基于新生儿期PTPN11基因相关Noonan综合征21例病例系列报告并文献复习提出的遗传筛查指征

康芷若 程国强 王来栓 王 瑾 张 蓉 王慧君 吴冰冰 曹 云 周文浩 杨 琳 胡黎园

Noonan综合征是一类以特殊面容、先天性心脏病、身材矮小、胸廓畸形等为主要临床表现的常染色体显性遗传病[1]。其发病机制涉及Ras/MAPK信号通路的异常激活， 致病基因包括多个参与该信号通路转导的基因，如PTPN11、SOS1、KRAS、NRAS、RAF1、BRAF、RIT1、SOS2和LZTR1等，其中PTPN11基因致病变异所致约占半数[1]。目前该病诊断标准主要为临床诊断，但在新生儿期身材矮小、发育迟缓等表型尚未出现，因此，针对存在先天性心脏病、淋巴管发育不良、血小板减少、泌尿生殖系统畸形等的NICU人群开展Noonan综合征相关分子筛查，可在发现致病变异的基础上，早期识别该病并对患儿进行相关随访和个体化干预。本文回顾性分析复旦大学附属儿科医院(我院)近年来通过高通量测序分析检测到的携带PTPN11基因已报道Noonan综合征相关致病变异的患儿的临床资料和基因检测结果，并复习文献，提出新生儿期PTPN11基因相关的Noonan综合征遗传筛查指征。

1 方法

1.1 病例纳入标准 我院NICU参与“新生儿基因组计划”的患儿中，携带PTPN11基因已报道Noonan综合征相关致病变异者。

“新生儿基因组计划”自2016年1月开始实施，通过对NICU患儿进行基因检测，建立新生儿基因组数据库，建立新生儿遗传病的诊断流程，制定新生儿遗传病的基因诊断标准。“新生儿基因组计划”纳入标准为：①NICU患儿；②存在多脏器结构畸形，或多脏器功能缺陷；③常规治疗效果不佳，如感染、血小板减少、抽搐等；④存在无法用现有诊断明确解释的症状及体征。

1.2 高通量测序分析 本文病例的样本处理、测序、变异分析及结果解读均参照我院分子诊断中心建立的高通量测序数据分析和临床诊断流程2.0[2]。

1.3 临床信息提取 从我院病历系统中提取患儿的性别、基因检测送检年龄、出生史、入院原因、临床表现和诊断等信息。

1.4 文献检索及筛选 在Pubmed数据库以“neonate OR neonatal”、“Noonan syndrome”、“PTPN11”为关键词进行文献检索，在知网、万方数据库以“新生儿”、“Noonan综合征”、“PTPN11”为关键词进行文献检索，通过阅读摘要和全文筛选出具有PTPN11基因相关Noonan综合征新生儿期表型描述的文献；在Pubmed数据库以“Noonan syndrome”、“PTPN11”为关键词，在知网、万方数据库以 “Noonan综合征”、“PTPN11”为关键词，检索2019年1月1日至2020年5月19日的相关文献，通过阅读摘要和全文筛选出PTPN11基因相关Noonan综合征病例系列报道的文献。

2 结果

2.1 一般情况 2016年1月至2017年12月纳入“新生儿基因组计划”的患儿5 280例，携带PTPN11基因致病变异的Noonan综合征患儿21例，男16例(76.2%)，女5例(23.8%)；中位送检年龄为7(1～27)d；足月儿15例，早产儿6例；2例为双胎兄弟；患儿父母均否认近亲结婚及遗传病相关家族史。表1显示，21例患儿的主要临床特征。

2.2 基因检测结果 表1显示21例PTPN11基因致病变异均为杂合错义变异。9例进行了家系验证，8例为新发变异，1例遗传自患儿母亲。图1显示，20例变异位于N-SH2或PTP结构域，1例位于C-SH2结构域。Y63变异出现5次，D61、M504和Q510变异各出现3次，F285出现2次，提示上述位点可能为变异热点。

图1PTPN11基因致病变异分布位点

2.3 携带PTPN11基因致病变异的新生儿的表型谱

2.3.1 入院主要原因的分布 21例中，8例(38.1%)的主要入院原因属于Noonan综合征的临床表现，包括6例先天性心脏病和2例血小板减少；13例(61.9%)为非特异性临床表现，主要为新生儿高胆红素血症(6例，28.6%)和呼吸系统异常(4例，19.0%)。

2.3.2 主要系统、器官的受累情况 在纳入的21例患儿中，先天性心脏病14例，包括肺动脉瓣狭窄(PVS)7例和房间隔缺损10例，其中1例于产检时发现；其他症状还包括：血小板减少5例，隐睾3例，肾脏异常2例，听力障碍2例，乳糜胸、喂养困难和特殊面容各1例。Noonan综合征非特异性临床表现包括：高胆红素血症8例，呼吸窘迫综合征、新生儿窒息等呼吸系统异常6例。6例患儿存在感染，2例为泌尿系统感染，1例为化脓性脑膜炎，1例为母体梅毒感染，2例为新生儿特指感染。

