【佳學基因檢測】多指醫(yī)學基因檢測：分子診斷阻遺傳

骨科基因檢測項目：多指基因檢測

多指畸形，又稱多指畸形或六指畸形，是最常見的遺傳性肢體畸形，其特征是多手指或多腳趾，伴有各種相關的形態(tài)表型，屬于綜合征的一部分（綜合征性多指畸形），也可能作為單獨事件發(fā)生（非綜合征性多指畸形）。廣義上，非綜合征性多指畸形分為三類，即軸前多指畸形（橈骨）、中心多指畸形（軸）和軸后多指畸形（尺骨）。多為常染色體顯性遺傳，具有可變的外顯率，由肢體發(fā)育前后模式缺陷引起。在人類中，迄今為止已發(fā)現(xiàn)至少 10 個位點和 6 個導致非綜合征性多指畸形的基因，包括ZNF141、GLI3、MIPOL1、IQCE、PITX1和GLI1。在《多指醫(yī)學基因檢測：分子診斷阻遺傳》中，介紹了多指畸形類型的臨床、遺傳和分子特征，包括最近發(fā)現(xiàn)的非綜合征性多指畸形的基因和位點。《多指醫(yī)學基因檢測：分子診斷阻遺傳》概述了多指畸形的復雜遺傳機制，可能有助于遺傳咨詢和快速分子診斷。

多指醫(yī)學基因檢測：分子診斷阻遺傳關鍵詞：

多指畸形、PPD、PAP、手指異常、肢體缺陷、多余手指/腳趾

疾病臨床表征數(shù)據(jù)庫

多指癥這一術語“poly 表示許多，dactylos 表示數(shù)字”起源于 17 世紀的Kerchring。多指癥或多指畸形是指出現(xiàn)多余的手指、腳趾或任何復雜的手指部位重復。16 世紀的 Ambrose Parey將這種情況描述為“多余的手指” 。它是出生時最常見的先天性肢體異常之一，表現(xiàn)為各種形式，包括手指完全重復或不完全重復。據(jù)估計，一般人群中多指癥的發(fā)病率為1.6–10.7/1000，活產(chǎn)兒中多指癥的發(fā)病率為 0.3–3.6/1000，男性發(fā)病率往往是女性的兩倍。從表型上看，多指畸形是一種極其異質的畸形，右手受累的傾向高于左手，上肢受累大于下肢，左腳受累大于右腳。多指畸形有綜合征型和非綜合征型兩種。兩種最常見的多指畸形類型是軸后多指畸形 (PAP)，其特征是第五根手指或腳趾有多余的手指，以及軸前多指畸形 (PPD)，其大腳趾或拇指側有多余的手指。而中軸多指畸形是一種非常罕見的數(shù)字畸形，涉及第二、第三或第四個數(shù)字的重復?！抖嘀羔t(yī)學基因檢測：分子診斷阻遺傳》擴展了Malik (2014)提出的分類。使用 OMIM 和 PubMed [NCBI] 中的“多指畸形”共獲得 435 和 3267 個條目。它們包括綜合征性和非綜合征性軸后多指畸形、軸前多指畸形和復雜多指畸形。

多指畸形分類

多指分類系統(tǒng)和分類依據(jù)已在《人體的基因序列變化及其疾病表征》總結。Temtamy和 McKusick (1978)方案是不同遺傳咨詢師、放射科醫(yī)生和臨床醫(yī)生中最廣泛使用的分類。在該系統(tǒng)中，多指被分為三種類型，即 PPD、PAP 和復雜類型（圖?1）。

圖1：展示軸前、軸后和復雜多指畸形的 autopod 卡通圖。紅色填充元素表示受影響/多指的手指。黃色填充元素表示發(fā)育不良/發(fā)育不全的骨骼，陰影手指表示并指。（A）代表 PPD1，包括 (I) 拇指分叉、拇趾多指畸形和 (II) 拇指和拇趾重復。（B）代表 PPD2，包括 (I) 對生三指節(jié)拇指和 (II) 非對生三指節(jié)拇指。（C）代表 PPD3，包括 (I,II) 第二手指重復。（D）代表 PPD4，包括 (I) 趾蹼（交叉型 I）和 (II) 手指/趾蹼（交叉型 II）。（E）代表 PAPA，具有 (I) 發(fā)育良好的第五指和 (II) 第 (5) 第五指更近端的分支。(F)代表 PAPB、(I) 帶蒂后小指和 (II) 雙裂第五趾帶蒂后小指。(G)代表復雜多指畸形 (I)，顯示鏡像前軸重復。(II) 手和腳的中央多指畸形（中軸）。(III) 具有完全并指畸形的 Haas 型多指畸形。(IV) 掌側/背部多指畸形。

