【吉林基因检测】佳学基因假性软骨发育不全致病基因鉴定基因检测案例报告

【报告摘要】  本报告收录两例中国家系假性软骨发育不全（PSACH，OMIM #177170）患者，经佳学基因检测全外显子组测序（WES）分别鉴定出COMP基因两种新型错义变异：NM_000095.3: c.1319G>T（p.G440V，母源性）及c.1304A>T（p.D435V，父源性嵌合）。两种变异均位于T3重复序列第6钙结合区，经生物信息学预测均对蛋白结构有破坏性影响，依据ACMG指南评级为201c可能致病201d，为PSACH的分子诊断及遗传咨询提供了重要依据。 

一、疾病背景

假性软骨发育不全（Pseudoachondroplasia, PSACH）是一种罕见的常染色体显性遗传骨骼发育不良综合征，OMIM编号177170。其核心临床特征包括：

• 四肢短小的矮小身材（短肢型矮小）
• 短指（趾）畸形、关节松弛、关节僵硬及疼痛
• 四肢短小的矮小身材（短肢型矮小）
• 颅面外观及智力发育正常 

患者通常在出生后2年内生长发育正常，此后生长速率明显减缓并脱离正常生长曲线。PSACH由COMP基因（软骨寡聚基质蛋白，MIM 600310）突变引起。COMP蛋白属于血小板反应蛋白家族，为五聚体结构糖蛋白，由N端区域、T2/T3重复区及C端球形结构域组成，其中T3重复区与钙离子结合相关，对蛋白正确折叠至关重要。COMP突变导致蛋白错误折叠并在内质网中大量积聚，最终引起骨骼发育异常。

二、送检信息

家系1

先证者：31岁女性，身高135 cm，因短肢矮小就诊，孕期寻求遗传咨询及产前诊断。

家族史：先证者母亲（54岁，身高140 cm）及姐姐（26岁，身高142 cm）表现出相似的临床特征，包括短指畸形、鸭步步态、膝内翻及轻度胸廓变形；先证者父亲表型正常。

影像学特征：先证者母亲X线片示手部短指畸形、尺骨远端短小、轻度膝关节骨性关节炎；骨盆、椎体及腰椎正常，无脊柱侧弯。

检测方法：对先证者及胎儿（III-1）进行全外显子组测序（WES），并对家系其他成员行Sanger测序验证。

家系2

先证者：28岁女性，身高100 cm，孕期行产前诊断。

家族史：先证者3岁儿子（身高79.5 cm）表现出四肢不成比例的短小、鸭步步态、膝内翻及肘关节伸展受限；先证者父亲无明显短肢表型，影像学仅见关节积液。

影像学特征（儿子）：手部短指畸形，桡尺骨远端干骺端喇叭状增宽伴骨密度增高；股骨/胫骨长骨骨骺不规则，干骺端增宽，骨骺较小，关节间隙增宽；脊柱侧弯，椎体舌状突出；耻骨下支缩短，坐耻骨线增宽。

检测方法：对先证者、儿子及胎儿（IV-2）进行Trio-WES分析，并对先证者父亲行Sanger测序及WES验证。

三、检测结果

3.1 变异鉴定汇总

佳学基因检测通过WES分析，在两例家系中各鉴定出COMP基因一种新型错义变异，具体信息如下：

注：两种变异均为新发现的致病变异，在gnomAD、千人基因组、ExAC及CNGBdb等公共人群数据库中均未见收录，提示其极度罕见。p.D435V变异曾于2020年1月由Blueprint Genetics提交至ClinVar并分类为201c可能致病201d，但彼时缺乏完整的临床背景信息。

3.2 变异遗传分析

家系1：c.1319G>T（p.G440V）变异以杂合方式存在于先证者、其姐姐及母亲（均受累），而未受累父亲不携带该变异，符合常染色体显性遗传共分离规律。该变异同样见于胎儿（III-1），家系依据此结果于妊娠19周终止妊娠。

家系2：c.1304A>T（p.D435V）变异见于先证者及其儿子。先证者父亲虽仅表现为关节积液，WES分析显示该变异仅占15%的测序读段，证实为父源性体细胞嵌合突变，嵌合状态可合理解释其较轻微的临床表型。胎儿（IV-2）亦携带该变异，家系决定终止妊娠。