2.3.3 文献检索结果 共筛选出有PTPN11基因相关Noonan综合征新生儿期表型描述的文献33篇[3-35](37例)；检索到PTPN11基因相关Noonan综合征非新生儿患者相关文献70篇，排除病例报告15篇、单表型研究18篇、综述指南13篇、基础研究13篇和其他基因相关文献4篇，PTPN11基因相关Noonan综合征表型描述的病例系列报告的文献7篇[36-42](354例)。表2显示文献报告病例、新生儿期病例和本文报告病例的临床表型特征。

文献报告病例、文献报告新生儿期病例和本文新生儿期病例中，①心脏异常的发生比例分别为62.4%～84.1%、64.9%和66.7%，其中肺动脉狭窄(PS)/PVS的占比分别为25.0%～58.8%、18.9%和33.3%；肥厚型心肌病的占比分别为0～25.0%、24.3%和0，文献报告新生儿期9例肥厚型心肌病中有8例在治疗或随访中死亡；②特殊面容的发生比例分别为84.1%～100%、54.1%和4.8%，文献报告新生儿期20例特殊面容，主要表现为眼距过宽、睑裂下斜和低位后旋耳等，本文新生儿期除1例描述为低位耳外，其他未描述特殊面容；③骨骼畸形的发生比例分别为25.0%～76.8%、13.5%和0，文献报告新生儿期5例骨骼畸形表现为漏斗胸、椎体异常、肘外翻、并趾和马蹄足，本文新生儿期未发现骨骼外观畸形；④血液系统异常的发生比例分别为3.7%～14.3%、37.8%和23.8%，文献报告新生儿期14例血液系统异常，主要表现为白细胞增多、单核细胞增多和血小板减少，本文新生儿期5例血液系统异常，主要为血小板减少；⑤淋巴管发育不良的发生比例分别为7.1%～23.5%、35.1%和4.8%，文献报告新生儿期13例淋巴管发育不良，表现为乳糜胸、淋巴水肿、大量胸腔积液引起的新生儿呼吸困难，本文新生儿期1例有乳糜胸，6例有呼吸困难。

表2 PTPN11基因相关Noonan综合征表型特征总结

注 PS：肺动脉狭窄；PVS：肺动脉瓣狭窄；HCM：肥厚型心肌病

新生儿难以描述身材矮小，判断神经系统发育异常时机不恰当。此外，文献报告新生儿期23例产前检查提示异常，主要表现为羊水过多、胎儿水肿和囊状水瘤。本文新生儿期病例，1例在产前检查提示存在心脏异常。

2.3.4 新生儿期PTPN11基因相关Noonan综合征诊断标准评估 表3为1994年提出的Noonan综合征诊断标准[43]，对文献已报道的37例新生儿和本文报道21例新生儿进行符合诊断评估，特殊面容符合率分别为54.1%(20例)和4.8%(1例)；PS/PVS符合率分别为18.9%(7例)和33.3%(7例),其他心脏异常符合率分别为45.9%(17例)和33.3%(7例)；身高评价不适合新生儿；鸡胸/漏斗胸符合率分别为2.7%(1例)和0，胸廓增宽均为0；一级亲属确诊或提示仅在37例新生儿中占5.4%(2例)；精神发育迟缓、隐睾和淋巴发育不良同时出现均为0，其中隐睾符合率分别为38.9%(8例)和18.8%(3例)，淋巴发育不良符合率分别为35.1%(13例)和4.8%(1例)。文献已报道的37例新生儿和本文报道21例新生儿期PTPN11基因相关Noonan综合征，对1994年Noonan综合征诊断标准[39]符合率分别为32.4%(12/37)和0，总体符合率为20.7%(12/58)。

表3 Noonan综合征诊断标准

注 1)：典型面容特征包括宽前额、眼距过宽、上睑下垂、下斜睑裂、小下颌畸形、显著的低位后旋耳、宽颈和短颈；2)：内眦赘皮、蓝绿虹膜、高腭弓、深人中、高唇峰等。典型面容特征加1个主要或2个次要临床特征，或满足其他提示性面容特征如内眦赘皮、蓝绿虹膜、高腭弓、深人中、高唇峰等加2个主要或3个次要临床特征，即诊断Noonan综合征

2.3.5 新生儿期PTPN11基因相关Noonan综合征遗传筛查指征 鉴于1994年提出的Noonan综合征诊断标准明显不适合新生儿期PTPN11基因相关Noonan综合征筛查和诊断，故综合文献已报道的37例新生儿和本文报道的21例新生儿期PTPN11基因相关Noonan综合征的临床表型，提出如下遗传筛查指征：①心脏异常(PS/PVS或肥厚型心肌病)占39.7%；②淋巴管发育不良所致乳糜胸/胸腔积液/不明原因呼吸困难/产检异常占39.7%；③血小板减少/白细胞增多/单核细胞增多占31.0%；④泌尿生殖系统畸形占29.3%；符合上述4条中任意1条为79.3%(46/58)，符合上述4条中任意2条为44.8%(26/58)。

