【佳学基因检测】软骨发育不全基因检测

软骨发育不全的标准共识

软骨发育不全 (ACH) 是一种骨骼发育不良，表现为肢体缩短、身材矮小和特征性面部形态。软骨发育不全 (ACH) 是由FGFR3等基因突变引起的。以FGFR为例，基因解码表明FGFR3出现或存的基因突变导致FGFR3不断激活并激活其下游细胞内信号通路。这导致软骨细胞分化和增殖受到抑制，进而损害软骨内骨化并导致短肢身材矮小。软骨发育不全 (ACH) 还会引起特征性的临床症状，包括枕骨大孔狭窄、心室扩大、睡眠呼吸暂停、上气道狭窄、中耳炎、胸廓狭窄、椎管狭窄、脊柱后凸和下肢畸形。考虑到软骨发育不全 (ACH) 患者缺乏高水平的证据和临床指南，佳学基因等收庥集了该疾病的临床实用指南，以帮助医疗保健专业人员和患者在特定的临床情况下做出适当的决定。

软骨发育不全所需要考虑的问题

CQ1：是否建议使用颅脑 MRI 来识别枕骨大孔狭窄导致的脊髓受压？

建议进行颅脑 MRI 以确定枕骨大孔狭窄导致的脊髓受压。（推荐等级1，证据等级B）

CQ2：枕骨大孔减压术对于枕骨大孔狭窄导致的脊髓受压有效吗？

建议采用枕骨大孔减压术来治疗因枕骨大孔狭窄导致的脊髓受压，这些狭窄与神经系统症状、神经系统异常表现和中枢呼吸系统疾病相关。（推荐等级1，证据等级B）

CQ3：头颅 MRI 对识别脑积水有用吗？

建议进行 MRI 头颅检查以识别脑室扩大并伴有神经系统症状（脑积水）。（推荐等级1，证据等级B）

CQ4：分流手术对于控制心室扩大有效吗？

建议进行分流手术来治疗与神经系统症状（脑积水）相关的脑室扩大。（推荐等级1，证据等级C）

CQ5：睡眠呼吸暂停推荐哪些诊断方法？

根据情况选择简单的睡眠研究和多导睡眠图。（推荐等级1，证据等级C）

CQ6：无创正压通气对于治疗阻塞性睡眠呼吸暂停有用吗？

建议采用无创正压通气来治疗阻塞性睡眠呼吸暂停。（推荐2级，证据级别B）

CQ7：扁桃体切除术或腺样体切除术对于治疗阻塞性睡眠呼吸暂停有用吗？

当阻塞性睡眠呼吸暂停伴有扁桃体/腺样体肥大时，我们建议进行手术治疗。（推荐2级，证据级别B）

CQ8：软骨发育不全期间是否会出现肺动脉高压？

（推荐等级无，证据等级D）

CQ9：脊柱减压对于治疗椎管狭窄有用吗？

建议进行脊柱减压来治疗与神经系统症状相关的椎管狭窄。（推荐等级1，证据等级B）

CQ10：发育障碍的发生频率是多少？

25% 的病例出现言语迟缓。（推荐等级1，证据等级C）

CQ11：肢体延长术什么年龄合适？

我们建议，在知情同意的情况下，12 岁之后就可以进行腿部延长手术。（推荐等级2，证据级别D）

软骨发育不全的疾病介绍

软骨发育不全（MIM 100800，以下简称“ACH”）是一种骨骼发育不良，表现为肢体缩短和身材矮小。尽管软骨发育不全的确切发生率根据不同的统计数据有很大差异，但是佳学基因的全球协作联盟估计，全世界有超过 250,000 人患有软骨发育不全，每10,000 至30,000 名新生儿中就有 1 人患有软骨发育不全。