軸前多指畸形 (PPD)

軸前多指畸形是指多指畸形，其附加手指向手的第一指（橈側；拇指）或腳（內側）生長。據(jù)報道，PPD 的發(fā)病率高達 10/300 個新生兒。Wassel 將 PPD 分為七種類型，這對手外科醫(yī)生非常有用，可幫助他們處理拇指重復。后來， Temtamy 和 McKusick（1978 年）將 PPD 分為四種類型，即拇指/拇趾多指畸形（1 型）、三指節(jié)拇指多指畸形（TPT，2 型）、食指多指畸形（3 型）和交叉多指畸形或多指并指畸形（CP，4 型）（圖1A–D）。

軸前多指畸形 1 型（拇指多指畸形）

拇指多指畸形是最常見的類型，表現(xiàn)為雙指拇指重復（MIM 174400；圖圖1A）。通常以單側形式出現(xiàn)，而在雙側病例中，手更容易受到影響，左手 PPD 比右手 PPD 罕見。家族性復發(fā)率低，男性患病率高于女性。七指畸形或六指畸形也是一種拇指多指畸形，其中拇指出現(xiàn)三重，從而產(chǎn)生七個手指。家族性 PPD 類型 1 僅顯示常染色體顯性遺傳模式，滲透力降低。 1 型前軸多指畸形是由音猬因子 (SHH) 增強子的序列變異引起的，這種增強子稱為極化活性區(qū) (ZPA) 調節(jié)序列 ( ZRS )。在肢體發(fā)育過程中，前后 (AP) 軸的模式由SHH (MIM 600725) 在稱為極化活性區(qū) (ZPA) 的區(qū)域中表達決定。一種稱為ZRS (MIM 605522) 的順式調節(jié)增強子；可控制 SHH 肢體的表達。ZRS是從人類到魚類高度保守的近 750–800 bp 的功能元素，位于LMBR1 (MIM 605522) 基因的內含子 5 內。最近，ZRS（進化保守的非編碼區(qū)）上游 500 bp 的致病變異（稱為 pre-ZRS（pZRS））與多指表型有關。

已知拇趾多指癥 (MIM 601759) 是一種主要表現(xiàn)或一種獨立的疾病類型。拇趾重復的發(fā)病率為 2.4/100,000，而南美洲拇指多指癥的發(fā)病率為 1.65/10,000。在拇趾重復方面，女性比男性受影響較小，大多為單側，主要影響右腳。迄今為止，非綜合征性拇趾多指癥的分子基礎仍不清楚。

三指節(jié)拇指多指畸形（TPT；軸前多指畸形 2 型）

軸前多指畸形 2 型 (MIM 174500)，或 TPT (雙指拇指置換術)，其中拇指有一根額外的中節(jié)指骨，其第一掌骨異常長而細，兩端都有骨骺（圖 1B）。TPT通常是對稱和雙側的。TTP是顯性遺傳，具有不完全外顯率。Tsukurov等人首次將2型PPD定位在7q36染色體上。ZRS存在于LMBR1基因內含子5中，該基因是2型PPD的發(fā)病機制。

食指多指畸形（軸前多指畸形 3 型）

3 型軸前多指畸形 (MIM 174600) 是一種非常罕見的常染色體顯性遺傳疾病。在這種類型中，食指通常是重復的。一個或兩個三指節(jié)手指取代了拇指。副指的掌骨顯示遠端骨骺，由于這種表型，3 型 PPD 與 2 型 PPD 或 TPT 區(qū)分開來。“中央多指畸形”和“食指多指畸形”有時被歸為一類，被認為是拇指重復變異。額外的手指通常有較大的角度或徑向偏差，正常的手指可能不同程度地向尺側偏移（圖?1C）。

