PrecisionMed_NO.20-锁骨颅骨发育不全综合征

锁骨颅骨发育不全综合征又名Marie-Sainton综合征及骨-牙形成障碍，出生发病率约为1/1,000,000，是一种罕见的常染色体显性遗传性骨骼系统疾病...

疾病简介

锁骨颅骨发育不全综合征(Cleidocranial Dysplasia,CCD)又名Marie-Sainton综合征及骨-牙形成障碍，出生发病率约为1/1,000,000，是一种罕见的常染色体显性遗传性骨骼系统疾病，半数以上有家族史，性别间无明显差异。该病可在任何年龄发病，病变累及面较广，其主要以骨缺如和膜性化骨发育障碍为特征，可单骨或多骨受累。典型的临床表现为锁骨发育不良或无锁骨，囟门和颅缝增宽、延迟闭合或不闭合，身材矮小，出牙晚和恒牙数目增多等骨骼异常。此外，髂骨、肋骨、脊柱、肩胛骨、腕骨、踝骨和指、趾骨异常也均有报道。Mundlos等指出当患儿同时具备锁骨发育不良或缺失、囟门未闭和恒牙数目增多时，几乎不需要与其他综合症鉴别。

1995年Gelb BD等采用连锁遗传分析的方法将CCD的致病基因定位于6p21。并于1997Lee等和Mundlos等同时证实RUNX2基因为CCD的致病基因。RUNX2基因又称为Cbfa1基因，编码核心结合因子α1（core binding factor α1，Cbfa1），是转录因子runt家族的成员。1997年Ducy P et al.等报道了完整的Cleidocranial Dysplasia, cDNA。该基因编码蛋白含有128个氨基酸。

RUNX2编码的蛋白主要包含三个重要的结构域：N-末端一个谷氨酰胺和丙氨酸重复的Q/A结构域；中间一个保守的runt结构域；C-末端一个富含脯氨酸、丝氨酸和苏氨酸的PST活性结构域。其中runt结构域由128个氨基酸组成，与果蝇的runt基因有高度的同源性，该结构域介导runt家族的转录因子与PEBP2/CBFβ结合形成异二聚体以获得更强的与DNA结合的能力，并具有与其靶基因启动子区的成骨细胞特异性顺式作用元件相结合的能力，因此runt功能域是蛋白质发挥功能非常重要的区域。到目前为止，除编码氨基酸最少的外显子6外，在RUNX2其他6个编码外显子中都已鉴定出与人类CCD相关的碱基改变，已确定的RUNX2突变近90种，包括缺失、插入、无义和错义突变以及剪接位点改变等多种类型的突变，其中基因改变多集中在runt结构域，这个区域的大部分突变均导致RUNX2编码的转录因子完全失去与DNA相结合的能力，使其调节基因表达的能力大大降低。国内邱正庆、王莹等人的研究检出中国CCD患者存在R190W、R255Q等突变类型，证实RUNX2基因是中国CCD患者的致病基因，在中国患者中该基因的突变可能存在与国外患者相同的类型。

临床诊断

本病通常因错殆畸形而就诊，恒牙迟萌、多生牙数目较多及唇腭裂。

一、 骨骼发育异常

1.   锁骨：一侧或两侧锁骨全部或部分缺如，部分缺如者常见于肩峰端，也见于中三分之一缺如，可见假关节，一侧完全缺如者右侧多见。肩下垂且活动度大，双肩可做不同程度的并拢，肩胛骨短小或高位，喙突发育不全。

2.   颅面部：主要表现为膜内化骨发育不全、发育迟缓和软骨化骨(颅底)的骨发育停滞。短头畸形，前囟延迟闭合或不闭合，骨缝开放，有缝间骨存在，颅顶平坦，前额及枕骨突出，蝶骨短及蝶窦小，前床突发育不良。面小，面中1/3凹陷，呈月牙状侧貌。鞍形鼻，双眼眼距过宽，副鼻窦和颅突气化不良。

3.   颌骨及牙齿：上颌骨发育不足，下颌骨大多发育正常，前牙反殆。乳牙滞留，恒牙萌出延迟、异位萌出或埋伏阻生，颌骨内有未萌出的多生牙和阻生牙。下颌升支变窄，前后缘平行，有时喙突与髁状突平行，喙突尖小，且常朝向后上。下颌骨骨小梁粗糙，牙槽骨致密，下颌角畸形等。