3 讨论

Noonan综合征是一种相对常见的常染色体显性遗传病，发病率为1/2 500～1/1 000，主要临床表现包括先天性心脏病、特殊面容、身材矮小、胸廓畸形、精神发育迟缓等[44]，目前其临床诊断主要从以上方面进行评估[45]。

Noonan综合征是导致先天性心脏病第二常见的原因，仅次于21三体综合征，以PS最为常见，其次为肥厚型心肌病和房间隔缺损[46]。PTPN11基因致病变异与PS表型存在相关性[47]，入院新生儿心脏异常较易识别，故诊断标准中PS/PVS一项同样适用于新生儿。而新生儿期肥厚型心肌病可导致不良预后，对于出现肥厚型心肌病的患儿，应及时行基因检测明确遗传风险。

淋巴管发育不良也可在新生儿期出现，表现为乳糜胸、淋巴水肿和呼吸困难等。有文献报告约68%和42% Noonan综合征新生儿可出现淋巴管发育不良和呼吸窘迫[44]，约53%可在产前检查到淋巴管发育不良，表现为NT厚度增加、囊状水瘤、胎儿水肿等。对于出现胸腔积液、呼吸困难的新生儿，需考虑到乳糜胸的可能，结合产前检查，经基因检测发现PTPN11基因致病变异则可指向Noonan综合征。在男性Noonan综合征患儿中，隐睾的发生率可高达80%[44]，也有报告肾盂扩张、重复肾等肾脏异常。Noonan综合征新生儿期或幼儿早期可出现短暂的骨髓异常增生[49]，PTPN11基因相关Noonan综合征患儿患幼年型粒单核细胞白血病的风险增加，且可导致不良预后[50]。

1994年提出的Noonan综合征诊断标准并不适用于新生儿的诊断。特殊面容是临床诊断Noonan综合征的首要条件，但新生儿面容特征较难识别，加之部分面容特征在中国人群较为常见，对临床医生提出了较高的要求；新生儿处在生长发育的起始阶段，生长发育落后、骨骼畸形可能尚未表现出来；“一级家属确诊或怀疑Noonan综合征”，是在当时尚未有成熟的分子诊断技术时提出的，目前已经可以对有临床提示线索的患儿开展家系遗传检测。

本文21例患儿中，部分以高胆红素血症、呼吸窘迫综合征、感染等非特异性临床表现起病，甚至有些仅表现出高胆红素血症，在进行基因筛查前，这些Noonan综合征患儿很可能会被忽视。文献报道的37例PTPN11基因相关Noonan综合征新生儿期表型更为显著，其诊疗过程多是在出现典型症状后进行基因检测确诊，而对于新生儿期尚未出现典型Noonan表型的患儿，则易错过早期干预时机。结合上述表型分析强调，新生儿期出现的PS/PVS或肥厚型心肌病、淋巴管发育不良所致乳糜胸或胸腔积液或不明原因呼吸困难或产检异常、血小板减少或白细胞增多或单核细胞增多、泌尿生殖系统畸形，应尽早进行基因检测，以明确PTPN11基因相关Noonan综合征的诊断。

PTPN11基因位于12号染色体q24.13，包含16个外显子，编码蛋白酪氨酸磷酸酶SHP2。SHP2包含3个结构域：N-SH2、C-SH2及PTP，其中PTP结构域包含磷酸化活性位点，其活性受到N-SH2结构域的抑制[51]。约50%的Noonan综合征是由PTPN11基因功能获得性错义变异所致，这些变异主要分布在N-SH2或PTP结构域，使N-SH2结构域的抑制失效，PTP结构域在没有磷酸化配体结合的状态下也处于激活状态，上调Ras/MAPK信号通路从而导致Noonan综合征发生[51]。变异E139D位于C-SH2结构域，可通过与磷酸化位点形成氢键从而影响酶活性[52]。

除PTPN11基因外，SOS1、KRAS、NRAS、RAF1、BRAF、RIT1、SOS2和LZTR1等基因变异也可上调Ras/MAPK信号通路，导致Noonan综合征。Noonan综合征与LEOPARD综合征、Costello综合征、心-面-皮肤综合征等疾病的发病机制都涉及Ras/MAPK信号通路，被统称为RAS病(RASpathies)[53]，具有部分重叠的临床表型，包括特殊面容、先天性心脏病、精神发育迟滞、产前异常等，给临床识别带来一定困难。基因检测可简化此类综合征的鉴别诊断。

综上所述，现有Noonan综合征诊断标准对新生儿期PTPN11基因相关的Noonan综合征不具有很好的筛查识别作用，新生儿PTPN11基因相关Noonan综合征应建立独立的遗传筛查指征和诊断标准。新生儿期出现的PS/PVS或肥厚型心肌病、淋巴管发育不良所致乳糜胸或胸腔积液或不明原因呼吸困难或产检异常、血小板减少或白细胞增多或单核细胞增多、泌尿生殖系统畸形，应当高度怀疑PTPN11基因相关Noonan综合征的可能，并行相应遗传学评估。