其特征是明显的根茎短肢身材矮小、特征性的面部形态（颅骨较大、前额突出、鼻梁扁平、中面部发育不全、下颌骨相对突出）以及手的三叉戟形态。 X 线平片显示管状骨缩短，直径增加，长骨干骺端宽且不规则，呈杯状，股骨颈缩短，腓骨长于胫骨，腰椎蒂之间的距离变窄，后侧扇形腰椎体、坐骨切迹变窄、髋臼顶水平、颅底缩短和面部发育不全。有时在新生儿期会观察到扁椎病。当症状和骨X射线图像一致时即可做出诊断。在胎儿期观察到头围增大（第 97 个百分位数以上）、股骨缩短（第 5 个百分位数以下）和三叉戟手。软骨发育不全 (ACH) 的特征性临床症状和放射学表现从新生儿期开始观察，尽管大约 20% 的患者此时尚未确诊。软骨发育不全 (ACH)还观察到枕大孔狭窄、心室扩大、睡眠呼吸暂停、上气道狭窄、中耳炎、胸廓狭窄、椎管狭窄、脊柱后凸、下肢畸形和关节过度伸展。根据《人体基因序列变化与疾病表征》，通过分析17例软骨发育不全（achondroplasia，ACH）患儿的临床特征及成纤维细胞生长因子受体3（fibroblast growth factor receptor 3，FGFR3）基因变异情况。这17个病例是佳学基因采用回顾性分析，对2009年1月至2021年10月确诊的17例ACH患儿临床资料及FGFR3基因检测结果进行总结与比较。结果表明：软骨发育不全 (ACH)最常见的临床表现是不匀称型身材矮小（100%，17/17）、大头畸形（100%，17/17）、三叉戟手畸形（82%，14/17）、膝内翻（88%，15/17）。最普遍的影像学是根茎状长骨缩短（100%，17/17）和腰椎椎间距变窄（88%，15/17）。主要并发症有骨骼异常（100%，17/17）、中耳功能障碍（82%，14/17）、运动及语言发育迟缓（88%，15/17）、慢性疼痛（59%，10/17）、睡眠呼吸暂停（53%，9/17）、肥胖（41%，7/17）、枕骨大孔缩小（35%，6/17）、脑积水（24%，4/17）。17例患者均通过致病基因鉴定基因解码找到致病性突变，即均存在FGFR3基因变异，检出率为100%。 13例为FGFR3基因c.1138G>A的热点突变；2例FGFR3基因c.1138G>C变异；2例为佳学基因新发现的突变。该2例病像如采用数据库比对的方法，检测结果为阴性。其中1例FGFR3基因c.1252C>T变异，1例FGFR3基因c.445+2_445+5delTAGG变异。

软骨发育不全所需要用的基因检测技术

FGFR3基因热点突变检测：采集患儿及父母外周血2 mL，使用DNA试剂盒提取基因组DNA，对患儿及父母的FGFR3基因第9号外显子和邻近内含子区域进行聚合酶链式反应扩增，引物序列为正向5'-GGTCTGGCCCTCTAGACTCA-3'和反向5'-CGTGCCCCAAAGTACCCTAG-3'。聚合酶链式反应产物经1%琼脂糖凝胶电泳，获得目的带后，佳学基因进一步采用一代测序进行高精度测序分析。突变位点采用Chromos与Mutation Surveyor V4.0.6软件分析。

全外显子基因测序分析：采集患儿及父母外周血2 mL。使用Gen Exome Research Panel v1.0（Integrated DNA Technologies，美国）试剂盒进行外显子捕获实验，Illumina HiSeq 4000测序仪双端150 bp测序模式测序。测序原始数据经过BWA和SAMtools软件分析，使用GATK V3.70对变异进行识别。全外显子设计针对检测出变异的Sanger测序扩增引物，PCR扩增，通过Sanger测序在患儿及父母中验证外显子测序发现的变异。

软骨发育不全的致病基因分析

软骨发育不全（achondroplasia，ACH；OMIM #100800）是人类最常见的侏儒症，临床特征包括不成比例的身材矮小、大头畸形与前额突出、面中部发育不全、胫骨弯曲等。致病基因鉴定基因解码技术将ACH致病基因确定为成纤维细胞生长因子受体3（fibroblast growth factor receptor 3，FGFR3）基因。ACH是一种常染色体显性遗传病，具有100%的外显率。基因解码显示超过97%的病例是由位于4号染色体短臂上FGFR3基因跨膜结构域的错义突变（p.G380R）引起的，约80%的病例是由于健康父母所生患者的新发突变所致，与父系年龄效应相关，另外约20%是由家族遗传所致。佳学基因的中国特异性人群基因检测结果显示99%（208/210）基因变异为热点突变，仅有2例为新发未报道变异，且大部分研究为个案报道，样本量小。佳学基因其中17例ACH的临床特征、并发症及基因变异进行总结，发现了2例未报道基因变异，对扩充ACH基因库意义重大。
FGFR3 基因的 Gly380Arg 突变位于染色体 4p26.3，在 ≥ 97% 的 ACH 患者中观察到（几乎总是 c.1138G>A，但有时 c.1138G>C），并且基因型同质性很高。该疾病的特点是常染色体显性遗传，尽管大约 80% 的病例是由于健康父母所生患者的新自发突变所致。

