先天性多发性关节挛缩症（AMC）的遗传基础与基因诊断

《Annual Review of Genomics and Human Genetics》：Genetic Bases of Arthrogryposis Multiplex Congenita

　　

先天性多发性关节挛缩症（arthrogryposis multiplex congenita，AMC）以两个或以上身体区域的先天性关节挛缩为特征，由胎儿运动减少或缺失所致。AMC表现出显著的表型和遗传异质性，因其本质是一种症状而非独立疾病，可能属于大量不相关疾病的一部分。尽管基因组学方法不断进步且新鉴定基因数量日益增多，多项研究报告（包括一项包含367例AMC患者的法国队列）显示，疾病基因鉴定率仍不足一半。上述报告中最常见的AMC病因为骨骼肌原发性受累。在法国队列中，最常见的遗传方式为常染色体隐性遗传（68.3%）；在常染色体显性或X连锁形式中，观察到高比例的新生变异（de novo variants，24%），提示该机制在发育性疾病中发挥突出作用。准确的遗传诊断对于AMC患者及可能涉及的其他器官的更个体化管理至关重要。

先天性多发性关节挛缩症（arthrogryposis multiplex congenita，AMC）是一种以两个或以上身体区域关节挛缩为特征的发育性疾病，总体发病率约为每3000至5000活产儿中1例，直接由胎儿运动减少或缺失引起，并可伴有肌萎缩、翼状胬肉、小下颌、肺发育不全、膈肌缺陷或腭裂。AMC病因多样，包括遗传缺陷、先天性感染（如巨细胞病毒、水痘-带状疱疹病毒、风疹病毒和寨卡病毒）、限制胎儿运动的外在因素（如多胎妊娠、羊水过少、羊膜带、子宫解剖异常）以及母体免疫疾病（如重症肌无力）。迄今已报道超过400个与AMC相关的基因，但多个队列中疾病基因鉴定率不足一半，因此系统阐明其遗传基础对精准诊断和临床管理具有重要意义。

研究人员对两个大型AMC队列进行了系统研究：澳大利亚队列包含190例先证者，法国队列包含367例无关AMC患者。通过基因组方法，澳大利亚队列在81例（42.6%）中建立了明确遗传诊断，法国队列在183例（49.9%）中鉴定出致病基因。法国队列共报告56个致病基因，每个基因所占比例均低于10%，其中最常见的致病基因为TTN（约9%）。基于受累组织分类，两个队列中最常见的病因均为骨骼肌原发性受累（法国队列40%，澳大利亚队列57%），其次是神经肌肉接头、脑（伴或不伴脊髓缺陷）、脊髓及轴突胶质相互作用异常。这些结果支持AMC是一种症状而非独立疾病的观点。在遗传方式上，法国队列中常染色体隐性遗传最为常见（68.3%），常染色体显性遗传占23.5%，其中81.4%为新生变异；X连锁遗传占4.9%，另有3.3%为亲源印记相关的常染色体显性遗传（均为MAGEL2致病性变异）。总计183例诊断患者中有44例（24%）携带新生变异，表明新生显性突变在AMC发病机制中起重要作用。对于未确诊病例，法国队列占50.1%，澳大利亚队列占57.4%，研究人员建议基于临床数据和神经肌肉形态学重新评估诊断，定期重新分析原始测序数据，并在常规方法阴性时考虑全基因组测序。

**关键技术方法**：研究人员首先对有多例受累成员或近亲婚配的家系进行疾病位点遗传定位（genetic mapping），当强候选基因位于定位区间内时采用Sanger测序（Sanger sequencing）验证；更近期的基因组方法包括靶向外显子组测序（targeted exome sequencing），结果阴性时升级为全外显子组测序（whole-exome sequencing），或直接进行全外显子组测序。鉴定出的变异均通过Sanger测序验证以建立家系成员基因型并分析变异分离情况。此外，染色体微阵列分析（chromosomal microarray analysis）和核型分析（karyotype）被视为首要遗传学检查手段，尤其在产前检测到AMC时。样本队列来源为澳大利亚190例先证者队列和法国315例（后扩展至367例）先证者队列。

**遗传基础和致病机制**：通过两个队列的基因鉴定，发现AMC具有广泛的遗传异质性。法国队列中，2015年以来新鉴定的疾病基因涉及39例先证者，占致病基因的21.3%，包括ADGRG6、ALDH18A1、ASXL3、BRAT1、COG6、DST、DYNC1H1、GLDN、LGI4、MAGEL2、MET、NALCN、SCN1A、SCN4A、SLC6A9、STAC3、TOR1A、TUBA1A和UNC50。不同基因对应不同的组织受累：骨骼肌相关基因涉及肌纤维发育（MYOD1）、细丝组装（ACTA1、LMOD3、MYBPC1、TTN）、肌肉收缩（DMPK、NEB、SCN4A、TNNI1、TNNT3）和兴奋-收缩偶联（STAC3）；神经肌肉接头相关基因涉及突触传递（CHAT、CHRNA1、RAPSN）、乙酰胆碱受体聚集（CHRNB、CHRND）和运输（UNC50）；脊髓相关基因涉及囊泡介导运输（BICD2）、运动神经元轴突分支（ECEL1）和存活（SMN1）；脑相关基因涉及轴突运输（DYNC1H1）、阳离子运输（NALCN、PIEZO2）、动作电位产生（SCN1A）和中枢神经元分化（ZC4H2）；轴突胶质相互作用基因涉及外周髓鞘形成（ADCY6、ADGRG6、LGI4）和郎飞结结构及功能（CNTNAP1、GLDN）。此外，MAGEL2、SCN1A和ARL6IP1的致病性变异可导致显著的表型变异，提示其他等位或非等位变异可能参与表型异质性。

**遗传方式**：基于法国队列183个家系的分析，常染色体隐性遗传共125例（68.3%），常染色体显性遗传43例（23.5%），其中35例（81.4%）为新生变异；X连锁遗传9例（4.9%），其中5例新生变异；6例（3.3%）为亲源印记的常染色体显性遗传，均携带MAGEL2致病性变异，其中4例为新生变异。总体新生变异比例为24%。澳大利亚队列中新生变异比例为8.6%。与其他发育性疾病相比，新生变异在AMC中占比较高，说明其在疾病发生中具有突出作用。

**未确诊病例**：法国队列中50.1%的先证者未建立遗传诊断，澳大利亚队列为57.4%。对于这些病例，应结合临床数据和神经肌肉形态学重新审视诊断，并定期对原始测序数据进行再分析，考虑到新近鉴定的疾病基因。全基因组测序（whole-genome sequencing）在单核苷酸变异、插入缺失和拷贝数变异的检测以及碱基覆盖度方面优于全外显子组测序，且尚未在AMC中系统评估，故在常规方法未明确病因时应予以考虑。

**讨论与结论**：准确的遗传诊断对于AMC患者的个体化管理至关重要，可改善物理治疗、矫形治疗和长期随访的监测，并为患者和家庭提供准确的遗传咨询，估计亲属再发风险，增加生育选择（如胚胎植入前遗传诊断和侵入性或非侵入性产前检测）。得益于下一代测序技术（next-generation sequencing）的应用，AMC的遗传诊断率显著提高，在澳大利亚队列中达42.6%，在法国队列中达49.9%，同时发现了新的疾病基因和机制。精准遗传诊断是实现个体化医疗和遗传咨询的基石。