中国当代儿科杂志  2014, Vol. 16 Issue (1): 393-396   PDF    
Rett综合征的临床特点及MECP2基因突变分析
赵培伟1, 何学莲1, 林俊2, 吴革菲3, 乐鑫1, 毕博2, 胡家胜3, 刘智胜3    
1. 武汉市儿童医院中心实验室, 湖北 武汉 430016;
2. 武汉市儿童医院康复科, 湖北 武汉 430016;
3. 武汉市儿童医院神经内科, 湖北 武汉 430016
摘要目的 分析典型的Rett综合征患者的临床特点,并对患儿甲基化CpG结合蛋白-2(MECP2)基因进行突变分析。方法 使用PCR扩增和测序的方法 对近期诊断的9例RETT综合征患儿及其父母MECP2基因的3个外显子进行检测。结果 在9例患儿中发现5例存在MECP2基因的杂合突变,突变率超过50%,其中1例为碱基插入导致的移码突变(c.913insT);其余4例为点突变,分别为位于外显子3的c.316C>T(R106W),位于外显子4的c.502C>T(R168X)、c.808C>T(R270X)和c.1126C>T(P376S),其中c.913insT为首次发现的突变,这些患儿父母均未检测到突变。2例患儿MECP2基因突变位于转录抑制区域,与其他患儿相比,这2个患儿语言功能几乎丧失,且发育明显落后。结论 该研究确诊的5例Rett综合征的患儿存在MECP2基因突变,且多数位于外显子4上;MECP2蛋白转录抑制区域突变可能影响患儿语言功能及发育明显落后。
关键词Rett综合征     MECP2基因     突变     儿童    
Clinical features and MECP2 mutations in children with Rett syndrome
ZHAO Pei-Wei1, HE Xue-Lian1, LIN Jun2, WU Ge-Fei3, YUE Xin1, BI Bo2, HU Jia-Sheng3, LIU Zhi-Sheng3    
Clinical Research Center, Wuhan Children's Hospital, Wuhan 430016, China
Abstract: Objective To study the clinical features and mutations in methyl-CpG-binding protein 2 (MECP2) gene among children with classical Rett syndrome in China. Methods PCR and direct sequencing were employed to analyze the three exons of MECP2 gene in 9 children recently diagnosed with Rett syndrome and their parents. Results Heterozygous mutations were identified in 5 out of 9 patients, with a mutation rate of over 50%; there was one case of insert mutation (c.913insT) and 4 cases of missense mutation (exon 3: c.316C>T (R106W); exon 4: c.502C>T (R168X), c.808C>T (R270X), and c.1126C>T (P376S)). A new mutation (c.913insT) was found. No mutations were detected in their parents. Two patients had MECP2 mutations in the transcriptional repression domain (TRD). They had almost lost language functions and were found to have significantly delayed development compared with other patients. Conclusions Mutations in MECP2 gene were detected in 5 confirmed cases of Rett syndrome, and most of them were on exon 4. Mutations in the TRD of MECP2 protein may affect the language ability and development in children with Rett syndrome.
Key words: Rett syndrome     MECP2 gene     Mutation     Child    

Rett 综合征(Rett syndrome,RTT)是一种严 重影响儿童精神运动发育的疾病,由 Rett 于 1966 年首次报道,是女性严重智力低下的重要原因; 女性的发病率为 1/10 000~1/15 000 [1] 。1999 年 Amir 等[2] 用定位候选基因的方法确定 RTT 的致病基因 是位于染色体 Xq28 区域的甲基化 CpG 结合蛋白-2 (MECP2)基因,随后研究人员开始对 RTT 进行 MECP2 基因检测,目前世界范围内已经报道了超 过 780 多 种 突 变 类 型(The Human Gene Mutation Database,http://www.hgmd.org)。研究发现大约在 90%~95% 的典型 RTT 及 40%~50% 的非典型 RTT 患者中可检测到 MECP2 基因突变[3],我国总的突 变检出率约为 84%[4] 。本研究通过对 9 例散发 RTT 患儿的临床特点及 MECP2 基因测序分析,了解这 些 RTT 患儿突变情况,为临床诊断在分子水平提 供依据。

1 资料与方法 1.1 研究对象

选取 2012 年至今在本院神经内科和康复科诊 断的 9 例 RTT 患儿为研究对象,均为女孩,发病 年龄 5~42 个月。临床诊断符合 2001 年欧洲小儿 神经会议制定的国际 RTT 诊断标准[5]。本研究得 到武汉市儿童医院伦理委员会的批准。

1.2 基因突变检测

取患儿及其父母外周静脉抗凝血2 mL, 分离白细胞后用酚-氯仿方法提取基因组 DNA。扩增MECP2编码区所需要的引物由上 海生工公司合成,3个外显子序列分别为: 1F:5'-GCTAGGTAAGCTGGGAAATAGC-3', 1R:5'-CACAGTTTGGCACAGTTATGTC-3'; 2F:5'-AAGATCTGAGTGTATGATGGCC-3', 2R:5'-GCACATACATTTTCCTGCTCC-3'; 3F:5'-GTTTGTCAGAGCGTTGTCAC-3',3R: 5'-AAGCTTTGTCAGAGCCCTAC-3'。PCR 总反应体 系为 25 μL,其中含 100 ng DNA 1 μL,50 pmol/L 上 下游引物各1 μL,200 μmol/L dNTP 2 μL,1U Taq DNA 聚合酶(TAKARA 公司 5U/μL)0.2 μL,用无 菌蒸馏水补到 25 μL。在 Bio-rad PCR 仪器上进行 扩增,PCR 条件为 94℃变性 30 s,56℃退火 30 s, 72℃延伸 30 s,循环 32 次。产物经 2% 琼脂糖凝 胶电泳合格后进行测序分析。

