小儿恶性常染色体隐性遗传骨硬化症 (infantile malignant arOP)
小儿恶性arOP是骨硬化症最严重的一种临床亚型。患者在出生后不久即发病,并在成年前 (经常在学龄前)死于贫血和感染等并发症[7,8]。患者破骨细胞缺陷、骨吸收不足、矿化骨异常堆积、生长发育迟缓。最严重的致死并发症是骨髓腔空间不足造成的骨髓功能不全、造血异常、血细胞减少、髓外造血组织 (肝、脾)肿大[7]。由于颅面部骨发育异常患者往往表现出颅骨畸形、小头畸形、前额突出等特异性面部特征;不断扩大的颅骨压迫颅面部,可导致失明、耳聋、面部麻痹[7,9-11]。牙齿萌出缺陷和严重的龋齿、低钙血症也是常见的症状,后者有导致继发性甲状旁腺功能亢进症的风险[12]。骨髓移植是目前治疗小儿恶性arOP的主要手段。
小儿恶性arOP的八个已知致病基因是:①T-细胞免疫调节因子1[TCIRGl,T-cell immune regulator 1,别名V型ATP酶质子泵116kDa亚基a3(ATP6i,V-type proton ATPase 116 kDa subunit a isoform 3)];②氯离子通道7α亚基 (CLCN7,Chloride channel 7 alpha subunit);③骨硬化症相关跨膜因子1[OSTMl,Osteopetrosis-associated transmembrane protein 1,别名灰色致死基因(gl,grey lethal)];④分选连接蛋白10(SNXl0,Sorting nexsin 10);⑤PH结构区域蛋白M家族成员1[PLEKHMl,pleckstrinhomology domain containing,family M(with RUN domain)member 1];⑥肿瘤坏死因子受体超家族成员11[TNFRSFl l A,tumor necrosis factor receptor superfamily,member 11,别名NF-κB激活因子受体(RANK,Receptor activator of nuclear factor kappa-B)];⑦碳酸酐酶Ⅱ (CAⅡ,Carbonic anhydraseⅡ);⑧肿瘤坏死因子配体超家族成员11[TNFSFl l,tumor necrosis factor ligand superfamily,member 11,别名NF-κB激活因子受体-配体 (RANKL,Receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand)][12-20](表9-1)。
1.TCIRGl(别名ATP6i,OC-l l6,a3)基因缺陷 该基因编码控制破骨细胞外酸化的V型ATP酶质子泵亚基,报道50%~60%arOP患者携带此基因缺陷[13,17]。在病例研究中,Heaney等人报道了两例患者ATP6i基因11q12-13区域与骨硬化症相关[21];Frattini等人报道了9例患者中5例与ATP6i基因编码区无义突变相关,3例与ATP6i基因同一内含子剪切受体位点突变相关,而这些突变都会导致ATP6i蛋白转录翻译异常[13];Kornak等报道了10例患者5例与ATP6i基因突变相关[22];而Michigami等人报道了2例患者的ATP6i基因的2种新型突变 (第19内含子的剪切供体位点T-C突变和第9外显子上的删除/插入突变),都导致ATP6i无法正常转录[23]。
2.CLCN7缺陷CLCN7编码电压依赖性氯离子通道CLC蛋白家族成员7(CLC-7)的α亚基。CLC-7在破骨细胞褶皱膜上高表达,也是破骨细胞酸化功能的必需蛋白。相比ATP6i突变,CLCN7基因缺陷的致病性和危害性都较低。对骨硬化症的贡献相比V型ATP酶质子泵基因缺陷较小。Frattni证明约15% arOP患者携带CLCN7基因突变[16]。Kornak等最早报道小儿恶性常染色体隐性遗传骨硬化症患者携带有CLCN7突变[14]。某些错义突变的CLCN7蛋白仍然保留部分功能甚至增益功能,因此CLCN7突变导致的临床表征更具有异质性。有的CLCN7突变和ATP6i突变相似,导致严重的骨硬化症,发病于婴儿期,伴随神经系统病变[14,16,24]。另一些 CLCN7突变导致缓和的症状,包括过渡型常染色体隐性遗传型和II型成人良性常染色体显性遗传型 [比如阿尔伯斯-勋伯格病 (Albers-Schonberg disease)][16,17]。
3.OSTMl(gl)基因突变 OSTMl编码氯离子通道蛋白CLC-7 的β亚基。Quarello等人报道了第一例OSTMl第5外显子缺失导致的9天大男婴的小儿恶性arOP[25]。患者血细胞减少、进行性肝衰竭、全身性骨密度增加、皮质髓质分化缺失、破骨细胞没有骨吸收活性、骨髓空间减少[25]。2% ~6%的arOP患者携带OSTMl基因突变。(https://www.daowen.com)
4.SNXl0基因缺陷 SNXl0编码分选蛋白10,通过由磷酸肌醇结合域PX定位于内体小泡上[26,27]。SNXl0的PX结构域也与V 型ATP酶质子泵的V1亚基D亚型结合,参与V型ATP酶质子泵的转运[26,27]。SNXl0是最近被报道的一个新的骨硬化症相关基因[12],目前发现约4%的症状比较缓和的arOP患者携带SNXl0基因突变。最早是同一家族的四名arOP患者上发现一个SNXl0错义突变[26,27]。紧接着,来自16个家庭的23位arOP患者都被发现携带SNXl0突变。目前发现的所有SNXl0突变都位于PX蛋白结构域上[26-29]。
5.PLEKHMl基因缺陷PLEKHMl编码结合了Rab7小G蛋白的一个胞浆蛋白,虽然已知Rab7与溶酶体小泡转运相关,但PLEKHMl具体的功能还不清晰,猜测可能参与调节溶酶体转运、分泌过程。目前PLEKHMl相关的arOP仅有两例[18,30],突变造成的截断蛋白缺乏Rab7结合域[18,30]。
6.TNFRSFl l A(RANK)和TNFSFl l(RANKL)基因缺陷TNFSF11是由基质细胞分泌的细胞因子,支持破骨细胞分化;TNFRSF11A为其在破骨细胞上的受体。1% ~4%的arOP患者携带TNFRSFl l A缺陷,1% ~3%的arOP患者携带TNFSFl l缺陷[31]。携带CLCN7、OSTMl、ATP6i、SNXl0、PLEKHMl基因突变的患者体内有相当数量的破骨细胞,然而这些破骨细胞没有骨吸收功能,这一类骨硬化症又统称为破骨细胞富集型 (osteoclast-rich)骨硬化症。携带TNFRSFl l A缺陷和TNFSFl l缺陷的患者体内缺少破骨细胞[19,20],这一类骨硬化症又统称为破骨细胞缺乏型 (osteoclast-poor)骨硬化症。
表9-1 人类骨硬化症的分类、基因型基础和临床表现