1例Sotos综合征临床特点及遗传学分析

柯钟灵， 王 勇， 陈 珊

1 临床资料

1.1 对象 患儿，女，1岁8个月，因“发育迟缓”于2019年4月29日就诊。系G1P1，39+4周因“脐带扭转、胎儿宫内窘迫”剖宫产娩出，Apgar评分8-9-9，出生体质量3 400 g、头围33 cm、身长48 cm。新生儿期发现先天性甲状腺功能低下，合并一过性低血糖和新生儿黄疸，补充甲状腺素片后定期监测甲状腺功能正常，痊愈出院。生后混合喂养，按时添加辅食。5个月会坐，8个月会爬，1岁2个月可扶站，牵手迈步，无法独走。1岁能听懂名字，现会说“爸、妈、饿、吃”等单音节。父母体健，非近亲结婚，家族中无类似患者。查体：体质量15 kg(+2 SD)，身长83 cm，头围51 cm(+2 SD)。神志清楚，前囟平软，约1 cm×1 cm。毛发稀疏，前额宽且突出，睑裂向下倾斜，眼距宽，鼻根低平，牙呈锯齿状，釉质发育不良(图1)，心、肺、腹部无异常发现，双足轻度外翻，肌力5级，肌张力偏低。辅助检查：血、尿常规、生化全套、甲状腺功能、25(OH)D3、尿有机酸、血氨基酸和酰基肉碱谱分析未见明显异常。左腕关节骨龄相当于1周岁。头MRI：双侧额颞部脑外间隙及侧脑室增宽。心脏彩超：房间隔缺损。脑电图：额极、额区、前颞少量 80～140 μV尖波、尖慢波散发。听觉诱发电位无明显异常。儿心量表筛查发育商：大运动44，精细动作27，适应性31.4，语言34，社交行为51，总体评估：DQ 37.2。婴儿-初中生社会能力量表测评：轻度落后。胎儿期羊水染色体核型检测未见明显异常。

A：特殊面容；B：牙齿发育不良。

1.2 基因检测 经家长知情同意，取患儿及父母外周静脉血各2 mL(EDTA抗凝)，行全基因组低倍基因组测序(1XCNV-seq)及高通量捕获测序家系全外显子组数据分析。

1.3 文献检索 以“Sotos综合征、脑性巨人症”及“Sotos syndrome”为关键词检索万方数据库、维普数据库、中国知网数据库以及Pubmed，纳入已报道的中国大陆人群患有该病的文献。

1.4 结果

1.4.1 基因检测结果 家系全外显子组数据分析提示，患儿5号染色体q35.2-35.3区域存在 1.64 Mb 杂合缺失。全基因组低倍基因组测序发现，5号染色体q35.2-35.3区域(基因位置为GRch39，Chr5:175510001-177470199)约1.96 Mb(图2)的杂合性缺失。NSD1基因位于5号染色体177133025-177300215，该区域位于缺失片段内，提示NSD1基因完整丢失。父母未发现该基因缺失。

图2 患儿DNA样本CNV-seq结果

1.4.2 文献汇总 共检索14篇符合文献，20例病例，结合本文1例，共21例病例的临床表现和NSD1基因突变类型汇总(表1)：3例为新生儿期确诊，其余病例诊断年龄6个月～12岁，中位数10个月；男孩多见，男/女=17/3；头围过大(15/21，71.4%)，身长过长(11/21，52.4%)；出生时即巨大儿(11/18，61.1%)；新生儿期黄疸(7/21，33.3%)；惊厥(5/21，23.8%)；毛发稀疏(9/21，42.9%)、前额突出(16/21，76.2%)、眼裂下斜(4/21，19.0%)、眼距宽(14/21，66.7%)、鼻根低平(5/21，23.8%)、高腭弓(5/21，23.8%)、尖下颌(11/21，52.4%)、发育迟缓(21/21，100%)、遗传代谢性筛查阳性(0/6)、骨龄提前(7/9，77.8%)、听力异常(4/10，40.0%)、中枢神经系统异常(18/20，90.0%)、心血管系统异常(8/12，66.7%)、泌尿系统异常(5/11，45.5%)、关节异常(5/20，25.0%)、脑电图异常(8/14，57.1%)、基因型(NSD1)缺失(9/16，56.3%)，杂合突变(6/16，37.5%)；NFIXc.613C>T(1/16，6.3%)。