3.3 蛋白结构功能预测

佳学基因检测综合运用VarSite、Missense3D及PyMOL等工具对两种变异的蛋白功能影响进行系统评估： 

p.G440V（甘氨酸→缬氨酸）：Gly440残基位于蛋白折叠弯曲区，甘氨酸侧链极小、构象灵活，可占据紧密空间完成急转弯结构。任何氨基酸对其取代均将增加构象变化所需能量，破坏局部蛋白稳定性。gnomAD数据库中该位点无自然多态性记录，仅有两种已知致病变异（G440R、G440E），提示该位点对蛋白功能至关重要。

p.D435V（天冬氨酸→缬氨酸）：Asp435残基参与钙离子（CA817）的配位结合（与Asp437、Asp439、His441、Asp446共同参与），并通过氢键与Gly438、Gly440相互作用。D435V取代消除了负电荷，破坏了与钙离子的结合及与Gly440的氢键，导致蛋白结构稳定性严重下降。综合分析认为，D435V对蛋白结构的破坏程度更甚于G440V，这与D435V携带者临床表型更为严重相吻合。 

两种变异的氨基酸残基在多物种间高度保守，进一步支持其致病性。CADD评分均高于25，提示高度有害效应。

四、致病机制分析

COMP蛋白为五聚体糖蛋白，由卷曲螺旋结构域将5个单体连接在一起。值得注意的是，COMP基因敲除小鼠并无明显表型，表明PSACH的发病机制并非蛋白量的减少，而是突变型COMP蛋白的显性负效应所致——突变蛋白与野生型蛋白结合，形成无功能的多聚体复合物，并在内质网中大量积聚，影响软骨基质的正常组装，最终导致骨骼发育障碍。 

本研究两种新型变异均位于T3重复区第6钙结合区（T36），与已有文献中PSACH相关致病变异的热点区域（T36-T38）高度吻合，进一步印证了T3重复区及钙离子在COMP蛋白功能中的核心地位。

五、ACMG致病性分类依据

c.1319G>T（p.G440V）

1. PM1：变异位于功能性血小板反应蛋白3型重复结构域内
2. PM2_supporting：变异在gnomAD等公共人群数据库中未见收录
3. PM5：变异位点（Gly440）已有其他已知致病错义变异（G440R、G440E）
4. PP1：变异在家系中与PSACH表型共分离
5. PP3：多种生物信息学工具预测该变异具有有害效应（CADD>25）

c.1304A>T（p.D435V）

1. PM1：变异位于功能性血小板反应蛋白3型重复结构域内
2. PM2_supporting：变异在多个人群数据库中均未见收录
3. PP1：变异在家系中与PSACH表型共分离（父源性嵌合状态解释了其轻微表型）
4. PP3：多种生物信息学工具预测该变异具有有害效应（CADD=32）
5. PP4：患者临床表型与PSACH的已知疾病表型高度吻合

六、受累家系成员临床特征汇总

七、临床意义与遗传咨询建议

诊断意义：本次检测明确了两例家系PSACH的分子遗传学病因，为临床确诊提供了基因水平证据。两种新型变异的发现丰富了COMP基因致病变异谱，有助于提高临床基因检测的诊断效率。 

产前诊断：两例家系均经产前基因检测确认胎儿携带相应变异，并依据检测结果作出了知情终止妊娠的决定。对于有PSACH家族史或临床疑似患者，强烈建议在孕期进行COMP基因靶向测序或WES产前诊断。 

嵌合体识别：家系2父亲的嵌合突变（仅15%读段携带变异）提示：当标准Sanger测序无法检出低比例嵌合突变时，WES可作为重要补充手段。对于表型轻微或不典型的家庭成员，建议进行深度测序以排除嵌合状态。 

遗传咨询要点：PSACH为常染色体显性遗传，携带致病变异的患者每次妊娠均有50%概率将变异传递给子代。若父母一方为嵌合体，则再发风险低于50%，但仍有传递可能。建议对所有拟妊娠的受累个体进行系统的遗传咨询。 

治疗管理：目前PSACH尚无根治性疗法，但早期诊断有助于制订规范化的骨科随访方案（包括脊柱侧弯监测、关节保护及疼痛管理），改善患者长期生活质量。

八、报告结论

佳学基因检测通过全外显子组测序，在两例中国假性软骨发育不全家系中分别鉴定出COMP基因两种新型杂合致病变异（c.1319G>T/p.G440V 及 c.1304A>T/p.D435V），均位于T3重复区第6钙结合区，经ACMG指南评级均为201c可能致病201d。本报告所揭示的变异信息不仅拓展了PSACH的已知变异谱，更为患者家系的临床诊断、产前诊断及遗传咨询提供了可靠的分子遗传学依据。  

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(责任编辑：佳学基因)