先天性缺指（趾）-外胚叶发育不全-唇/腭裂综合征的临床和遗传学特点

    作者：尹伟综述 叶晓茜，边专审校    作者单位：口腔生物医学工程教育部重点实验室，武汉大学 湖北 武汉 430079

    【摘要】  目前，以先天性缺指（趾）、并指（趾）或手足裂和外胚叶发育不全伴或不伴腭裂的唇裂为主要临床表现的先天性缺指（趾）-外胚叶发育不全-唇/腭裂（EEC）综合征的病因仍然不明，给疾病的防治带来了较大的困难。迄今为止，分子遗传学研究已定位了EEC综合征的3个基因座，克隆到1个致病基因。EEC综合征临床表现复杂，外显率和表现度在人群中差异较大，临床上还存在一系列症状相似的EEC类似综合征，不易鉴别。本文剖析EEC综合征的临床和遗传学特点，将有利于临床医师进行诊断和鉴别诊断，并为下一步病因学研究提供帮助。

    【关键词】  先天性缺指（趾）-外胚叶发育不全-唇/腭裂综合征； 遗传异质性； p63基因

    AClinical and genetic features of ectrodactyly, ectodermal dysplasia and clefting syndrome  YIN Wei, YE Xiao-qian, BIAN Zhuan. （Key Laboratory of Oral Biomedical Engineering of Ministry of Education, Wuhan University, Wuhan 430079, China）

    [Abstract]  Ectrodactyly, ectodermal dysplasia and clefting（EEC） syndrome is characterized by split hand-split foot malformation, congenital ectodermal dysplasia and cleft lip with or without cleft palate. The etiology of it is still obscure, but one causative gene has been cloned. So far, three suspicious loci and one gene has been identified. The penetrance and expressivity of this disorder has considerable difference among populations. Furthermore, it is difficult to diagnose as there are some EEC like syndromes. Therefore, clear elucidation of EEC syndrome′s clinical and genetic features will be helpful to make diagnosis and give a direction for proceeding research.

    [Key words] 　ectrodactyly, ectodermal dysplasia and clefting syndrome； heterogeneity； p63 gene

    先天性缺指（趾）-外胚叶发育不全-唇/腭裂（ectrodactyly，ectodermal dysplasia and clefting，EEC，OMIM 604292）综合征，又称唇腭裂虾爪综合征或Walker-Clodius综合征，以常染色体显性遗传为主，发病率约为1/18 000。目前，EEC综合征的病因仍然不明。由于临床上存在较多与EEC综合征临床表型相似的综合征，给其正确诊断带来了困难。下面就EEC综合征的临床特点等作一综述。

    1  EEC综合征的临床特点

    EEC综合征的表型复杂，患者主要表现为先天性缺指（趾）、并指（趾）或手足裂，外胚叶发育不全和伴或不伴腭裂的唇裂三联征。肢端异常主要是患者手中线第3指或第3、4指缺如，后者的不对称掌面呈龙虾爪。一般情况下，患者中指（趾）都有1个裂口，其手或脚看上去如螯状指（趾）。外胚叶发育不全的表现涉及皮肤、毛发、指甲和牙齿，主要包括：1）毛发发育异常，睫毛、眉毛和头发稀疏；2）牙齿发育异常，乳牙和恒牙完全或部分缺失，牙齿形态异常且排列不齐；3）涎腺发育不全，涎液少；4）指甲混浊、变厚、表面粗糙、凹凸不平；5）汗腺发育不全，皮肤干燥，夏季天气炎热时不能正常出汗，体温升高；6）具有典型外胚叶缺损面容，即早年就有皱纹，颧骨高而宽，鼻梁下塌，严重时呈现鞍鼻，鼻尖小而上翘，呈愚型面容。也有患者仅表现出三联征中的一部分[1]。其他的伴发症状还包括鼻后孔闭锁、泪管狭窄，可由此引起角膜炎，少数患者伴有畏光以及内/外生殖器、肾脏、输尿管和膀胱畸形，传导性耳聋、慢性/复发性呼吸系统感染和发育迟缓[2-3]。该病的外显率和表现度在人群中也存在较大差异。

    2  EEC类似综合征

    临床上存在一系列症状相互重叠的EEC类似综合征，如以先天性缺指（趾）、并指（趾）或手足裂，外胚叶发育不全和唇腭裂作为主要症状之一，还可表现出睑缘粘连-外胚叶发育不全-唇/腭裂（ankyloblepharon-ectodermal defects-cleft lip andpalate，AEC，OMIM 106260）综合征、肢体-乳房综合征（limb mammary syndrome，LMS，OMIM603543）、肢端-皮肤-指（趾）甲-泪管-牙acro-dermato-ungual-lacrimal-tooth，ADULT，OMIM103285）综合征、Rapp-Hodgkin综合征（Rapp-Hodgkin syndrome，RHS，OMIM 129400）和缺指（趾）-外胚叶发育不全（ectrodactyly-ectodermaldysplasia，EE，OMIM 129810）综合征。这些综合征的临床表现相似，相互间的症状存在交叉，容易造成漏诊或误诊，需要做好鉴别诊断。上述综合征的致病基因也相同，均为p63基因，部分综合征间还具有突变的重叠性[4]。