多指并指癥，CP（軸前多指癥 4 型）

在多指并指癥 (MIM 174700) 中，拇指輕度重復，遠端指骨顯示徑向偏差或拇指寬大且分叉。第三和第四指并指癥很少出現(xiàn)。在腳部，第一腳趾顯示多指畸形，第一掌骨脛骨偏移且短小。值得注意的是，這種疾病不同于并指畸形，在并指畸形中，蹼內的并指畸形與額外的手指有關。“CP”一詞通常用于表示后軸和 PPD 的存在，而主要變化是在手和腳的額外手指軸中觀察到的（圖? 1D）。

在 1 型 CP 中，主要觀察到足部 PPD 和手部 PAP。2 型 CP 顯示足部 PAP 和手部 PPD 相結合。據(jù)報道， ZRS和GLI3基因突變導致 1 型 CP 的出現(xiàn)，該基因也與 PAP A/B 等位基因相關。迄今為止，已報告與不同類型的肢體異常相關的 216 種SHH基因突變。

軸后多指畸形 (PAP)

軸后多指畸形是指第五指上有一個或多個額外的腓骨指或尺骨指（圖 1E）。其活產(chǎn)患病率為 1-2/1000，存在一些種族差異。PAP 比 PPD 常見 75%，約 8% 的雙側 PAP 病例（包括下肢和上肢）與許多其他先天性綜合征缺陷有關。具體來說，對于 PAP，已確認兩種不同的類型，即軸后 A 型，具有多指（完全發(fā)育的手指）和軸后 B 型（不完整手指），這兩種類型的嚴重程度、外顯率估計和遺傳模式均不同。PAP A 型進一步分為八種遺傳類型：PAP A1-A7 型和 PAP 8 型（有或沒有 Ellis–van Creveld 綜合征 (EVC) 表型）。據(jù)報道，在人類中，有六種潛在致病基因可導致不同類型的非綜合征性多指畸形。這包括 GLI 家族鋅指 3 基因 ( GLI3，MIM 165240)、IQ 結構域含蛋白 E ( IQCE；MIM 617631)、鋅指蛋白 141 基因 ( ZNF141，MIM 194648)、鏡像多指畸形基因 ( MIPOL1，MIM 606850)、成對同源結構域 1 基因 ( PITX1，MIM 602149) 和 GLI 家族鋅指 1 基因 ( GLI；165220)。

軸后多指畸形 A 型

在 A 型 PAP 中，完全發(fā)育的多余手指與重復的跖骨或掌骨或第五跖骨或掌骨關節(jié)相連。重復手指可能有 1 至 3 個骨性元素，具體取決于其大小，這會導致屈曲皺紋和發(fā)育良好的指甲。后軸手指和第五趾骨顯示出高度可變的關節(jié)角度（即 <30–180°）。在大多數(shù)情況下，多余手指可能會給日常生活帶來問題（無功能性手指）。A 型 PAP 大多為常染色體顯性遺傳，外顯率降低。然而，已發(fā)現(xiàn)數(shù)個巴基斯坦家庭存在以常染色體隱性遺傳方式分離的 PAP，并可進一步分為 8 種類型（圖?2）。

圖 2：顯示軸后多指畸形 (PAP) 類型 A（PAPA1-PAPA7 和 PAPA 類型 A-EVC）的 autopods 卡通圖。紅色填充元素表示受影響/多指的手指，黃色填充元素表示發(fā)育不良/發(fā)育不全的骨骼，陰影手指表示并指畸形。（A）代表 PAPA1，上肢和下肢都有發(fā)育良好的多指。（B）代表 PAPA2，多指僅限于上肢。（C） PAPA3，顯示上肢和下肢都有發(fā)育良好的多指。（D） PAPA4，有發(fā)育良好的多指，PAPB 也有報道（皮贅無骨）。（E、F） PAPA5、6：發(fā)育良好的多指和腳趾。（G）代表 PAPA7，多指僅限于腳趾。(H)代表 PAP 類型 A-EVC，上肢和下肢均具有 PAP 類型 A 和 PAP 類型 B。

軸后多指畸形 A1 型 (PAPA1)

PAPA1 和 PAPB（MIM 174200）以及 PPD 類型 IV（MIM 174700）以常染色體顯性遺傳，由位于染色體 7p14.1 上的GLI3基因（MIM 165240）中的致病雜合突變引起。