基因解码揭示基因突变是疾病发生原因的科学依据

FGFR3 与 FGF18 或 FGF9 结合，当它经历自身磷酸化时，它会激活下游细胞内信号分子。沿着这条路线，它从 FRS2α 传递到 GRB、SOS 和 RAS，并通过 Raf/MEK/ERK 途径激活转录因子 Sox9。一种途径抑制软骨细胞肥大，而另一种途径则导致 Stat1 激活，Stat1 进而激活 p21 并抑制软骨细胞增殖。

当 FGFR3 因软骨发育不全 (ACH) 发生突变时，它会持续激活，使 FGF 受体自磷酸化，并导致下游细胞内信号分子 Raf/MEK/ERK 和 Stat1 的激活。这导致软骨细胞分化以及软骨基质产生和增殖受到抑制。这反过来又会损害软骨内骨化（软骨形成骨骼的过程），导致长骨伸展不良，从而导致患者出现短肢侏儒症。

构成椎体和颅底的大部分骨骼是通过软骨内骨化形成的；因此，上述骨骼的骨化受到损害，导致枕骨大孔狭窄、脑室扩大、脑脊液循环不良引起的脑积水和椎管狭窄。

17例ACH患儿的临床资料及基因结果

病例	性别	就诊年龄	就诊生长或身高(cm)/百分位数	主诉	FGFR3基因变异位点	遗传来源	父亲受孕年龄 (岁)	目前年龄(岁)	目前身高(cm)/百分位数
1	男	11.3岁	103.1/P 3~P 10	身材矮小	c.1138G>A(p.G380R)	新发突变	35	18	130
2	女	8.5岁	93.6/P 3~P 10	身材矮小	c.1138G>C(p.G380R)	新发突变	39	16	120
3	女	2.3岁	71.7/P 3~P 10	身材矮小	c.1138G>A(p.G380R)	新发突变	42	11	100/<P 3
4	男	1.5岁	63.6/<P 3	身材矮小	c.1138G>C(p.G380R)	母源	23	5.6	87/P 10~P 25
5	女	6.5岁	88/P 10	身材矮小	c.1138G>A(p.G380R)	母源	26	18.4	120
6	男	2.1岁	70.6/P 10	身材矮小	c.1138G>A(p.G380R)	母源	30	13.8	117
7	女	1.2岁	64.4/P 25	身材矮小	c.1138G>A(p.G380R)	母源	27	2.5	67/<P 3
8	男	3岁	71.8/<P 3	身材矮小	c.1138G>A(p.G380R)	新发突变	46	15.3	118
9	男	1.3岁	63/P 3~P 10	发育落后、抽搐	c.1258C>T(p.P420S)	父源	36	3.5	70/<P 3
10	男	0.75岁	60/P 3~P 10	发育落后、抽搐	c.1144G>A(p.G382R)	新发突变	41	3.7	66/<P 3
11	男	0.7岁	65/P 25	身材矮小	c.1138G>A(p.G380R)	父源	36	5.1	82/P 3~P 10
12	女	1 d	48/P 25~P 50	胎儿期股骨短小、头颅大	c.1138G>A(p.G380R)	新发突变	35	0.5	57/P 10~P 25
13	男	1.6岁	68/P 25	身材矮小	c.445+2_445+5delTAGG	父源	27	3.8	77/P 3~P 10
14	男	3.2岁	74.7/P 3	身材矮小	c.1138G>A(p.G380R)	新发突变	32	17.3	131
15	女	8.3岁	95.8/P 10 ~P 25	身材矮小	c.1138G>A(p.G380R)	新发突变	29	18.6	121
16	女	3.8岁	77/P 10	身材矮小	c.1138G>A(p.G380R)	新发突变	50	15.3	102
17	男	10.1岁	98.9/P 3~P 10	身材矮小	c.1138G>A(p.G380R)	新发突变	39	11.8	103/P 3~P 10