH是一種常染色體顯性遺傳病，具有100%的外顯率。基因解碼顯示超過97%的病例是由位于4號染色體短臂上FGFR3基因跨膜結(jié)構(gòu)域的錯(cuò)義突變（p.G380R）引起的，約80%的病例是由于健康父母所生患者的新發(fā)突變所致，與父系年齡效應(yīng)相關(guān)，另外約20%是由家族遺傳所致。佳學(xué)基因的中國特異性人群基因檢測結(jié)果顯示99%（208/210）基因變異為熱點(diǎn)突變，僅有2例為新發(fā)未報(bào)道變異，且大部分研究為個(gè)案報(bào)道，樣本量小。佳學(xué)基因其中17例ACH的臨床特征、并發(fā)癥及基因變異進(jìn)行總結(jié)，發(fā)現(xiàn)了2例未報(bào)道基因變異，對擴(kuò)充ACH基因庫意義重大。
FGFR3 基因的 Gly380Arg 突變位于染色體 4p26.3，在 ≥ 97% 的 ACH 患者中觀察到（幾乎總是 c.1138G>A，但有時(shí) c.1138G>C），并且基因型同質(zhì)性很高。 該疾病的特點(diǎn)是常染色體顯性遺傳，盡管大約 80% 的病例是由于健康父母所生患者的新自發(fā)突變所致。

基因解碼揭示基因突變是疾病發(fā)生原因的科學(xué)依據(jù)

FGFR3 與 FGF18 或 FGF9 結(jié)合，當(dāng)它經(jīng)歷自身磷酸化時(shí)，它會激活下游細(xì)胞內(nèi)信號分子。 沿著這條路線，它從 FRS2α 傳遞到 GRB、SOS 和 RAS，并通過 Raf/MEK/ERK 途徑激活轉(zhuǎn)錄因子 Sox9。 一種途徑抑制軟骨細(xì)胞肥大，而另一種途徑則導(dǎo)致 Stat1 激活，Stat1 進(jìn)而激活 p21 并抑制軟骨細(xì)胞增殖。

當(dāng) FGFR3 因軟骨發(fā)育不全 (ACH) 發(fā)生突變時(shí)，它會持續(xù)激活，使 FGF 受體自磷酸化，并導(dǎo)致下游細(xì)胞內(nèi)信號分子 Raf/MEK/ERK 和 Stat1 的激活。 這導(dǎo)致軟骨細(xì)胞分化以及軟骨基質(zhì)產(chǎn)生和增殖受到抑制。 這反過來又會損害軟骨內(nèi)骨化（軟骨形成骨骼的過程），導(dǎo)致長骨伸展不良，從而導(dǎo)致患者出現(xiàn)短肢侏儒癥。

構(gòu)成椎體和顱底的大部分骨骼是通過軟骨內(nèi)骨化形成的； 因此，上述骨骼的骨化受到損害，導(dǎo)致枕骨大孔狹窄、腦室擴(kuò)大、腦脊液循環(huán)不良引起的腦積水和椎管狹窄。

可以對本文內(nèi)容進(jìn)行佐證的科學(xué)依據(jù)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6958518/