PURA相关神经发育障碍:基于8例新发病例的临床与分子遗传学分析

《Genes》:PURA-Related Neurodevelopmental Disorder: Insight from Eight New Cases

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年07月01日 来源:Genes 3.1

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  摘要:背景:PURA相关神经发育障碍(PURA-related neurodevelopmental disorder,PURA-NDD;OMIM #616158)是一种由编码Purα蛋白的PURA基因致病变异引起的罕见常染色体显性遗传病,Purα参与DNA复

  
摘要:背景:PURA相关神经发育障碍(PURA-related neurodevelopmental disorder,PURA-NDD;OMIM #616158)是一种由编码Purα蛋白的PURA基因致病变异引起的罕见常染色体显性遗传病,Purα参与DNA复制、转录调控及RNA转运。自2014年首次报道以来,PURA-NDD逐渐被确认为具有早发表现及广泛表型谱的独立临床疾病实体,核心临床特征包括新生儿肌张力低下、全面发育迟缓、智力障碍、喂养困难及癫痫,可伴呼吸功能不全、运动障碍、嗜睡及可变面容畸形。因个体间表型差异显著,仅凭表型难以确诊,分子遗传学检测在罕见神经发育障碍的鉴别诊断中具有关键作用。患者与方法:研究人员报告一组经综合基因组检测(包括下一代测序NGS panel及全基因组测序WGS)"基因型优先"诊断策略评估的8例(男4例,女4例,年龄17个月~15.5岁)PURA-NDD确诊病例,受检者均因非特异性神经发育表现(新生儿肌张力低下、呼吸窘迫、癫痫)转诊且无非确诊临床诊断。结果:分子分析检出8个PURA基因杂合变异,其中4个(50%)为新发现变异:c.311T>G p.(Met104Arg)、c.406_407del p.(Gln136Glyfs64)、c.515A>C p.(Gln172Pro)及c.885delinsGC p.(His296Profs21);其余为已报道错义及移码变异,含1个ClinVar收录变异。结论:研究结果验证了PURA-NDD的核心临床特征,拓展了其表型谱认知,新发现及已知致病变异扩大了PURA基因突变谱,强调整合临床、分子及生物信息学数据对变异解读的重要性。尽管基因型–表型相关性尚待阐明,初步证据提示变异类型或位置可能与临床严重程度相关,需更大队列验证。识别特征性新生儿表现有助于早期诊断及多学科支持管理。本研究表明基因组技术不仅提高罕见病诊断率,还可完善疾病定义、深化致病机制理解并助力精准基因型–表型关联建立,尚需大样本长期随访进一步明确PURA-NDD完整临床与分子谱。
论文解读:PURA相关神经发育障碍——基于8例新病例的基因型–表型分析及PURA基因突变谱扩展
研究背景与立题依据
PURA相关神经发育障碍(PURA-related neurodevelopmental disorder,PURA-NDD;OMIM #616158)是由PURA基因(编码嘌呤富含元件结合蛋白A,Purα)致病变异所致的罕见常染色体显性神经发育疾病。Purα是一种高度保守的多功能蛋白,含N端甘氨酸富集区、三个PUR重复基序(PUR I–III)及C端谷氨酰胺–谷氨酸富集域,参与DNA复制、转录调控及RNA转运。自2014年首次将PURA变异与人类疾病关联以来,文献已报道超700例患者,估计患病率约1/1,000,000,可能因基因检测可及性差异被低估。PURA-NDD核心表型为新生儿肌张力低下、全面发育迟缓(global developmental delay,GDD)/智力障碍(intellectual disability,ID)、喂养困难、癫痫,可伴呼吸功能不全、中枢性呼吸暂停、过度嗜睡(hypersomnolence)、运动障碍及非特异性面容异常。目前多数致病变异为新生(de novo)事件,包括错义、无义、移码及剪接位点变异分布于整个编码区;蛋白截短变异(protein-truncating variants,PTVs)及整个PURA基因缺失(del5q31.3)可能较错义变异更易出现言语缺陷、呼吸问题或行走不能,但基因型–表型相关性证据有限且结论不一致,受限于小样本及临床异质性。鉴于表型重叠大、仅凭临床表现难确诊,且突变谱与表型关联需更多数据支持,研究人员通过开展新病例队列的基因型–表型分析,旨在进一步界定PURA-NDD表型谱、探索潜在基因型–表型关联并扩充PURA致病变异库。该论文发表于《Genes》。
主要关键技术方法概述
研究人员纳入8例无关先证者(男4例,女4例,年龄17个月~15.5岁),4例来自波兰华沙儿童纪念健康研究所(Children's Memorial Health Institute,CMHI,2017–2025年转诊),1例来自阿尔巴尼亚地拉那大学医院母泰蕾莎中心遗传实验室,另3例同属CMHI队列;均因非特异性神经发育表型经"反向表型分析(reverse phenotyping)"及分子检测确诊。外周血白细胞提取基因组DNA,7例行自定义临床NGS panel(覆盖1345个疾病相关核基因编码区及±10 nt剪接区、完整线粒体基因组),1例行全基因组测序(whole-genome sequencing,WGS;Illumina平台,平均深度130×,用GATK/MuTect2/FreeBayes/DeepVariant联合变异识别,CNVkit/Decon评估拷贝数变异copy number variant,CNV)。变异注释采用Ensembl VEP,参考gnomAD v4.1.0、内部波兰数据库(POLdb,n>24,000)、ClinVar、LOVD、HGMD,结合REVEL、CADD、AlphaMissense等软件及剪切预测工具评估,按ACMG/AMP及ACGS指南分类。可用时行父母样本NGS trio或Sanger测序验证de novo状态。变异命名参照HGVS基于MANE Select转录本NM_005859.5 / NP_005850.1。
