1例1型肢端发育不全的诊断

贾海亭，王玉亭，律玉强，高敏，孙琳，王春华，刘毅

1 山东大学附属儿童医院骨科创伤外科，济南 250000；2 首都医科大学附属北京儿童医院骨科；3 山东大学附属儿童医院儿研所

肢端发育不全（acrodysostosis， ACRDYS）又称Arkless-Graham 综合征或Maroteaux-Malamut综合征，于1967年首次被报道［1-2］，是一种罕见的以骨骼发育不良为特征的常染色体显性遗传病，目前文献报道不足80例，尚无确切的流行病学数据。ACRDYS主要临床表现为身材矮小、低体质量、短指（趾）畸形、特殊面容等，伴或不伴有激素抵抗和智力障碍［3-4］。近年研究［5-7］发现，肢端发育不全患者存在PRKAR1A、PDE4D等基因变异。肢端发育不全具有基因型—表型相关性［8］，可分为2个亚型：PRKAR1A基因突变导致的肢端发育不全为1型（ACRDYS1）；PDE4D基因突变导致的肢端发育不全为2型（ACRDYS2）。PRKAR1A基因突变患者一般智力正常，存在多种内分泌激素抵抗；而PDE4D基因突变患者表现为轻中度智力障碍，几乎不存在内分泌激素抵抗［4，9］。PRKAR1A和PDE4D是G蛋白耦联受体-G蛋白α亚单位-环磷酸腺苷-蛋白激酶A（GPCR-Gsα-cAMP-PKA）信号传导通路的重要成分［8］。 ACRDYS需与假性甲状旁腺机能减退症（pseudohypoparathyroidism，PHP）相鉴别，它们都是GPCR-Gsα-cAMP-PKA信号传导通路异常导致的疾病，临床表现类似。目前临床医生对肢端发育不全的认识仍然不足，我们收治了1例肢端发育不全1型患儿，现对其临床资料作回顾性分析，总结其临床特征和诊断方法。

1 资料分析

患儿，女，10岁5个月，因“双下肢不等长5年，跛行症状加重”入院。5年前家长发现患儿双下肢不等长，右下肢短于左下肢，走路无明显跛行，双下肢无肿痛。后家长发现患儿双手及双足发育短小，当时未行诊治。入院前2年，患儿走路逐渐跛行，未行诊治。现患儿跛行症状加重，为进一步诊治遂于我科住院。既往史：既往无手足麻木、刺痛和抽搐史，无多饮多尿、怕冷病史，无输血史，无肝炎、结核等传染病史及接触史，无手术、外伤史，无食物、药物过敏史。个人史：系第1胎第1产，36周早产，因羊水少行剖宫产，出生体质量2.3 kg，无窒息缺氧，出生后人工喂养，出生6个月添加辅食。2个月抬头，6个月会坐，8个月会爬，1岁1个月时可自行走路，智力发育与同龄儿无差异。家族史：父母身体健康，非近亲结婚，G2P2为身体健康的女孩。否认家族性遗传病史。

体格检查：入院时体质量30.0 kg（同年龄同性别人群体质量平均值-1 SD～中位数），发育落后，营养中等。全身无浮肿，甲状腺不大，乳房及外生殖器未见明显异常。眼距略宽，鼻梁低平，长人中，左侧胸部发育较右侧差，身高124 cm（小于同年龄同性别人群身高平均值-2 SD），臂展105 cm，骨盆倾斜，双下肢不等长，右大腿短缩，Allice征阳性，走路时跛行，双手及双足发育短小（见图1、2），四肢活动度可，肌力正常，双侧膝腱反射对称引出，病理征阴性。

图1 本例患儿的双手外观图像

图2 本例患儿的双足外观图像

辅助检查：实验室检查血常规、肝肾功能、凝血未见异常，血钙2.37 mmol/L（参考值 2.2～3 mmol/L），血 磷 1.40 mmol/L（参 考 值 1.3～1.9 mmol/L），血糖 5.47 mmol/L（参考值 3.6～6.1 mmol/L）。双下肢X片可见患儿双侧髂骨形态欠规整，右侧股骨发育短粗，股骨头变扁、密度增高不均匀，股骨下端干骺端增宽、形态不规则，骨质结构紊乱，未见骨骺形成，膝关节关节面欠规整、凹陷，右侧髌骨向外后移位。左侧髋臼发育宽大，形态不规则，左侧股骨颈短缩，股骨头形态变扁，左侧腓骨中段局部骨质增粗。双侧股骨上端、左侧胫骨上端可见骨性突起，宽基底。右侧股骨、胫骨分别长约250.1、309.3 mm，左侧股骨、胫骨分别长约353.4、285.3 mm（见图3）。