多指的致病基因鑒定基因解碼收錄了一個五代家族，其中 15 名患病個體通過全基因組連鎖分析具有 PAPA 表型。使用 7p15–q11.23 染色體上的標記 D7S801 獲得的最大 LOD 評分為 4.21。因此，在GLI3基因中鑒定出致病雜合變異。同樣，基因解碼解析了一名手部患有 B 型 PAP 的患者?；蚍治鲨b定出GLI3基因中致病雜合變異，預計會導致過早終止并可能導致無義介導的 mRNA 衰變。

基因檢測機構采用致病基因鑒定基因解碼分析了一個來自沙特阿拉伯的三代家庭，其表型包括手部 PAP、寬拇指和手腳并指（皮膚）。遺傳和分子分析發(fā)現(xiàn)GLI3基因中存在雜合的 2 bp 移碼缺失，預計會導致該基因 N 端部分截斷（圖?2A）。迄今為止，已在GLI3基因中發(fā)現(xiàn)了 225 個突變，這些突變會導致不同類型的肢體異常，包括多指表型。

軸后多指畸形 A2 型 (PAPA2)

軸后多指畸形 A2 型，具有常染色體顯性遺傳（MIM 602085），位于 13q21–q32 染色體上，致病基因尚未確定。Akarsu等人（1997 年）對一個表現(xiàn)出 PAPA 特征的家族進行了連鎖分析，并排除了該家族的 7p15–q11.23 基因座，該基因座已知會導致 PAPA1（MIM 174200）。該家族與 13q21–q32 染色體有連鎖，標記 D13S1230 的最大 LOD 得分為 2.35。

此外，佳學基因等機構利用標準核型分析，在一位患手雙側 PAP 的男孩中，發(fā)現(xiàn)了 13 號染色體長臂上存在雜合新生倒置重復。FISH 分析和陣列比較基因組雜交 (aCGH) 分別進一步證實了雜合重復（圖?2B）。

軸后多指畸形 A3 型 (PAPA3)

具有常染色體顯性遺傳（MIM 607324）的軸后多指畸形 A3 型位于 19p13.2–p13.1 染色體上。多指采用致病基因鑒定基因解碼技術確定了標記 D19S221 的最大 LOD 得分為 5.85，對應的物理距離約為 2.5 Mb。16 名受影響的個體表現(xiàn)出手和/或腳上發(fā)育良好且功能齊全的軸后多指等表型。七名受影響的個體患有手部多指畸形，未觀察到其他表型（圖?2C）。

軸后多指畸形 A4 型 (PAPA4)

A4 型軸后性多指畸形最早見于一個有 11 名患者的六代家族。在患者中，PAPA 和并指表型在上肢和下肢均存在差異，沒有其他相關異常（圖? 2D）。全基因組篩查的遺傳和分子分析確定標記 D7S1799 的最大 2 點 LOD 得分為 3.18。PAPA4 顯示常染色體顯性遺傳（MIM 608562），位于染色體 7q22.1 上，致病基因尚未確定。

軸后多指畸形 A5 型 (PAPA5)

一個來自偏遠地區(qū)的巴基斯坦近親家庭，據(jù)稱患有常染色體隱性遺傳，雙手和雙腳均表現(xiàn)出 PAP A 型（雙側）的特征。而受影響的個體及其正常父母沒有觀察到其他異常（圖?2E）。多指的基因解碼使用全基因組連鎖分析，通過對高度多態(tài)性的微衛(wèi)星標記進行分型，發(fā)現(xiàn)在 13q13.3–q21 染色體上存在最大 LOD 得分為 3.84 的連鎖。PAPA5 (MIM 263450) 被定位到 17.87cM 區(qū)域 (D13S1288 和 D13S632 標記)，并收錄了定位到 13q13.3–q21 染色體的常染色體隱性 PAP 的第一個證據(jù)。

軸后多指畸形 A6 型 (PAPA6)

多指基因檢測發(fā)病原因在研究一個巴基斯坦近親家庭時，發(fā)現(xiàn)該家庭雙手和雙腳均存在發(fā)育良好的（雙側）PAP（圖?2F），在 4p16.3–p16.2 染色體上確定了一個 6.53 Mb 的連鎖區(qū)間。對 27 個高度多態(tài)性的微衛(wèi)星標記進行了分型，在標記 D4S412 處獲得了最大 3.38 的多點 LOD 得分。利用 aCGH 分析和全外顯子組測序等技術，多指發(fā)發(fā)病原因基因檢測在ZNF141基因 (MIM 194648)中確定了一個錯義突變 (p.Thr474Ile) ，該突變與家族內的疾病表型分離并歸類為 PAPA6 (MIM 615226)。