表1 21例Sotos综合征的临床表型及基因型

2 讨 论

Sotos综合征是1964年由Sotos[17]首次描述的一种常染色体显性遗传的过度生长性疾病，既往曾用名脑性巨体综合征，临床特征为儿童过度生长、特征的颅面畸形和非进行性智力障碍(mental retardation，MR)。人群发病率约为1∶14 000，呈散发性，少数病例报道为家族性遗传[1]。Sotos综合征分3型，Sotos 综合征-1 (SOTOS1，117550)是由NSD1基因(606681)杂合突变或5q35.2-35.3区域基因组序列缺失引起；Sotos综合征-2(SOTOS2，614753)由19p13.3上的NFIX基因(164005)(核因子I,X型)突变引起；Sotos综合征-3(SOTOS3，617169)是由19p13染色体上的APC2基因(612034)突变引起的[2,18]。本研究病例属于Sotos 1。

Sotos综合征典型颅面特征包括：前额宽隆起的大头颅，发际线高，额颞部毛发稀疏，眼距较深，睑裂向下倾斜，下颌尖且突出。常伴系列临床征象：骨龄提前，心脏、泌尿生殖系统异常，颅脑MRI异常，伴或不伴扁平足的关节过度松弛、脊柱侧弯和癫痫等非特异表现；新生儿期合并黄疸和肌张力低下，母孕期有先兆子痫[1]。本研究报道的Sotos综合征患儿就诊年龄1岁8个月，大头呈前额宽且隆起、眼距过宽、额颞区毛发稀疏的特征面容，锯齿状牙列伴釉质发育不良，新生儿期一过性低血糖、甲状腺功能暂时性低下、黄疸消退延迟等非特异征象，发育商落后，精细动作较大动作发育迟缓，精神及语言发育落后，遗传学检测明确包含完整NSD1基因的5q35.2-35.3区域微缺失，确诊为5q35缺失型Sotos综合征。回顾国内已报道的20个病例均有发育迟缓。3例新生儿期病例面容不典型外，8例婴儿期病例、5例2岁内病例均发现与该患儿类似面容特征。诊断时2例头围测量正常，1例骨龄评估正常，余均表现为头围过大及骨龄提前的过度生长。其他系统受累前2位为中枢神经系统(90.0%)及心血管系统(66.7%)。Tatton-BrownK等[19]的研究认为，Sotos综合征的主要特征、常见特征发生率分别是≥90%及15%～89%，本研究与此一致。典型面容在1～6岁最易辨认，儿童时期下巴狭窄、长；较大儿童直至成年期，面部特征仍典型，但下巴变宽。各年龄段均存在大头畸形，至成年后身高大多恢复正常[19-20]，智力发育障碍在一生中保持稳定[19,21]。Sotos综合征儿童的学习障碍表现为语言能力和视觉空间记忆的相对优势，而非语言推理能力和定量推理能力的相对劣势[22]。Lane等[23]的研究认为，绝大多数Sotos综合征患者遗留智力缺陷(IQ<70)或智力功能边缘(IQ 70～84)，语言智商分数高于总智商分数，可重叠孤独症谱系障碍、多动症、焦虑和攻击/发脾气等行为特征，以自闭症谱系障碍为突出。临床上存在诸多染色体异常的过度生长性疾病与Sotos综合征的表型相似重叠，如Weaver综合征、Cohen-Gibson 综合征、SUZ12过度生长综合征、Bannayan-Riley-Ruvalcaba综合征、Beckwith-Wiedemann综合征、脆性X综合征、Malan syndrome综合征等[1]。虽然临床中通过随访疾病不同的发展病程及临床特征逐步做出判读，但早期诊断较困难，而基因检测成为准确识别、早期作出诊断必不可少的方法[24]。分析临床资料中应注意有典型面部特征的患儿，婴儿期头围的增长速度与身长/身高、体质量生长曲线的增长速度不均衡性，这种发育进程中头围过快增长并超过同龄儿2 SD，伴有体格发育和运动、精神发育迟缓相互矛盾的临床表型，高度提示为Sotos综合征指向性诊断线索，通过分子遗传学分析能精准诊断并确立致病基因型。