图3 本例患儿双下肢正位及侧位X线图像

为进一步明确病因，家长签署知情同意书后抽取患儿及父母外周血静脉血，进行遗传性骨病相关的基因测序。提取基因组DNA，构建基因组文库，然后通过探针杂交捕获与遗传性骨病相关基因的外显子及相邻内含子区域（50 bp），并进行富集。富集的目的基因片段通过高通量测序仪进行测序。最终发现患儿PRKAR1A基因第17号外显子c.1102C＞T（p.R368X）杂合突变，第1 102位的半胱氨酸（C）突变为苏氨酸（T）。其父母该位点均无突变，考虑为新生突变。

2 讨论

ACRDYS1常伴有生长激素释放激素、促甲状腺激素、甲状旁腺激素、降钙素以及促性腺激素等多种激素抵抗［6-7］，因对本病认识不足，患儿入院后未行激素等相关方面检查，基因检测结果出来后患儿未再行进一步诊治，因此无法判断该例患儿是否伴有激素抵抗，但该患儿身高低于同年龄同性别儿童，因此可能存在生长激素抵抗。本例患儿为尚未青春发育的女童，就诊时身高124 cm，低于同年龄女童身高，符合身材矮小，同时该患儿有眼距略宽、鼻梁低平、双手及双足发育短小、双下肢不等长、右侧髌骨脱位等畸形，智力发育与同龄儿无差异，基因检测PRKAR1A基因c.1102C＞T（p.R368X）杂合突变，为已知致病基因［10］，因此符合ACRDYS1的诊断。

ACRDYS1的诊断主要依据患儿临床表现、影像学特征、相关激素检查及分子遗传学分析结果［11］。患者临床表现多为身材矮小、特殊面容、四肢骨发育不良等［3-4］。本例患儿存在以上特征且智力正常。考虑人种差异的可能性，我们检索了国内PRKAR1 A基因突变导致肢端发育不全1型的6例先证者［10，12-13］的临床资料，并与本例患儿进行临床表型与基因型比较，6例患儿PRKAR1A基因突变位点分别为c.1102C＞T（3例）、c.1118A＞G（1例）和c.866G＞A（2例）；患儿均存在身材矮小、短指（趾）、眼距宽、鼻梁塌陷等症状，部分患儿的面部畸形更加突出，存在前额凸、颌骨发育不良等。6例患儿中5例智力正常。X线片等影像检查可协助诊断，此类患儿常见影像学表现为手足管状骨（除外大拇指/大踇趾）均匀的短指症，部分患者存在融合锥形骨；另外颅骨常见增厚及发育不全［8-9］。此外，应检测患儿内分泌激素以明确患儿是否存在激素抵抗。如果患儿临床表现、影像学特征及激素抵抗提示肢端发育不全症，需进行基因检测明确诊断及疾病分型［11］。

在GPCR-Gsα-cAMP-PKA信号传导通路中，激素与G蛋白耦联受体（GPCR）结合后，激活G蛋白和腺苷酸环化酶（AC），产生环磷酸腺苷（cAMP），cAMP与蛋白激酶A（PKA）结合后可激活PKA［14］。PKA属于丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，是cAMP信号转导的关键酶，它是由两个调节亚基（R）和两个催化亚基（C）构成的异四聚体，可通过对特定蛋白磷酸化介导激素发挥生物学效应。PRKAR1A基因编码PKA中表达程度最高的1型调节亚基（R1a），与cAMP分子结合引起PKA空间构象变化，调节亚基（R）与催化亚基（C）分离，激活PKA并释放出活性催化亚基（C），参与调节 cAMP 的信号转导作用［8，15-16］。损害 PKA 信号通路疾病的相关突变大多数发生在由PRKAR1A 基 因 编 码 的 PKA R1a 亚 基 中［15］。PRKAR1A基因突变与卡尼综合征（carney complex，CNC）及ACRDYS1有关，但这两种疾病表现出截然不同的表型。CNC以皮肤和黏膜色素沉着、黏液瘤、内分泌功能亢进等为主要临床表现，国内已有大量文献报道［17-18］，但关于PRKAR1A基因变异导致ACRDYS1的病例我国罕见报道。CNC患者的相关突变机制为功能缺失，其多受到无义介导的mRNA衰变（NMD）的影响，导致PRKAR1A基因单倍剂量不足，致使调节亚基（R）功能丧失，原本的抑制作用丧失，催化亚基（C）活化失控，游离的催化亚基使其下游因子磷酸化，最终导致相应组织细胞增生及肿瘤形成［15，19］。ACRDYS1患者的致病机制与CNC不同，缺陷的突变体蛋白能够降低PKA调节亚基（R）对cAMP的亲和力，提升活化PKA的cAMP的浓度阈值，PKA的调节亚基（R）与催化亚基（C）分离减少，催化亚基（C）的激活与释放减少，致使下游因子无法磷酸化而最终导致多激素抵抗和骨骼发育不良［10］。本例患儿 PRKAR1A 基因 17 号外显子第1 102位碱基胞嘧啶被胸腺嘧啶所取代，致使cAMP结合蛋白区域中的第368位精氨酸密码子变成终止密码子，导致蛋白质最后14个氨基酸被截断，最终导致功能缺失，这与LINGLART等［6］报道的突变类型一致，临床表现也同时有骨骼发育不良、身材矮小、短指（趾）畸形和特殊面容，提示肢端发育不良的病因是 PRKAR1A 基因突变。