2 结果

9 例患儿均具有 RTT 的症状:即语言功能降 低或者丧失;手的技能降低,且部分患儿存在单 一模式手的刻板动作;坐和走的功能受限;多数 患者脑电图显示异常;发育落后于同龄儿童。这 9 例患儿中发现 5 例存在 MECP2 基因突变,1 例 为碱基插入造成的移码突变(c.913insT),该突变 导致 MECP2 基因所编码的蛋白从第 305 位氨基酸 起序列发生改变,且在第330 位氨基酸处提前终止, 该突变未见报道,为新发现突变;2 例为错义突变 (R106W 和 P376S);2 例为无义突变(R168X 和 R270X)。在这些突变中,1 例突变位于外显子 3 上(R106W),其余几个突变均位于外显子 4 上(表 1~表 2)。所有患儿父母均未检测到突变。

表 1 RTT 患者的临床特点

表 2 RTT 患者 MECP2 基因突变情况

9 例患儿中,1 个突变位于甲基化 CpG 结合 区(MBD),2 个突变位于转录抑制区(TRD), 1 个位于蛋白C 末端区域(CTS),还有1 个突 变位于功能区以外的区域,突变在 MeCP2 蛋白上 的分布如图 1 所示。通过分析发现 2 例(D、G) TRD 功能区有突变的患儿均表现出不说话、脑电 图癎性放电以及发育明显落后的临床特点。

图 1 MECP2 蛋白的结构与功能区划分[6] 及患者 MECP2 基因突变的位置分布

3 讨论

RTT 是引起女孩智力低下最常见的原因之一, 多数为散发,临床上分为典型和非典型两类。RTT 患儿一般在 6~18 个月之前表型基本正常,之后会 逐渐表现出智力低下等临床症状[7]

该病的致病基因 MECP2 编码 X 连锁的甲基化 CpG 结合蛋白-2,是一种高丰度的染色质结合蛋 白[8]。该蛋白共有 486 个氨基酸,包含 2 个主要功 能区:即 MBD 和 TRD[9]。MECP2 不仅可以通过调 节 DNA 甲基化途径影响甲基化过程,还可以作为 转录抑制因子调节基因转录,从而维持与修饰神 经元成熟。因此,如果 MECP2 基因产生突变导致 其编码的蛋白功能异常,可能对神经系统的生长 和发育造成损害[10]

本研究的 9 例患儿中 5 例 MECP2 基因发生突 变,其中 4 例为 C 突变为 T,与国外报道的 80% 以上的点突变为 C 突变为 T 一致[11]

患者 A 突变位于 MBD 区域,该区含有 85 个 氨基酸,为蛋白质染色质定位所需[2, 9],该突变可 能改变蛋白的二级结构,导致 MECP2 蛋白与 5-甲 基胞嘧啶的结合能力下降。患者 D 和 G 突变位于 TRD 功能区,该区由 104 个氨基酸组成,它与组 蛋白脱乙酰化酶和转录因子 SIN3A 相互作用发挥 转录抑制作用[2, 9]。患儿 D 的 MECP2 基因突变以 后使得第 270 位氨基酸由精氨酸变为终止密码子; 而患儿 G 的 MECP2 基因外显子 4 插入一个碱基, 产生移码突变使从第 305 位氨基酸(赖氨酸)起 氨基酸序列改变,并在第330 位氨基酸处提前终止, 这 2 例患儿均产生截短的 MECP2 蛋白。这两个突 变可能改变了 TRD 的结构,影响了其转录抑制功 能。患儿 B 突变位于 CTS 区域,推测该区域的突 变影响 TRD 的功能。患者 F 突变虽不在这几个功 能区内,但是该突变使 MECP2 蛋白截短,在 TRD 区域前表达终止,因此 F 患者的 MECP2 蛋白功能 部分或者全部丧失。

有研究对北美国际 Rett 数据库(IRSA,http:// MECP2.chw.edu.au)中的病例统计分析发现超过 80% 的 RTT 患者存在 MECP2 基因突变,剩余的近 20% 突变检测阴性;因此推测可能有其他致病基 因。研究发现一些 RTT 患者中细胞周期依懒性激 酶样 5 蛋白(CDKL5)存在突变[11]。接下来本课 题组将对 MECP2 突变阴性的患者进行 CDKL5 致 病基因的检测。

国内外都有 MECP2 基因突变和 RTT 患儿表 型的研究,包括突变类型以及突变位置的不同对 患者的影响,但是结论不一致[12-13],可能原因是 病例数较少及对临床症状的评分标准不同。本研 究发现位于 TRD 区域的突变表现出不说话、脑电 图癎性放电以及发育明显落后的临床特点,但是 本研究病例较少,不能得出肯定结论,将收集更 多病例进行统计分析,明确基因型和表型的关系。

综上所述,本研究结果和国内外其他研究组 基本一致,MECP2 基因检测可帮助临床进行诊断, 特别是对于临床症状未显现出来的患儿可以尽早 确诊,从而做到早诊断、早干预。

参考文献
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