軸后多指畸形 A7 型 (PAPA7)

多指的致病基因鑒定基因檢測在IQCE基因 (MIM 617631)中發(fā)現(xiàn)了一個純合剪接位點變異，并使用 WES 和小基因檢測在一個巴基斯坦血親家族中進行了驗證，該家族中有 5 名患者。對該家族中兩名患病成員進行了外顯子組測序，隨后進行了桑格測序，以在家族內分離具有疾病表型的變異。PAPA7 (MIM 617642) 的特征是 PAP 僅限于下肢，指甲發(fā)育良好（圖2G）。IQCE基因有 22 個外顯子，編碼一個含有 695 個氨基酸的蛋白質，位于染色體 7p22.3 上。迄今為止，在與局限于下肢的 PAP 相關的 IQCE 基因中，僅收錄了一種剪接受體位點變異（c.395-1G > A；p.Gly132Valfs ∗ 22）。IQCE 的蛋白質產(chǎn)物與EFCAB7結合形成蛋白質復合物，作為刺猬（Hh）信號的正介質。IQCE-EFCAB7 復合物進一步與 EVC-EVC2 形成的第二個蛋白質模塊相互作用，將其束縛在纖毛基部（Pusapati et al., 2014）。EVC或EVC2突變會導致埃利斯-范克里維爾德綜合征 (EVC)，該病的特征是 Hh 信號減弱，多指畸形是其表型之一。因此，IQCE 中的致病突變被認為會導致與異常 Hh 信號有關的多指畸形表型。

伴有或不伴有 EVC 表型的軸后性多指畸形 A 型 (PAP A 型-EVC)

多指畸形的致病基因鑒定基因檢測收錄了三個肢體異常家族（兩個來自土耳其，一個來自巴基斯坦）中位于 12q13.3 染色體上的GLI1基因（MIM 165220）的純合功能喪失變異。巴基斯坦家族中的四名受影響個體表現(xiàn)出單獨的 PAP 特征（圖? 2H）。另外兩個來自土耳其的家族中有四個患者表現(xiàn)出與身材矮小、房間隔缺損 (ASD)、輕度指甲發(fā)育不良或膝外翻相關的 PAP，這些癥狀被歸類為典型的 EVC 綜合征特征。有趣的是，所有具有GLI1純合功能喪失變異的患者都具有共同的 PAP 表型。而來自巴基斯坦的家族則具有單獨的 PAP 特征，未觀察到其他異常。GLI1 基因(MIM 165220; NM_005269.2 ) 有 12 個外顯子，編碼 1106 個氨基酸蛋白質，位于染色體 12q13.3 上。迄今為止，GLI1基因中僅收錄了三種功能喪失突變（c.2340G > A；p.Trp780、c.1930C > T；p.Gln644 ∗、c.337C > T；p.Arg113 ∗ ） ，導致 PAP 和 EVC 表型（Palencia-Campos et al.，2017）。多指畸形的致病基因鑒定基因解碼得出結論，GLI1 患者表型譜的多變性可能與突變的位置和劑量效應有關。GLI 蛋白家族（GLI1、GLI2 和 GLI3）是 Hh 信號通路的轉錄因子，參與胚胎發(fā)育過程中的細胞增殖和模式形成。

軸后多指畸形B型

在 PAP B 型中，多指畸形在各種人群中最為常見，多余的手指可能發(fā)育不全，因此以皮膚的形式出現(xiàn)，從可忽略不計的小隆起跡象到第五指尺側的棘狀突起，或一個 2-3 厘米長的結節(jié)狀“帶蒂后小指”，通常帶有指甲（圖?1F??）。第五指沿著該小結節(jié)的關節(jié)位置多變，通常通過一個小的皮橋連接。左手和上肢最易受到影響。這種多指畸形的遺傳學更為復雜，因此估計的外顯率約為 43%。

《人的基因序列變化與疾病表征》，有幾種顯性遺傳基因位點與 PAP 有關，包括位于 7p14.1 上的 PAP1 和相關基因GLI3（MIM 174200）、位于染色體 13q21–q32 上的 PAP2（MIM 263450）以及也具有 PAP-A/B 特征的 PAPA3，染色體地址為 19p13.1–13.2（MIM 607324）。多指的致病基因鑒定基因解碼還收錄了位于染色體 7q21–q34 上的具有 PAP-A/B 表型和部分皮膚并指的 PAP 基因位點（MIM 608562）。