    2.1  睑缘粘连-外胚叶发育不全-唇/腭裂综合征

    AEC综合征于1976年被报道，其与EEC综合征最大的区别在于没有缺指（趾）、并指（趾）和手足裂等肢端症状，取而代之的是眼部的睑缘粘连。患者的皮肤病损严重，皮肤糜烂出现早、程度重，75%的患者出生时就有严重的皮肤糜烂，严重者甚至出现皮肤裸露，类似Ⅱ度烧伤，患者皮肤的更新也较正常人慢[5]。4、5岁之后，皮肤症状会逐渐消失。80%的患者会出现指甲发育不全、牙齿缺失和唇腭裂。泪管狭窄、少汗和听力损害也是比较常见的症状[2]。

    2.2  肢体-乳房综合征

    LMS以严重的手/足畸形、乳腺/乳头的发育不全甚至不发育为主要特征。外胚叶发育不全的表现轻于EEC综合征，泪管闭锁、指甲发育不全、少汗、少牙、伴或不伴悬雍垂裂的唇腭裂较常见。尚未见有毛发和皮肤异常的报道。

    2.3  肢端-皮肤-指（趾）甲-泪管-牙综合征

    ADULT综合征的临床表现与EEC综合征十分相似。外胚叶发育不全的表现比较明显，即患者毛发稀疏、手指和指甲发育异常、乳牙滞留和恒牙缺失。缺指（趾）、并指（趾）、皮肤多处斑点、泪管闭锁、前额脱发、身体多发性雀斑也可见，但无唇腭裂[2，6]。

    2.4  Rapp-Hodgkin综合征

    RHS以无汗型外胚叶发育不全和唇腭裂为主要临床表现，于1968年被报道。少汗、毛发稀疏伴进行性脱发、牙齿缺失、指甲发育不全和听力损害比较常见。部分患者还表现为黏膜下裂甚至悬雍垂裂，患者面部外型也有异常，包括窄鼻和口裂。1/4的患者可伴有泌尿生殖器畸形。是否出现听力损害和泌尿生殖器畸形可作为与EEC综合征的鉴别要点。RHS的患者皮肤病损比较轻微，可作为与AEC综合征进行鉴别的要点之一。

    2.5  缺指（趾）-外胚叶发育不全综合征

    EE综合征以先天性缺指（趾）、并指（趾）或手足裂和外胚叶发育不全为主要临床表现，EEC综合征的常见伴发症状也可出现，与EEC综合征最大的区别在于无唇腭裂。

    3  EEC综合征的分子遗传学发病机制

    3.1  遗传异质性

    尽管EEC综合征1804年就被报道，但迄今为止其病因仍未完全明确。随着分子遗传学技术的发展，EEC综合征致病基因的研究取得了一定的进展，研究者们先后提出了3个与EEC综合征有关的基因座。

    EEC1（OMIM 129900）是通过奥地利1例不完全外显的散发患者确定的[7]。先证者为1名右足先天性缺趾伴听力损害15个月的男婴。检查发现，患者发育迟缓、眼距过宽、弓形眉、鼻梁塌陷、小颌、黏膜下腭裂、毛发稀疏和先天缺牙，CT和MRI显示内耳有蒙迪尼（Mondini）畸形。但其父母和4个同胞均表现正常。染色体分析发现7q21.1～q21.3有缺失，而亲代染色体都正常。单体型分析发现，患者的父源染色体在D7S2443和 D7S2480之间的8个标记缺失，因此确定患者在7q上有8.9～17厘摩的片段缺失。

    近年来，通过连锁分析和染色体分析，以先天性缺指（趾）、并指（趾）或手足裂为独立症状的疾病手脚指（趾）分指（趾）畸形（split hand/footmalformation，SHFM）已确定了4个基因座，即位于7q21.3～q22.1的SHFM1、位于Xq26的SHFM2、位于10q24～q25的SHFM3和位于3q27的SHFM4。O′Quinn等[8]对荷兰EEC综合征家系进行分析时，首先对7q21.3～q22.1和10q24～q25附近的标记进行连锁分析，排除这2个位点后，全基因组扫描连锁分析在D19S49处获得最大的优势对数分数（log odd score，LOD）值为4.06（θ=0）。在此附近挑选更加精细定位的标记并在构建单体型后，将致病区域缩小到19q13.1上D19S216～D19S416约33厘摩的区域（EEC2）。但后来的研究证实，该家系的致病基因也是p63，因此得出EEC2的定位可能有误[4]。

    Celli等[9]对5个荷兰EEC综合征家系进行致病基因分析，选择与EEC综合征具有相似临床表现的LMS致病区域3q27上的多态标记进行连锁分析，这些多态标记的LOD值在这5个家系均大于0。在标记D3S3530处获得最大LOD值为8.03（θ=0）。在标记D3S1580和D3S1314处有重组发生，说明EEC综合征的关键致病区域与之前报道的LMS区域重合。利用人类基因组物理图谱行候选基因筛选发现，p63基因是EEC综合征的致病基因。之后的研究陆续在EEC综合征患者中发现p63基因的突变，更加肯定了p63基因是EEC综合征的致病基因。

