《International Journal of Molecular Sciences》：Biallelic EZH1 Nonsense Novel Variant in Two Siblings with Neurodevelopmental Disorder and Central Precocious Puberty: A Case Report from a Consanguineous Saudi Family
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神经发育障碍（NDDs）是一组损害中枢神经系统发育和功能的疾病。近期，EZH1基因变异已被证实与神经发育障碍相关。本研究通过全外显子测序（WES）结合Sanger测序验证，在两个受累兄弟姐妹中鉴定出一个纯合无义变异。父母双方均为该变异的杂合携带者。该变异预计导
神经发育障碍（NDDs）是一组损害中枢神经系统发育和功能的疾病。近期，EZH1基因变异已被证实与神经发育障碍相关。本研究通过全外显子测序（WES）结合Sanger测序验证，在两个受累兄弟姐妹中鉴定出一个纯合无义变异。父母双方均为该变异的杂合携带者。该变异预计导致催化SET结构域内44个氨基酸的C端截短，从而导致蛋白质功能丧失。逆转录定量PCR（RT-qPCR）分析显示，患者来源的外周血细胞中EZH1 mRNA表达显著降低。先证者（女性）还表现出γ-谷氨酰转移酶（GGT）水平升高和低白蛋白血症，而受累男性则表现为中枢性性早熟。本研究证明EZH1表达降低与功能缺失（LOF）疾病机制一致，进一步扩展了EZH1相关神经发育障碍的临床、遗传和分子谱系。
**EZH1双等位基因新无义变异与神经发育障碍及中枢性性早熟的关联：一项基于近亲沙特家庭的病例报告及文献综述**
**一、研究背景与意义**
神经发育障碍（NDDs）是一组以中枢神经系统发育和/或功能受损为特征的异质性疾病，涵盖智力障碍（ID）、孤独症谱系障碍（ASD）、发育迟缓（DD）及注意缺陷/多动障碍（ADHD）等多种临床表型。NDDs的遗传架构高度复杂，涉及数百个基因以及常见和罕见变异。近年来，随着分子研究和诊断技术的快速发展，基因组数据的可及性显著提高，极大地推动了遗传诊断率的提升以及大量新基因和变异的发现。尽管许多发现的致病机制尚未完全阐明，但已有部分变异被证实与NDDs患者特定的表型异常相关。
EZH1（zeste同源物增强子1）是一种罕见疾病相关基因，编码非经典多梳抑制复合物2（PRC2）的组分，在多种多细胞发育过程中发挥重要作用，包括维持细胞可塑性和胚胎干细胞多能性。EZH1还参与组蛋白H3第27位赖氨酸（H3K27）的甲基化调控。根据PsychSCREEN数据库的表达谱分析，EZH1在人类各组织中广泛表达，在大脑和性腺组织中相对高表达。这一表达模式与其维持神经细胞特性、调控神经发育以及促进生殖细胞分化的既定功能一致。在性腺中，EZH1通过表观遗传调控参与卵子发生和精子发生过程，从而支持生殖细胞发育和生殖功能。EZH1表达降低可能破坏神经分化和神经发生并损害生殖细胞发育，这与EZH1缺陷相关的神经发育和内分泌表型相符。
此前已有EZH1致病性变异与神经发育障碍相关联的报道。据研究人员所知，既往在两个无亲缘关系的近亲家庭中，共6名未确诊NDDs患者中鉴定出两个EZH1纯合变异（p.E485X，p.R258X）。本研究报道了一个来自沙特近亲家庭的新增受累个体，携带一个新的纯合变异c.2109T>G p.(Tyr703*)。该研究的开展旨在进一步扩展EZH1相关NDDs的临床、遗传和分子谱系，并深入探究EZH1功能缺失在神经发育障碍及内分泌异常中的致病机制。该论文发表于《International Journal of Molecular Sciences》。
**二、主要技术方法**
研究人员采用以下关键技术方法开展研究：①对来自沙特近亲家庭的两名受累患者进行全外显子测序（WES），使用Illumina HiSeq2000平台和TruSeq v3化学试剂；②通过Sanger测序对候选变异进行验证，并对该家庭所有成员（共8人）进行变异共分离分析；③利用EBV转化的淋巴母细胞系提取总RNA，采用逆转录定量PCR（RT-qPCR）检测EZH1 mRNA表达水平，以GAPDH为内参基因，使用ΔΔCt法计算相对表达量；④基于PDB条目7TD5的晶体结构，使用PyMOL软件进行变异蛋白三维结构分析；⑤利用PsychSCREEN数据库整合的RNA测序数据集和单细胞转录组数据集分析EZH1在不同组织及脑内不同细胞类型中的表达特征。研究对象来自沙特国王费萨尔专科医院及研究中心（KFSHRC），经机构审查委员会批准（RAC# 2120 022）并签署知情同意书。
