家族性3M综合征——罕见遗传病诊断困境的范例与CUL7基因新变异的发现

本综述以家族性3M综合征（又称Miller-McKusick-Malvaux综合征）为例，深入剖析罕见遗传病的诊断挑战。文章通过全外显子测序（WES）技术在一对同胞中鉴定出CUL7基因新型纯合变异（c.3523C>T），首次报道该病在本地人群中的家族性病例，为罕见骨骼发育不良疾病的基因型-表型关联研究提供了关键证据，对改善临床诊断路径和遗传咨询具有重要价值。

　　

Abstract

Miller-McKusick-Malvaux综合征（3M综合征）是一种罕见的常染色体隐性遗传病，以严重的宫内和出生后生长迟缓、特殊面部特征和骨骼异常为主要临床表现。由于缺乏诊断经验，该病常被误诊或延迟诊断。本文通过一对同胞病例，展示了3M综合征的诊断历程与分子机制探索。

Introduction

罕见病影响近10%的人口，是临床实践中的重大挑战。3M综合征（MIM #273750）作为罕见骨骼发育不良疾病，全球仅报道约300例，其发病率可能被低估。该病具有显著的遗传异质性和表型重叠特征，诊断难度较大。既往诊断主要依赖临床症状和放射学检查，但这些改变并非特异性表现。随着分子技术的发展，现已明确CUL7、OBSL1和CCDC8基因变异是导致3M综合征的主要病因。

Material

研究对象为家系中的两名患病同胞（IV:1和IV:3）及其父母（III:4和III:5）。家系分析显示符合常染色体隐性遗传模式。

病例IV:1为男性，孕42周出生，出生体重2750g，身长50cm。婴儿期即表现出三角脸、低鼻梁、前额突出、眼睑下垂等特殊面容，同时存在近端肢体缩短、窄胸廓和关节过度活动等特征。6岁时临床诊断为3M综合征，8-16岁期间接受重组人胰岛素样生长因子1（rhIGF-1）治疗。18岁时身高155cm，出现漏斗胸、脊柱侧弯和手部过度角化等表现。影像学检查显示胸腰椎侧弯伴椎体扭转、腰椎椎体高度增加、前后径减小等特征性改变。

病例IV:3为女性，三胞胎中的第一个，孕36周剖宫产出生，出生体重1780g（<3rd百分位数），身长38.5cm。产前超声即怀疑软骨发育不良和宫内生长受限（IUGR）。出生后表现为不成比例的身体特征：腹胀、窄胸廓、短肢体和大型三角头型。20个月时仍表现出体重低下（<3rd百分位数）、头围增大（>97th百分位数）、三角脸伴悲伤表情等特征。4岁时出现全身关节过度活动和膝外翻。影像学显示水平走向的纤细肋骨、窄骨盆和膝外翻畸形。

Methods

研究人员采集患者和家庭成员的外周血样本进行分子检测。首先使用CytoSure芯片进行阵列比较基因组杂交（aCGH）分析，未发现基因组失衡。随后采用Twist Human Core Exome Plus Kit进行全外显子测序（WES），使用Illumina技术测序（平均覆盖深度100x）。读取比对至hg38（GRCh38）参考基因组，使用内部生物信息学流程进行比对和变异调用。通过Ensembl VEP和多个数据库（ClinVar、dbSNP、HGMD、GnomAD）进行变异注释。使用XHMMv1.0算法和内部脚本搜索罕见拷贝数变异（CNVs）。所有检测到的变异均通过Sanger测序验证，并按照美国医学遗传学与基因组学学会（ACMG）标准进行解读。

Results

患者IV:1在婴儿期首先进行了FGFR3基因常见变异检测（与软骨发育不全和软骨发育低下相关），结果阴性。核型分析显示为46，XY正常核型。

患者IV:3的aCGH分析未发现基因组失衡。WES分析发现CUL7基因存在纯合变异c.3523C>T（p.His1175Tyr）。该变异在ClinVar中被报告为意义不明确变异（VUS），在GnomAD项目（v3和v4）的控制组染色体中不存在，已提交Leiden开放变异数据库（LOVD ID: CUL7:0000931619）。

Sanger测序证实该变异在两名同胞中均为纯合状态，父母为杂合携带者。根据ACMG标准，该变异被分类为可能致病（PP1：与疾病共分离；PP4：表型高度特异；PM3：隐性遗传病中的纯合状态；PM2：人群数据库中不存在）。

Discussion

3M综合征的诊断挑战在于其骨骼异常随年龄变化的特点。腰椎椎体高度增加和前后径减小等特征性改变在年龄增长后才逐渐明显。本文报道的病例IV:1在6岁时获得临床诊断，但分子确诊直到18岁才通过妹妹的诊断得以实现。

CUL7基因变异约占3M综合征遗传确诊病例的77.5%（3M综合征1型）。CUL7参与软骨细胞生长和增殖，其变异通过影响泛素-蛋白酶体系统和破坏胰岛素样生长因子1（IGF-1）和生长激素（GH）信号通路导致生长障碍。生长激素治疗在3M综合征患者中效果不一，本文患者IV:1接受rhIGF-1治疗后最终身高达到155cm。

3M综合征需与Silver-Russell综合征（SRS）等疾病鉴别。两者都表现为IUGR和特殊面容，但SRS缺乏骨骼异常且常伴有轻度发育迟缓。

基因诊断不仅为家庭提供了准确的遗传咨询和产前诊断选择（如植入前遗传学诊断PGD），也为理解基因型-表型关联和开发治疗策略奠定了基础。3M综合征患者需要多学科随访管理，包括儿科内分泌科（生长和青春期监测）、骨科（髋关节发育不良和脊柱侧弯管理）以及康复治疗等。

Conclusion

遗传变异数据库的扩展与临床表型特征的结合，使得识别与医疗护理至关重要的基因型-表型相关性成为可能，为罕见病的精准诊断和治疗提供了新的机遇。

Abbreviations

ACMG：美国医学遗传学与基因组学学会；FGFR3：成纤维细胞生长因子受体3；GH：生长激素；IGF-1：胰岛素样生长因子1；IUGR：宫内生长受限；LOVD：Leiden开放变异数据库；3M：Miller-McKusick-Malvaux综合征；NGS：新一代测序；OGT：牛津基因技术；OMIM：在线孟德尔遗传在人；rhIGF1：重组人胰岛素样生长因子1；PGD：植入前遗传学诊断；WES：全外显子测序。

Ethics Disclosure

研究遵循赫尔辛基宣言和伦理标准，经NCU生物伦理委员会批准（KB 371/2023）。

Consent

所有患者签署书面知情同意书，儿童由父母代签，同意参与研究和发表临床数据及照片。

Author Contributions

所有作者在研究构思、设计、实施、数据获取、分析和解释等方面做出重要贡献，参与文章起草和审阅，同意投稿并对工作负责。

Disclosure

作者声明无利益冲突。