復雜類型的多指畸形

復雜多指畸形被單獨分類，因為它們具有與 PAP 或 PPD 不同的表型（圖?1G）

鏡像多指畸形 (MIP)

在 MIP（MIM 135750）中，后指重復，而前指完全被后指逆序交換。因此，額外指的排列從中央指開始按降序排列，例如小指、無名指、中指、食指，以及中指、無名指、小指，拇指/拇趾缺失（圖1G)。多指畸形的致病基因鑒定基因解碼收錄了一個手指完全重復的個體，右手有 9 個手指，左手有 10 個手指，因此雙側手指結構復雜。單獨的 MIP 非常罕見，為常染色體顯性遺傳，通常被描述為 Laurin-Sandrow 綜合征 (MIM 135750) 的一部分。MIPOL1基因 (MIM 606850) 突變導致位于 14q13 染色體的 MIP 表型之一。據(jù)多指畸形國際數(shù)據(jù)庫，PITX1基因 (MIM 602149) 突變也會導致伴有下肢畸形的 MIP 。迄今為止，已收錄PITX1基因中有 17 個突變導致不同類型的肢體異常。

中軸或中央多指畸形

中軸多指畸形或中央多指畸形是一種“隱藏的”重復畸形，伴有明顯的并指畸形，或手掌中部有并甲畸形，可能以組織塊的形式出現(xiàn)，但并非所有的中軸多指畸形類型都是隱藏的（圖1G [II])。中央多指畸形，如第二指重復，是顯性遺傳的?；瓮ǔＪ请p側的，第四指重復最常見；這些重復比食指重復更常見。

掌側和背側多指畸形

帕爾默多指癥是一種非常罕見的疾病，多指通常從足趾腹側或背部長出。多指可能表現(xiàn)為發(fā)育不良的指骨或小皮膚（贅生物），或發(fā)育良好的手指，有或無指甲，并以鉤狀植入足趾（圖1G [III])。也有基因解碼發(fā)現(xiàn)，手部有可移動的重復手指，并且手指起源于腹側或手掌側。同樣，基因解碼在2007 年記錄了起源于足背的重復手指。

Haas 型多指畸形

在 Haas 型多指并指畸形 (MIM 186200) 中，所有手指均在皮膚上融合，并且蹼中有一根后軸或前軸額外射線。由于完全并指畸形，手指的運動受到限制，相鄰手指的融合使手呈杯狀 (圖1G [IV])。人的基因序列變化與疾病表征一般將 Haas 型多指畸形歸類為 5 型并指畸形。根據(jù)證據(jù)，人們觀察到 Haas 型多指畸形在遺傳上具有異質性。已知 ZRS和GLI3的突變會導致 Haas 型多指畸形。

多指畸形發(fā)生的致病基因突變

目前的遺傳和分子分類表明，至少六種不同類型的多指畸形是由兩個不同基因突變引起的，即SHH增強子ZRS和GLI3，導致PPD1、PPD2、TPT-PS、PPD4、PAPA1和Haas類型。因此，這兩個因素的重要遺傳作用以及GLI3和SHH之間密切的SHH信號通路在肢體發(fā)育過程中的作用不容忽視。在人類中，在妊娠4至8周之間，肢體胚胎發(fā)生過程開始，導致肢芽從側板中胚層長出。不同類型的信號中心在生長中的肢體中發(fā)育，指導前/后模式形成的機制，即決定指趾的形成和形態(tài)發(fā)生。 Sonic Hedgehog-Patched-Gli (SHH-Ptch-Gli) 通路失調會導致多種人類疾病，包括出生缺陷、骨骼異常和癌癥。SHH-Gli3 激活的 Ptch 轉錄通路元件高度保守，在控制 AP 肢體模式方面非常重要。SHH-Gli3 通路中的主要關鍵參與者包括 Smo、SHH、Gli3、IQCE、Ptch1 以及對 AP 模式也至關重要的視黃酸和骨形態(tài)發(fā)生蛋白 (BMP)。