**三、研究结果**
**3.1 临床特征**
患者1为8岁男童，表现为坐立和行走能力延迟、言语和语言发育迟缓、多动、智力障碍、运动延迟和性早熟（表1）。脑磁共振成像（MRI）正常，单核苷酸多态性（SNP）芯片检测阴性。患者2为34岁女性，具有复杂的神经发育和医学合并症，包括重度智力低下伴显著行为障碍、癫痫、脑瘫和高血压。手术史包括因肠粘连导致小肠梗阻的急腹症而行探查性剖腹术。实验室检查显示持续性低白蛋白血症和γ-谷氨酰转移酶（GGT）升高（图1A，B），其他生化指标（包括肾功能、肝酶和血液学）基本在参考范围内。
**3.2 分子分析结果**
全外显子测序结果揭示了两名患者均携带EZH1（NM_001321079.1：c.2109T>G：p.(Tyr703*)）第19外显子的新型纯合无义变异。Sanger测序证实该变异在家庭中与疾病共分离：父母为杂合携带者，患者为纯合子，两个姐妹为杂合携带者，两个兄弟为野生型。该变异未在NCBI ClinVar、gnomeAD、外显子组测序项目（ESP）、1000 Genomes Project或内部沙特外显子组数据库（包括CGMdb）中检测到。根据美国医学遗传学与基因组学学会（ACMG）指南，该变异符合致病性极强证据（PVS1）和中等致病性证据（PM2），被分类为致病性。多种计算机模拟预测工具结果不完全一致，但总体趋向致病性。
**3.3 蛋白结构分析**
将该变异映射到EZH1三维结构上可阐明其有害效应。早期终止密码子导致44个C端残基截短，这些残基构成催化SET结构域不可或缺的部分，对SET结构域的稳定性及其与辅因子SAH和组蛋白底物的相互作用至关重要。该变异位于高度保守区域和重要功能结构域内，导致催化功能完全丧失和SET结构域的显著不稳定化。
**3.4 RT-qPCR表达分析**
研究人员对患者和年龄及性别匹配的对照来源的EBV转化淋巴母细胞进行了RT-qPCR分析。结果显示，两名受累个体相较各自的年龄和性别匹配对照，EZH1 mRNA表达均显著降低（图5A）。将两名受累个体的数据与合并对照组比较，EZH1表达在受累样本中显著降低（p = 0.0016，双尾Student's t检验）（图5B）。这些结果一致表明受累个体EZH1转录本水平降低，支持功能缺失机制。
**3.5 EZH1组织表达模式分析**
PsychSCREEN数据库分析显示，EZH1在人体各组织中广泛表达，在大脑和睾丸中相对高表达（图6）。单细胞转录组数据集进一步表明，EZH1在多个皮层细胞群体中表达，包括兴奋性和抑制性神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞、少突胶质细胞前体细胞、小胶质细胞和血管相关细胞，其中兴奋性神经元表达最高（图7）。这一发现与EZH1在神经发育中的既定作用一致。
**四、讨论与结论**
讨论部分指出，EZH1在调控细胞分化、造血和神经发育中至关重要。尽管EZH1变异与低白蛋白血症或GGT升高的直接关联尚未见报道，但涉及组蛋白甲基转移酶和TGF-β调控信号通路的表观遗传调控间接机制可能与肝星状细胞活化和纤维化相关。白蛋白是负性急性期反应物，EZH1失调引起的慢性炎症可能导致血清白蛋白降低。GGT是氧化应激和系统性炎症的标志物，其升高可能与EZH1失调存在间接联系。在EZH1变异NDDs患者中观察到的白蛋白降低和GGT升高更有可能是继发性状况（如肝功能障碍、慢性炎症或药物暴露）所致，而非EZH1功能障碍的原发表现。
既往研究已证明EZH1的功能获得（GOF）和功能缺失（LOF）变异均可导致神经发育障碍。Jangam等人（2023）的研究在一个发育迟缓儿童中发现了EZH1新生变异（p.A678G）的GOF活性。Gracia-Diaz等人（2023）分析了19名携带不同EZH1变异的个体，其中10人携带杂合错义变异（甲基转移酶活性增加），9人携带双等位截短变异（隐性遗传，甲基转移酶活性降低或消除）。无论遗传模式或变异类型如何，EZH1相关疾病均共享常见临床特征，包括智力障碍、发育迟缓、运动障碍和语言障碍。
值得注意的是，本研究及Okamoto等人报道的受累个体均出现了中枢性性早熟（CPP），而Gracia-Diaz等人描述的19名个体中未报告CPP病例。所有4名CPP患者均携带双等位功能缺失变异，而携带杂合功能获得变异的个体中未报告CPP病例。这一观察提示可能存在基因型-表型相关性：EZH1双等位功能缺失可能使个体易患下丘脑-垂体-性腺轴失调。EZH1在脑发育和神经元分化过程中对染色质介导的基因调控的破坏可能改变控制青春期启动的神经内分泌通路。
本研究描述了一种与神经发育障碍和中枢性性早熟相关的新型纯合EZH1功能缺失变异。分子发现结合RT-qPCR和PsychSCREEN表达分析，进一步扩展了EZH1相关神经发育障碍的临床、分子和表型谱系，并为功能缺失疾病机制提供了额外证据。研究结论建议，对携带双等位功能缺失EZH1变异患者应考虑进行内分泌评估，以筛查中枢性性早熟等内分泌异常。