本例患儿伴有股骨头扁平，目前国内未见相关报道，我们查阅相关文献后考虑股骨头无菌性坏死（Legg-Calve-Perthes，LCP）可能性较大，分析其原因可能与该患者存在生长激素抵抗有关。早在1998年NISHI等［20］收集了6 343例生长激素缺乏的患者，其中12例患有股骨头无菌性坏死，9例是在生长激素治疗前出现，3例是在接受生长激素治疗后出现，作者得出的结论是生长激素缺乏的患儿股骨头无菌性坏死的发生率会增加。BAŞ等［21］报道一例身材矮小垂体激素缺乏并伴有股骨头无菌性坏死的患儿，其也认为股骨头无菌性坏死与生长激素缺乏有关。LIM等［22］报道1例肢端发育不全1型伴有生长激素缺乏患儿，在接受生长激素治疗7个月后行X片检查发现右股骨头扁平，诊断为股骨头无菌性坏死，停用生长激素6周后复查X片整个股骨头塌陷，分析认为是生长激素治疗导致生长激素激增，引起骨骺血液供应不足而发生股骨头无菌性坏死。因目前国内外关于肢端发育不全伴有股骨头扁平的文献报道较少，股骨头扁平是否明确是股骨头无菌性坏死仍需后续研究。

PHP是一组由GNAS位点的分子缺陷导致的罕见遗传代谢疾病，GNAS基因编码G蛋白α亚单位（Gsα）［23］。由于 GNAS、 PRKAR1A 均处于 GPCRGsα-cAMP-PKA 信号通路中，ACRDYS与PHP有着相似的临床表现与生化特征，因此ACRDYS需与PHP进行鉴别［24］。PHP主要表现为甲状旁腺激素靶器官对甲状旁腺激素（PTH）抵抗，伴骨生长发育缺陷，PHP1A型多具有Albright遗传性骨营养不良症（Albright hereditary osteodystrophy， AHO）特征，表现为短指（趾）、身材矮小、圆脸、中心性肥胖和智力低下［25］。ACRDYS1和 PHP1A 鉴别点主要为 ACRDYS1多有面部畸形和锥形骨骺且骨骼畸形较为严重，而异位骨化和智力发育异常不常见［12］。此外，ACRDYS1的短指（趾）畸形要比PHP1A型严重，PHP1A的短指症状比较多变，通常局限于第4、5掌骨。ACRDYS的治疗通常需要多个学科诊疗和管理［26］，对于激素抵抗患者予对症处理，对于严重的骨骼畸形患者可以进行外科手术或矫正治疗［12］。本例患儿未行激素等相关方面检查，骨骼畸形方面右股骨较左侧短，而右胫骨较左侧长，双下肢总长度相差约79.3mm，因未再进一步诊治，目前只能电话随访。

综上所述，肢端发育不全1型是一种罕见的常染色体显性遗传病，主要临床症状包括以身材矮小为特征的骨骼发育不全、短指（趾）畸形及鼻梁低平等，患儿智力多正常等。临床症状结合影像学及内分泌激素抵抗特征可进行肢端发育不全的初步诊断，为明确诊断及疾病分型后续需进一步行遗传学检查。