研究结果
3.1. 临床特征(Clinical Characteristics of Patients)
通过对8例确诊PURA-NDD患者的临床资料汇总分析,研究人员发现所有患者(8/8)均出现新生儿期起病的肌张力低下及全面发育受损;3/8伴出生后呼吸功能不全(其中2例合并先天性肺炎),3/8有先天性呼吸暂停;6/8存在喂养困难(1例需肠外营养);5/8表现嗜睡,2/8新生儿期低体温。5/7例确诊癫痫(4例婴儿期起病,1例13岁才出现首次发作),EEG示局灶性尖波/尖慢波复合波;所有患者均有言语发育迟缓(3/8无口语),运动里程碑均延迟(独坐最早10月龄、最晚4岁未获独走,独走最早22月龄、两例获独坐者未达独走)。5/8诊断为智力障碍(2例重度、2例中度、1例未正式评估),余因年龄小未评但预期存在。附加表现包括便秘(4/8)、胃食管反流(1/8)、流涎(2/8)、视力异常(全部受检者:斜视、视神经萎缩、眼球震颤及异常视诱发电位)、轻微非特异性肌病面容(5/8)、轻度侧脑室扩大(2/8)、髓鞘形成延迟(1/8),仅1例微头畸形。系统受累轻:1例先心(PFO+VSD),2例脊柱侧弯,2例高腭弓等。结论:该队列验证了新生儿肌张力低下、发育迟缓/ID、癫痫、喂养及呼吸问题是PURA-NDD核心特征,同时提示甲状腺功能减退(2/8)可能为既往未被充分认识的表现,且癫痫可迟至青少年期首发。
3.2. 分子发现(Molecular Findings)
经NGS panel或WGS检测,8例均检出PURA基因杂合变异且均位于外显子1(PURA为单外显子基因),含5个错义变异(均富集于PUR重复基序PUR I–III核酸结合域)和3个移码变异(框移缺失2个、缺失插入1个,引入提前终止密码子premature termination codon,PTC,符合功能缺失loss-of-function,LoF机制)。其中4个为新致病变异/疑似致病变异:c.311T>G p.(Met104Arg)、c.406_407del p.(Gln136Glyfs64)、c.515A>C p.(Gln172Pro)、c.885delinsGC p.(His296Profs21);4个已知变异为p.(Ala89Pro)、p.(Phe231Cys)、p.(Val226Glyfs*67)(文献已报道)及p.(Asn152Ile)(ClinVar收录VUS升级为LP)。仅2例证实为de novo,余因缺双亲DNA未能确定遗传来源。结论:新发现变异扩充了PURA突变谱;错义变异聚集于保守PUR核酸结合域提示其功能性重要,移码变异支持单倍剂量不足(haploinsufficiency)为主要致病机制;部分VUS经新临床证据重新分类体现变异解读的动态性。
讨论与结论总结
讨论部分指出,本研究队列再现了PURA-NDD经典三联征——新生儿肌张力低下、严重全面发育迟缓/言语障碍、癫痫高发,并补充了迟发癫痫、可能甲状腺功能障碍等新观察点。研究人员强调新生儿期肌张力低下伴呼吸暂停/嗜睡/喂养困难应警惕PURA-NDD,需尽早行分子检测。表型异质性大,本队列未发现明确基因型–表型相关性,与既往报道一致,需更大样本验证。分子上所有变异位于单外显子,错义富集PUR结构域、LoF引入PTC,支持PURA-NDD主要致病模式为PURA基因单倍剂量不足(haploinsufficiency),目前无gain-of-function(GoF)证据。靶向NGS panel作为一线筛查具较高诊断效能与性价比,WGS可互补检出。局限性为样本量小、部分年幼者发育结局未明、专科评估不完全可能低估全身表现。
结论(Conclusions)翻译:综上所述,本研究队列证实PURA相关神经发育障碍以早发性肌张力低下、严重发育受损及频发癫痫为特征,伴可变呼吸系统、胃肠、眼科及骨骼表现;识别特征性新生儿表现有助于早期诊断及多学科支持管理。结果扩充了影响PURA关键功能域的新发及已知致病变异,强化单倍剂量不足为核心致病机制,强调整合临床、生物信息学与遗传学证据进行变异分类的重要性。PURA-NDD系由PURA基因致病变异(多为de novo)导致Purα蛋白单倍剂量不足引发的罕见常染色体显性神经发育病,Purα参与DNA复制、转录调控及神经元mRNA转运,其功能障碍致神经元发育及突触功能异常;典型表现为新生儿肌张力低下、严重发育迟缓、无/极少言语、喂养困难及可变癫痫与呼吸异常。虽与Rett、Angelman、Pitt–Hopkins综合征等有表型重叠,PURA-NDD已构成独立疾病实体。突变谱涵盖无义、移码、错义及全基因缺失,基因型–表型关联证据仍有限。NGS技术进步显著提升不明原因脑病诊断率,目前管理以对症支持为主,对Purα功能及RNA生物学的研究正为靶向治疗奠基。PURA-NDD是基因组技术重塑罕见病发现与表征的典型范例。
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