EHMT2在新型常染色体隐性神经发育综合征中的作用？——一例病例报告

《Frontiers in Genetics》：A role for EHMT2 in a novel autosomal recessive neurodevelopmental syndrome? A case report

　　

摘要：背景：EHMT1与EHMT2编码组蛋白甲基转移酶，形成催化组蛋白H3第9位赖氨酸单甲基化和二甲基化（H3K9me1/2）的表观遗传复合物，调控胚胎及生后发育的关键生物学过程。EHMT1杂合致病变异导致Kleefstra综合征1型（Kleefstra syndrome type 1, KS1），而EHMT2在神经发育疾病中的作用尚未明确。迄今报道7例携带de novo杂合EHMT2变异及1例纯合剪切位点变异的个体，表型及DNA甲基化表观特征（DNA methylation episignature）与KS1重叠。方法：一名男性先证者因全面发育迟缓（global developmental delay）、孤独症谱系障碍（autism spectrum disorder, ASD）、肌张力低下、畸形特征、后颅窝畸形、先天性心脏病、脐疝及泌尿生殖系统异常转诊遗传科评估。三家全基因组测序（trio genome sequencing）检出EHMT2复合杂合变异——父源NM_006709.5:c.2648_2649del [p.(Glu883Glyfs*48)]及母源NM_006709.5:c.2344-19_2344-16del（影响剪接，r.spl）。行DNA甲基化表观特征分析及RNA测序（RNA-sequencing, RNA-seq）评估分子后果。结果：先证者表型与KS1及既往报道常染色体显性或隐性EHMT2相关神经发育障碍高度重叠；DNA甲基化表观特征与KS1一致。RNA-seq显示父源移码变异转录本表达偏低，提示部分无义介导降解（nonsense-mediated decay, NMD）；母源剪接变异致约25%转录本发生异常剪接（含第18内含子291 nt滞留），使 canonical EHMT2转录本产生无义变异。结论：上述发现支持EHMT2参与常染色体隐性神经发育障碍的发病，并为患儿家庭提供了再发风险预估及预见性指导。

论文解读：EHMT2（euchromatic histone-lysine N-methyltransferase 2，亦称G9a）在新型常染色体隐性神经发育综合征中作用的病例研究报告

本文发表于《Frontiers in Genetics》。

一、研究背景与目的

EHMT1与EHMT2编码的蛋白形成异二聚体复合物，催化组蛋白H3第9位赖氨酸的单甲基化和二甲基化（H3K9me1/2），是基因沉默及胚胎发育的重要表观遗传修饰。EHMT1功能缺失性杂合变异引起常染色体显性Kleefstra综合征1型（Kleefstra syndrome type 1, KS1；OMIM #610253），以全面发育迟缓、特殊面容、先天性心脏缺陷及行为异常为特征，且KS1患者外周血存在可检测的DNA甲基化表观特征（DNA methylation episignature）。相比之下，EHMT2是否及如何导致人类孟德尔遗传神经发育病尚不清楚——截至本研究前仅有7例de novo杂合变异（多为SET域错义/框内缺失）及1例纯合剪切变异的零星报道，其表型及表观特征与KS1重叠，但EHMT2尚未被OMIM收录为致病基因，遗传方式（显性vs隐性）存疑。因此，研究人员开展本病例研究，通过一例携带EHMT2复合杂合变异男童的临床—分子综合评估，验证EHMT2双等位致病变异与Kleefstra样神经发育综合征（Kleefstra-like neurodevelopmental disorder）的因果关系，明确其常染色体隐性遗传模式，并与已报道EHMT2相关病例进行表型—分子比较。

二、主要关键技术方法

研究人员对一名31月龄男先证者及其父母行三家全基因组测序（trio genome sequencing，Baylor Genetics Laboratory），检测SNV/CNV/SV/ROH等；提取先证者及父母外周血基因组DNA，采用Illumina Infinium MethylationEPIC BeadChip v2.0芯片行全基因组DNA甲基化检测，通过EpiSign v5分析及甲基化变异致病性评分（methylation variant pathogenicity score, MVP）与EpiSign Knowledge Database中KS1等参考谱比对；提取先证者外周血总RNA，设计覆盖EHMT2第12–24外显子连接区的引物行靶向扩增子NGS（amplicon-based next-generation sequencing），经DRAGEN RNA流程比对GRCh38，用Integrative Genomics Viewer（IGV）可视化，以异常剪接连接读段占比≥20%判定显著异常剪接事件；通过PubMed检索已发表EHMT2病例进行结构化临床—分子比较；所有变异按ACMG指南分类并录入ClinVar。