Sotos综合征的遗传学研究表明，欧洲人群以NSD1基因点突变为主[25]；亚洲人群中，日本人群以缺失型为主[26]，中国香港的研究以突变为主[27]。国内报道共21例病例(含本文1例)，其中4例为临床诊断，无基因型报告；1例未提供具体基因变异，完整基因学资料共16例，其中缺失型56.3%，杂合突变37.5%。现有研究尚未明确基因热点突变类型，1例为NFIX基因，界定为Sotos综合征2[2，10]。考虑到已报道的样本量小，有一定时间跨度，且近年遗传学筛查方法进步明显，现有证据尚不足作出中国人群的NSD1基因热点突变类型的结论，有待累计足够大样本进一步明确。本研究中的患儿基于 Illumina 高通量技术测序平台，使用全基因组低倍基因组测序(1XCNV-seq)检测全基因组水平拷贝数变异(copy number variations，CNV)，发现5q35.2-35.3区域约1.96 Mb杂合性缺失，而高通量捕获测序家系全外显子组数据分析为1.64 Mb缺失，均包含Chr5：177133025-177300215的NSD1基因完全缺失，确认了遗传学病因。造成这种缺失片段通量的微小差异与2种检测方法学原理不同有关，全外显子测序是高通量捕获所有已知基因的外显子编码区测序分析拷贝数变异，但存在对结构变异检测不足的技术局限性，即无法精确缺失范围；全基因组低深度测序(CNV-seq)覆盖基因外显子+启动子+内含子非编码区域，主要分析精度为100 K以上全面的CNV缺失或重复，是分析染色体片段缺失的金标准，可作为全外显子分析提示CNV缺失的进一步验证。Sotos综合征病例5q35.3微缺失的机制研究揭示，5q35.3区域中NSD1基因的非编码区序列(调控序列所在区域)具有两个低拷贝重复序列(low-copyrepeats，LCRs)，分别包含NSD1的着丝粒重复序列(REPcen)和端粒重复序列(REPmid, REPtel)。REPcen BD和REPtel BD大小为50 kb，方向相同且高度同源(>98%)，极易发生LCRs中REPcen和REPtel区域之间的非等位基因间的同源重组(nonallelic homologous recombination，NAHR)，具有固定断裂位点，导致特定基因组，通量约1.9 Mb的DNA片段缺失[28]。因此，5q35.3微缺失是通过染色体间或染色体内的重排产生的，与NSD1特定易感区域的基因组结构特征和重排机制密切相关[29]。与点突变改变编码蛋白构象的发病机制比较，这种基因组重排是改变针对疾病的剂量敏感基因的拷贝数，其剂量效应的结果可能与其临床表型多态性相关[30]。

NSD1基因由23个外显子组成， 基因编码产物为2 696个氨基酸组成的蛋白质[31]，存在独特核受体结合SET(nuclear receptor-binding SET-domain-containing protein )结构域，具有组蛋白特异性，主要对核小体组蛋白H3的第36赖氨酸(H3K36)、H4上的赖氨酸残基20被甲基化(K20H4)，表明NSD1是一种组蛋白赖氨酸N-甲基转移酶，参与细胞转录过程，发挥转录抑制和转录激活的双向调控作用，具体取决于细胞环境，在胚胎早期及出生后生长发育起重要作用[32]。它在脑、肾、脾、胸腺、肺、骨骼肌中广泛表达，NSD1基因缺失或点突变而导致单倍剂量不足，其功能丧失的结果为过度生长表型，并对大脑发育有重要影响，提示NSD1异常对Sotos综合征具有高度的特异性和敏感性，是主要的致病原因。本研究汇总9例5q35缺失型和6例NSD1基因突变的Sotos综合征病例，其临床表现高度重叠，呈经典颅面部特征及发育障碍，智力落后、语言学习障碍以及脑影像异常。5q35缺失型比NSD1基因点突变的个体具有更多表型，心脏异常、泌尿系统畸形、癫痫和脊柱侧弯等发生率更高，可能合并新生儿期高胰岛素血症相关性低血糖症和肿瘤，这与5q35微缺失区域包含完整NSD1基因及附近基因组序列缺失相关。Sotos综合征临床表现的严重程度与缺失片段及基因结构的破坏程度呈正相关，微缺失表型最严重，截短突变(无义突变、剪接突变和移码突变)次之，错义突变患者临床表现最轻微。但目前除缺失型外，尚未明确其他基因突变型与表型的相关性[19]。

Sotos综合征目前尚无特异性治疗，以对症治疗为主，监测生长发育等情况。过度生长性疾病常伴肿瘤高发，但Sotos综合征伴发肿瘤的概率较低，不必常规行肿瘤筛查[33]。大部分Sotos综合征由新发致病变异所致的常染色体显性遗传病，遗传致病性变异风险为50%，但近年遗传学病例研究中发现一种少见的父亲体细胞和种系镶嵌的个例报道[34]，以及可能存在表观遗传机制和宫内环境影响表型。因此，不同基因突变类型无法准确预测患者表型，但对建立诊断及NSD1基因变异的家族中进行遗传咨询和产前诊断是必要的。