《Journal of Human Genetics》：Identification and characterisation of a novel homozygous KDM5A variant associated with severe axial hypotonia, seizures, and cardiac anomalies
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KDM5A是一种关键的染色质修饰酶，具有赖氨酸特异性去甲基化酶活性，在脑组织中高表达。KDM5A的双等位基因致病性变异与KDM5A相关神经发育障碍相关，这是一种涉及显著认知和运动障碍的罕见疾病。研究人员对一名患有严重神经发育迟缓的患者进行了临床和遗传学评估。进
KDM5A是一种关键的染色质修饰酶，具有赖氨酸特异性去甲基化酶活性，在脑组织中高表达。KDM5A的双等位基因致病性变异与KDM5A相关神经发育障碍相关，这是一种涉及显著认知和运动障碍的罕见疾病。研究人员对一名患有严重神经发育迟缓的患者进行了临床和遗传学评估。进行了外显子组测序以确定遗传病因，随后进行定量表达分析以评估所鉴定变异对KDM5A mRNA水平的功能影响。在先证者中鉴定出一个新型纯合KDM5A c.2836C>T p.(Gln946Ter)变异。定量分析显示KDM5A表达降低。然而，这种降低无统计学显著性。患者表现出神经运动发育迟缓、严重轴性肌张力低下、缺乏头部控制及轻度上肢痉挛。其他发现包括癫痫病史、面部畸形和先天性心脏病。这些发现扩展了El Hayek-Chahrour神经发育障碍（OMIM #620820）的已知临床谱系，特别强调了严重运动障碍和复杂心脏受累，包括主要的主肺动脉侧支动脉，这是该疾病先前未描述的特征。表达的非显著性降低提示致病性可能源于蛋白质功能改变而非转录本缺失。研究人员的发现强调了外显子组测序在描绘罕见神经发育综合征表型变异中的重要性。
论文解读文章
**研究背景与目的**
KDM5A基因（编码赖氨酸特异性去甲基化酶5A）是Jumonji/ARID结构域蛋白1A（JARID1A），位于染色体12p13.33，作为表观遗传调控因子催化组蛋白H3赖氨酸4二/三甲基化（H3K4me2/3）的去甲基化，从而调节染色质可及性与转录活性。双等位基因KDM5A致病性变异导致El Hayek-Chahrour神经发育障碍（NEDEHC，OMIM #620820），一种以语言缺失、智力障碍和自闭症为主要特征的常染色体隐性遗传综合征。目前已知的病例有限，表型谱涵盖认知和运动障碍，但心脏受累（尤其复杂结构性畸形）和严重运动表型尚未被充分描述。本研究旨在通过一例新发纯合无义变异患者的临床和分子特征分析，扩展该疾病的表型谱，并探讨致病的分子机制。论文发表在《Journal of Human Genetics》。
**关键技术与方法**
研究人员从先证者、父母及三名无关健康对照的外周血中提取基因组DNA和总RNA。采用全外显子组测序（WES）筛选编码区变异，并通过Sanger测序验证家系共分离。利用反转录定量实时PCR（RT-qPCR）评估KDM5A mRNA表达水平，以GAPDH为内参，引物跨越变异位点以检测无义介导的mRNA降解（NMD）。通过STRING v12.0预测蛋白质相互作用，AlphaFold预测突变体结构，HDOCK进行分子对接分析。样本队列来源：先证者及其父母（一级表亲）来自土耳其，对照组为无关健康个体。
**研究结果**
**临床发现**：患者为2岁2个月男性，存在严重神经运动发育迟缓、完全缺乏头部控制、严重轴性肌张力低下、轻度上肢痉挛、癫痫病史及进行性小头畸形。面部畸形包括前额突脊、长头、眼距过宽、长人中、高弓形眉等；骨骼异常有漏斗胸、马蹄内翻足、摇椅底足、髋关节发育不良；心脏超声显示中度继发孔型房间隔缺损、轻度二尖瓣反流及单发主肺动脉侧支动脉（MAPCA）。此外合并甲状腺功能减退、喂养困难、小阴茎、鞘膜积液及血管瘤。
**遗传结果**：染色体微阵列未见致病性拷贝数变异；WES鉴定出先证者携带纯合无义变异c.2836C>T p.(Gln946Ter)，该变异在gnomAD v4数据库中缺失（等位基因频率=0），符合PM2标准。家系分析显示父母及健康同胞均为杂合携带者，符合常染色体隐性遗传模式。
**RNA表达谱**：RT-qPCR显示先证者KDM5A mRNA表达较对照组略有降低，但差异无统计学显著性；父母表达水平与对照组接近，提示该变异可能未显著触发NMD，致病性可能源于截短蛋白的功能异常而非转录本耗竭。
**生物信息学结果**：蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）分析显示KDM5A与RB1（视网膜母细胞瘤蛋白）结合。AlphaFold预测突变型KDM5A因提前终止密码子缺失C端结构域（包括PHD2和PHD3指状结构），呈现截短构象。分子对接显示野生型KDM5A与RB1的对接得分优于突变型，且结合界面残基存在差异，提示突变型可能降低与RB1的亲和力。需注意这些均为计算预测，需实验验证。
**讨论与结论**
讨论部分总结了该研究对KDM5A相关神经发育障碍的贡献。与既往报道的双等位基因功能丧失（LoF）病例相比，本患者（P12）表现出更严重的运动障碍（完全无头部控制）和迄今最复杂的心脏受累（包括MAPCA这一新发现），扩展了NEDEHC的表型边界。通过与KDM5B和KDM5C LoF病例的跨旁系同源比较，发现心脏异常和严重运动表型在KDM5B/C中罕见，提示KDM5A可能在心脏形态发生中具有旁系特异性作用。此外，患者多系统受累（甲状腺功能减退、骨骼畸形、泌尿生殖异常、皮肤血管瘤）在KDM5B/C LoF文献中未见先例，表明KDM5A纯合缺失可能影响胚胎发育中更广泛的程序。研究人员强调，这些发现丰富了KDM5A相关神经发育障碍的变异和表型图谱，并提示需要更大规模的前瞻性队列以建立稳健的基因型-表型关联。
**研究结论翻译**：本患者（P12）携带的新型纯合无义变异（c.2836C>T p.(Gln946Ter)）被分类为可能致病（PVS1, PM2）。该变异导致KDM5A mRNA表达非显著性降低，提示致病性可能源于截短蛋白的功能改变而非转录本缺失。患者的表型谱（包括严重轴性肌张力低下、完全无头部控制、MAPCA、甲状腺功能减退、多处骨骼畸形及泌尿生殖异常）显著扩展了NEDEHC的已知临床边界，表明双等位基因KDM5A LoF可能引起比目前公认更广泛的多系统发育综合征。这些发现强调了外显子组测序在揭示罕见神经发育综合征表型变异中的关键作用，并为未来研究KDM5A在心脏和运动系统发育中的特异性功能提供了依据。
