肛门直肠畸形潜在致病基因的发现与功能初探

《Scientific Reports》：Identification of potential causative gene of anorectal malformation

本研究针对肛门直肠畸形（ARM）遗传病因诊断率低的临床难题，通过全外显子测序技术对泰国患者队列进行筛查，首次发现MFHAS1基因单核苷酸多态性（SNP）与非综合征型ARM的关联，并鉴定出SOX9、KRTAP5-7等新型候选基因。该研究为ARM分子机制解析提供了新靶点，对遗传咨询和精准诊疗具有重要意义。

　　

肛门直肠畸形（Anorectal Malformations, ARM）是一类影响泄殖腔分化的复杂先天性畸形，每3000名新生儿中约有1例发病。尽管已知部分ARM与染色体异常（如唐氏综合征）或单基因病（如SALL1基因相关的Townes-Brocks综合征）相关，但约70%的病例仍无法通过现有基因检测明确病因。这种诊断空白不仅阻碍了对疾病机制的深入理解，也为患者家庭的遗传咨询和再发风险评估带来挑战。

为系统探索ARM的新致病基因，泰国宋卡王子大学研究团队在《Scientific Reports》发表最新研究，通过对12例ARM患者（含2例唐氏综合征）进行全外显子测序，结合生物信息学筛选及临床数据整合，首次报道了MFHAS1基因变异与非综合征型ARM的潜在关联，并揭示SOX9、KRTAP5-7等基因的新型变异谱。

关键技术方法

研究采用Agilent SureSelect XT Human All Exon v8芯片捕获外显子区域，通过Illumina NovaSeq-6000平台进行150 bp双端测序（平均覆盖深度200×）。利用GATK流程进行短变异（SNP/INDEL）和拷贝数变异（CNV）检测，使用AlphaMissense AI模型预测错义变异致病性，并依据ACMG/ClinGen标准对变异进行临床分级。队列包含5例非综合征型ARM、4例综合征型ARM及3例VACTERL关联表型患者，其中2例携带chr21重复（唐氏综合征）者被排除后续分析。

临床特征分析

12例患者中，5例为孤立性ARM，4例符合综合征型诊断标准（含3例VACTERL关联），另1例（P8）虽仅伴发膀胱输尿管反流但具VACTERL部分特征。值得注意的是，P10患者合并Hirschsprung病与阴道狭窄的罕见组合，而P1患者存在家族性ARM聚集现象（姐妹及堂亲患病），提示潜在遗传易感性。

已知基因变异筛查

通过HPO数据库及文献检索共筛选278个已知ARM相关基因，在排除唐氏综合征相关CNV后，剩余10例患者均未携带已知致病性变异，证实该队列适用于新基因发掘。

新候选基因鉴定

经三重过滤（遗传模式、人群频率<0.0006、功能影响），在9例患者中鉴定出6个高频变异基因。其中MFHAS1基因的SNP（c.1486G>A）在2例非综合征型ARM（P4、P7）中被AlphaMissense预测为“可能致病”，且临床分级为likely pathogenic。SOX9基因移码插入、KRTAP5-7基因框内插入及PRSS2基因剪接位点变异虽未见于既往ARM报道，但均涉及关键蛋白功能域。

讨论与意义

本研究首次将MFHAS1（既往报道与恶性纤维组织细胞瘤相关）纳入ARM致病基因候选列表，其编码的MASL1蛋白参与Ras/MAPK信号通路调控，可能影响胚胎期泄殖腔发育。此外，SOX9作为软骨发育和性别分化的核心转录因子，其变异可能导致神经嵴细胞迁移异常，而KRTAP5-7变异或通过干扰细胞骨架动力学参与畸形形成。值得注意的是，唯一未发现变异基因的P1患者提示表观遗传或非遗传因素的作用，与VACTERL关联中已观察到的环境风险因素（如母亲孕早期暴露）相呼应。

尽管样本量限制及部分家系父母样本缺失可能影响统计效力，但本研究通过严谨的生物信息学流程为ARM遗传图谱补充了东亚人群数据。未来需通过功能实验（如类器官模型）验证候选基因的生物学作用，并在更大规模队列中验证变异与表型的因果关系。该成果为ARM的分子分型及遗传咨询提供了新依据，亦为发育生物学中后肠分化机制研究开辟了新视角。