三、研究结果

3.1 临床描述与遗传学发现

先证者为31月龄俄裔及东欧裔男童，产前超声疑微小脐膨出、室间隔缺损、胼胝体压部及峡部发育不良、小脑蚓部下蚓部发育不良、鼻骨缺如、胆囊未显示。出生见三尖瓣发育不良、室间隔缺损、B型主动脉弓中断、脐疝（非脐膨出）、右侧隐睾伴尿道下裂、后颅窝MRI示胼胝体峡部及压部缺如伴下蚓部发育不良。19月龄随访有肌张力低下、反复中耳炎、阻塞性睡眠呼吸暂停、反复呼吸道感染、肾钙质沉着及脊柱侧弯；全面发育迟缓（11月龄独坐，28月龄独走，18月龄诊为孤独症谱系障碍ASD），体格见小头畸形（HC <1st百分位数）、短头、中面部扁平、内眦宽距、下颌前突等。再分析外显子数据仅见母源CEP290良性携带者变异（排除Joubert综合征）；三家基因组测序最终检出先证者携带EHMT2 NM_006709.5:c.2648_2649del p.(Glu883Glyfs*48)（父源，移码，影响锚蛋白重复域ankyrin repeat domain）及c.2344-19_2344-16del（母源，内含子18剪接区缺失），均为疑似致病/意义未明（VUS）级别双等位变异，符合常染色体隐性遗传。

3.2 RNA测序鉴定母源EHMT2等位基因异常转录本

RNA-seq分析显示母源c.2344-19_2344-16del变异引起多重异常剪接异构体（占读段约25%），其中一型为第18内含子291 nt滞留[r.2343_2344ins291；p.(Asp782*)]，在canonical EHMT2转录本（NM_006709.5）中引入提前终止密码子，预计触发无义介导降解（nonsense-mediated decay, NMD）。父源移码变异未引发异常剪接事件，但携带该变异的转录本在读段丰度上低于野生型，提示部分NMD。综上两个等位基因均产生功能丧失倾向性（loss-of-function倾向）或低功能（hypomorphic）产物，残留少量正常剪接产物。

3.3 全基因组DNA甲基化表观特征分析与KS1重叠

先证者外周血DNA甲基化谱经层次聚类及多维标度分析，与确诊KS1患者聚类一致，父母样本聚于健康对照；先证者KS1表观特征MVP评分>0.5（达诊断阈值），父母MVP接近0。证实EHMT2双等位功能受损可产生与EHMT1单倍剂量不足相同的KS1型DNA甲基化表观特征（episignature）。

四、讨论与结论总结

此前文献报道EHMT2相关神经发育障碍中，显性病例多为SET域错义/框内缺失变异，推测通过显性负效（dominant-negative）干扰EHMT1/EHMT2异二聚体催化活性；隐性病例则为双等位截短/剪切变异，产生低功能（hypomorphic）或部分功能丧失等位，残留微量正常EHMT2蛋白使胚胎可存活。本先证者与2025年Carvalho等报道的首例纯合剪切EHMT2病例共同支持EHMT2可致常染色体隐性Kleefstra样神经发育综合征。显性与隐性EHMT2相关疾病及KS1在临床表型（全面发育迟缓、特殊面容、先心、泌尿生殖系异常等）及DNA甲基化表观特征上高度重叠，难以仅凭表型区分，但EHMT2相关病例中先心（约89% vs KS1中40%）、泌尿生殖异常（约67% vs 5%）及牙列异常（约78% vs 48%）比例可能更高，需更大队列验证。本例通过RNA-seq证实母源剪接变异具部分正常剪接（hypomorphic性质）而非完全敲除，与隐性遗传模型相符。研究人员认为EHMT1单倍剂量不足（KS1）、EHMT2双等位低功能（隐性EHMT2病）及EHMT2 SET域显性负效变异（显性EHMT2病）最终均削弱EHMT1/EHMT2异二聚体H3K9me1/2催化能力，产生共同病理机制。

结论：本研究为一例携带EHMT2复合杂合变异（c.2648_2649del及c.2344-19_2344-16del）的男童提供临床—分子证据，DNA甲基化表观特征与KS1重叠，RNA-seq证实双等位变异致EHMT2功能受损（一等位移码+NMD倾向，一等位剪切异常+hypomorphic残留表达），支持EHMT2作为常染色体隐性Kleefstra样神经发育综合征的致病基因，为家系再发风险评估及临床遗传咨询提供依据。这是迄今第二例报道的常染色体隐性EHMT2相关神经发育障碍病例。