4.   胸廓：呈圆锥形，肋骨向下倾斜，可见鸡胸。少数见肋骨缺如和骨化不全，胸骨有不发育者。新生儿常因胸廓畸形而发生呼吸困难。

5.   其他骨：如骨盆、脊柱等亦被侵犯，并易引起病理性骨折，身体发育障碍。骨盆可表现为骨化不全、延迟生长、缺损或变形，耻骨联合明显增宽，少数耻骨完全未骨化，髋臼扁平，股骨颈发育不良，可有髋外翻或髋内翻，骨盆上口变形等；脊柱可见脊柱裂、椎弓发育不良及侧弯畸形等；四肢骨可表现为长骨细短或缺如(腓骨)，两端出现骨骺，腕骨发育滞迟，踝关节畸形等表现。

二、 治疗

本病无特殊治疗，应预防颅脑损伤，定期随访。若合并肢体关节畸形而影响功能活动，或锁骨残端压迫肱动脉或臂丛神经，需外科手术切除锁骨解除压迫行截骨术治疗。2、对牙颌畸形治疗需要正确的诊断和多学科如正畸医生、颌面外科医生以及修复医生等的综合治疗，定期随访，拍摄曲面体层片，以便及早发现新的多生牙并及早处理，以维持治疗效果的稳定，一般预后较好，健康状况良好，能胜任一般劳动甚至重体力劳动。

产前基因诊断的策略

已生育CCD患者的家庭如需要再生育，须避免再次生育CCD患者，胎儿的出生须有遗传学检查结果的保证。DNA诊断采用胎儿绒毛细胞、羊水中的胎儿脱落细胞抽提DNA，同时提取父母和先证者的外周血DNA进行检查和验证诊断。

产前诊断是在对先证者和父母进行分析、确定其突变后，通过胎儿材料（绒毛、羊水）的DNA分析，有针对性地检测胎儿是否存在与先证者相同的基因突变或缺失。因此在对CCD患者高危家系进行产前诊断之前，必须明确先证者RUNX2基因的致病突变。

绒毛标本在孕10-12周由妇产科提取，经挑选后送实验室，充分洗涤后提取绒毛DNA。羊水标本在孕17-20周由妇产科抽取，10-20ml羊水标本离心取沉淀后直接提取DNA。同时进行羊水细胞培养1-2周，让胎儿上皮细胞贴壁生长和增殖，去除母血细胞污染，提取DNA。

RUNX2基因全长130kb，由7个编码氨基酸的外显子组成。RUNX2基因的单碱基缺失和插入、无义突变、剪接位点突变以及错义突变均有报道。大片段缺失或染色体易位/倒位在CCD患者中出现较少。根据报道，有70%的CCD患者能够查出RUNX2基因的点突变，13%患者存在大片段或邻近缺失，而剩余17%患者病因尚不明确。

RUNX2基因突变存在热点区域，即该基因外显子1、2、3、5、7编码的蛋白质的3个重要功能域：谷氨酸一丙氨酸富集区(QA功能域)、runt功能域和脯氨酸一丝氨酸一苏氨酸富集区(PST功能域)，故一般需对RUNX2基因全部7个外显子进行突变筛查。

产前诊断的技术方法

对RUNX2基因行突变检测，根据文献已报道文献，用表20.1中所列引物对RUNX2的7个外显子进行扩增：



遗传咨询

1.  锁骨颅骨发育不全综合征为常染色体显现遗传，男女发病率均等，约有2/3患者有家族遗传性。

2.  若父母一方有病，则子女中1/2可以得病；若父母均为患者，则子女几乎都要患病；若父母中有一方患病而本人未患病时，则其子孙也不会患病。

3.  家族中携带致病基因的女性生育时须行产前诊断预防再生育类似患儿。

4.  般于孕9-12周采绒毛膜或16-20周采羊水或20-24周采胎儿脐带血进行检测。若先证者基因突变明确，则直接对胎儿进行该致病位点的突变检测。若先证者基因突变不明确可通过连锁分析的方法进行判断分析，发现致病位点，从而对胎儿进行该致病位点的突变检测。

5.  本病诊断不难，主要依据特殊症状、体征与多骨X线检查即可确诊。在必要时与佝偻病、短小症、软骨发育不全、可汀病、成骨不全及外伤有关的锁骨缺如畸形等疾病进行鉴别诊断。