    3.2  致病基因

    p63基因是p53基因家族成员之一，含有2个独立的启动子，第2个启动子位于下游30 kb的内含子内。p63基因在结构上可分为反式激活区、DNA结合域、寡聚区和SAM结构域[10-11]。由于启动子和3′端剪切方式的不同，其编码产物为多种具有不同活性的异构体，可分成2大类：1）从外显子1开始转录且具有反式激活区的异构体称为TA异构体；2）从另一个位于外显子3和4 之间的转录起始位点开始转录的，没有反式激活区的异构体称为ΔN异构体。同时，由于3′端剪切方式的不同而产生α、β 和γ等3种C端不同的异构体。其中α异构体为全长的异构体，β异构体为剪切掉外显子13的异构体，γ异构体为剪切掉外显子11～14的异构体。各异构体结构的不同决定了各自的功能也不相同，TA p63的功能与p53基因类似，可与P53蛋白的DNA结合位点结合并激活p53基因的相关启动子，如p21、MDM2 和Bax等，诱导细胞周期的停滞和程序性细胞死亡。在TA p63各异构体之间，p53样活性也不尽相同，其中TA p63γ的转录激活作用最强，而TA p63α仅有较小的活性，提示调控成分主要在C端的SAM结构域[11]。SAM结构域存在于许多参与组织发育和分化的信号蛋白中，现已证实p63基因在各种上皮组织的发育、分化和形态发生以及胚胎形成过程中外胚层的发育和分化中起重要作用[9，12-13]。ΔN p63基因缺乏反式激活区，不能激活p53靶基因的转录，是以显性失活的方式抑制p53基因和TA p63基因的反式激活作用，所以，ΔN p63不是诱导程序性细胞死亡，而是促进转化细胞的生长[14]。p63基因在人体组织中广泛表达，食道、肺、皮肤、肌肉、乳腺、脾、淋巴细胞、神经组织、消化系统和泌尿生殖系统等都有不同程度的表达，但在这些组织细胞中的构成和亚细胞定位却有所不同。

    EEC综合征患者的基因型与表型存在明显关系，5个突变热点表现得尤为明显（表1）[2]。

    p63基因的杂合突变主要与外胚层发育不全、口面裂畸形和肢端畸形有关[15]。迄今为止，EEC综合征患者中已发现31个突变，包括5个突变热点（R204、R227、R279、R280和R304）。除R227外，与其余4个相对应的p53基因氨基酸位点也是突变热点。这些突变中，除1个发生在SAM结构域起始部分的移码突变外，其余均为错义突变，绝大多数位于p63基因的DNA结合域，影响p63基因与DNA的结合，造成其转录活性的降低。SAM结构域在组织发育和分化过程中参与蛋白质之间的相互作用，因此推测，发生于此结构的突变会抑制特异性蛋白质之间的相互作用。

【参考文献】 [1] Sankhyan N, Kaushal RK, Sarin S. Dermatol Online J,2006, 12（4）：5.

[2] Rinne T, Hamel B, van Bokhoven H, et al. Am J Med Genet A, 2006, 140（13）：1396-1406.

[3] Tien AM, Tien DR. J AAPOS, 2006, 10（6）：577-578.

[4] Bertola DR, Kim CA, Albano LM, et al. Clin Genet,2004, 66（1）：79-80.

[5] Tsutsui K, Asai Y, Fujimoto A, et al. Br J Dermatol, 2003, 149（2）：395-399.

[6] Slavotinek AM, Tanaka J, Winder A, et al. Am J Med Genet A, 2005, 138（2）：146-149.

[7] Tackels-Horne D, Toburen A, Sangiorgi E, et al. Clin Genet, 2001, 59（1）：28-36.

[8] O′Quinn JR, Hennekam RC, Jorde LB, et al. Am J Hum Genet, 1998, 62（1）：130-135.

[9] Celli J, Duijf P, Hamel BC, et al. Cell, 1999, 99（2）：143-153.

[10] Strano S, Munarriz E, Rossi M, et al. J Biol Chem, 2001, 276（18）：15164-15173.

[11] Chi SW, Ayed A, Arrowsmith CH. EMBO J, 1999, 18（16）：4438-4445.

[12] Mills AA, Zheng B, Wang XJ, et al. Nature, 1999, 398（6729）：708-713.

[13] Pellegrini G, Dellambra E, Golisano O, et al. Proc Natl Acad Sci U S A, 2001, 98（6）：3156-3161.

[14] Hibi K, Trink B, Patturajan M, et al. Proc Natl AcadSci U S A, 2000, 97（10）：5462-5467.

[15] Rinne T, Brunner HG, van Bokhoven H. Cell Cycle, 2007, 6（3）：262-268.