Ptch1 和 Smo 也是 SHH 通路中的中間基因，Smo 在 SHH 存在時激活 SHH 信號。而當沒有 SHH 時，Ptch 受體抑制 Smo 功能，從而起抑制作用。此通路中最重要的基因是 GLI3，GLI3的致病突變可導致前軸性多指畸形和后軸性多指畸形表型。Gli3 有兩種不同的形式（Gli3R 和 Gli3A）。Gli3R 作為阻遏物存在，在 SHH–Ptch 相互作用發(fā)生時被 Smo 轉化為激活的 Gli3A。Gli3R/Gli3 的比例直接影響指趾類型和數(shù)量的發(fā)育。然而，由于多指畸形發(fā)病機制中其他幾種基因的復雜相互作用以及雙功能轉錄開關 ，因此致病基因鑒定基因解碼正在開發(fā)出與 Gli3 突變的確切基因型和表型相關性。

這些關鍵參與者（GLI3 或 ZRS）參與肢體表型的發(fā)展及其在信號通路中的作用非常重要。然而，多指畸形的復雜性在于遺傳異質性現(xiàn)象。由于 GLI3 基因編碼序列或800 bp ZRS區(qū)域內的致病序列變異導致多指畸形類型范圍很廣，因此預計不同種族和人群之間會存在遺傳異質性。致病基因鑒定基因解碼描述了強調軸前多指發(fā)病機制的詳細ZRS分子機制。許多與綜合征和非綜合征多指畸形/肢體畸形病因有關的遺傳因素仍有待確定。對新發(fā)現(xiàn)的基因進行分類是當務之急，這可能有助于臨床醫(yī)生和研究人員清楚了解分子發(fā)病機制并快速進行基因診斷。

關于多指基因的共識性意見

人類遺傳學方面的進展揭示了幾種新的孤立性和綜合征性多指畸形類型，這加深了多指發(fā)生的基因原因對負責遺傳肢體發(fā)病機制的幾種基因的認識和理解。多指畸形的遺傳學非常復雜，不僅限于孟德爾遺傳。遺傳和等位基因異質性、表觀遺傳因素、相關基因、增強子/抑制子的作用以及不同類型的環(huán)境和發(fā)育因素等機制起著非常重要的作用。大量詳細的多指畸形遺傳學、流行病學、分子學和胚胎學研究觀察到表型、患病率、傳播和表現(xiàn)度存在顯著差異，并表明表型異質性的病因很高。此外，其他幾個因素，包括表現(xiàn)力差異、不完全外顯率、遺傳背景差異、環(huán)境影響和表觀遺傳現(xiàn)象，可能在人類差異表型的形成中發(fā)揮了作用 。過去，許多作者認為需要有組織的概述，試圖設計一個多指畸形的分類系統(tǒng)。《人類疾病的臨床表征與基因位點》列出了不同的多指畸形分類及其優(yōu)缺點。

隨著RNA測序、系統(tǒng)生物信息學、下一代測序（NGS）等新技術的出現(xiàn)，人們將發(fā)現(xiàn)新的基因和致病突變，這可能有助于在不久的將來建立基因型-表型相關性。RNA-Seq可以分析不斷變化的轉錄組、轉錄后修飾、可變剪接轉錄本、SNP/致病變異、基因融合和基因表達。近年來，WGS/WES（NGS）極大地加速了家族性和散發(fā)性病例的診斷，提供了快速、準確且經(jīng)濟有效的基因篩查。適當?shù)幕蛐?表型相關性可能有助于未來的基因檢測，控制醫(yī)療障礙，增進多指發(fā)生的基因原因對新發(fā)現(xiàn)疾病及其相關基因的了解，從而提供通過NGS技術識別的大量變異的實質性知識，這些知識近年來可能用于篩查和分子診斷。此外，致病基因中特定致病變異的影響可能會導致相關表型，而修飾基因中的不同變異可能解釋某些情況下的表型變異。將大規(guī)模測序數(shù)據(jù)與正確的表型信息相關聯(lián)可能有助于使用最新的成簇調節(jié)間隔短回文重復/CRISPR 相關蛋白 9 (CRISPR-Cas9) 技術開發(fā)預測表型模型，這可能有助于理解肢體發(fā)育途徑，有助于闡明多指畸形的發(fā)病機制并開展實驗性治療研究。這些策略可能會確定治療干預的最高產(chǎn)量分子靶點，這仍然是未來研究的挑戰(zhàn)。