质量控制

1.  抽取羊水时如果有母亲血液的污染，必需在羊水细胞培养后抽取DNA。抽取外周血时注意标本不能搞错，不能污染。

2.  使用的PCR扩增仪，水平电泳仪，紫外分析仪，37度水浴箱按照制造商规定的程序和频率进行维护，并对所进行的维护进行记录，写成文件。

3.  使用的试剂记录并确认配制或购买的时间，保存条件，使用期限，使用人等

4.  实验记录和操作规范准确记录实验时间，条件，情况和结果。遵守分子生物学实验必需的准则。特别注意PCR产物的污染问题。

5.  室内质量控制家系分析的同时，设立以往诊断明确的患者的阳性对照，正常人的阴性对照，每个实验结果至少重复2次，2次结果必需相符，否则重新采集样本及实验。

6.  结果的报告和保存应由2名经认证审批的专业技术人员签发，审核人必须具有副高以上专业技术职称。DNA样本和病例档案要长期保存。

7.  出生后验证对流产胎儿应尽量进行验证，重复诊断实验。新生儿出生后需随访验证，进行生化检测或者基因诊断，确认产前诊断结果的正确性。

参考文献

1. Cooper SC, Flaitz CM, Johnston DA, Lee B, Hecht JT. A nature history of cleidocranial dysplasia. Am J Med Genet. 2001; 104: 1-6.

2. Mandlos S. Cleidocranial dysplasia: clinical and molecular genetics. J Med Genet. 1999; 36: 177-182.

3. Gelb BD, Cooper E, Shevell M, Desnick RJ. Genetic mapping of the cleidocranial dysplasia (CCD)locus on chromosome band 6p21 to include a microdeletion. Am J Med Genet. 1995; 58: 200-205.

4. Mundlos S, Otto F, Mundlos C, Mulliken JB, Aylsworth AS, Albright S, Lindhout D, Cole WG, Henn W, Knoll JH, Owen MJ, Mertelsmann R, Zabel BU, Olsen BR. Mutations involving the transcription factor CBFA1 cause cleidocranial dysplasia. Cell. l997; 89: 773-779.

5. 王莹; 吴华; 张晓霞; 赵红珊; 冯海兰家族性锁骨颅骨发育不全的基因突变检测. 中华口腔医学杂志 2005; 40(6): 459-462.

6. Komori T, Yagi H, Nomura S, Yamaguchi A, Sasaki K, Deguchi K, Shimizu Y, Bronson RT, Gao YH, Inada M, Sato M,Okamoto R, Kitamura Y, Yoshiki S, Kishimoto T. Targeted disruption of Cbfa1 results in a complete lack of bone formation owing to maturational arrest of osteoblasts. Cell.1997; 89: 755-764.

7. Kim IS, Otto F, Zabel B, Mundlos S. Regulation of chondrocyte differentiation by Cbfa1. Mech Dev.1999; 80:159-170.

8. 左志刚, 胡敏. 锁骨颅骨发育不全综合征的病因、诊断和治疗. 现代口腔医学杂志 2009; 23(6): 655-657.

9. Ducy P, Zhang R, Geoffroy V, Ridall AL, Karsenty G. Osf2/Cbfa1: a transcriptional activator of osteoblast differentiation. Cell. l997; 89: 747-754.10.    Mandlos S. Cleidocranial dysplasia: clinical and molecular genetics. J Med Genet.1999; 36: 177-182.

11. Zhou G, Chen Y, Zhou L, Thirunavukkarasu K, Hecht J, Chitayat D, Gelb BD, Pirinen S, Berry SA, Greenberg CR, Karsenty G, Lee B. CBFA1 mutation an alysis and functional correlation with phenotypic variability in cleidocranialdysplasia. Hum Mol Genet.1999; 8:2311-2316.

12. Quack I, Vonderstrass B, Stock M, Aylsworth AS, Becker A, Brueton L, Lee PJ, Majewski F, Mulliken JB, Suri M, Zenker M, Mundlos S, Otto F. Mutation analysis of core binding factor A1 in patients with cleidocranial dysplasia. Am J Hum Genet.1999; 65:1268-1278.

13. Yoshida T, Kanegane H, Osato M, Yanagida M, Miyawaki T, Ito Y, Shigesada K. Functional an alysis of RUNX2 Mutations in Japanese patients with cleidocranial dysplasia demonstrates novel genotype-phenotype correlations. Am J Hum Genet. 2002; 71: 724-738.

14. Ogawa E, Inuzuka M, Maruyama  M, Satake M, Naito Fujimoto M, Ito Y, Shigesada K. Molecular cloning and characterization of PEBP2 beta, the  heterodimeric partner of a novel Drosophila runt-related DNA binding protein PEBP2 alpha. Virology.1993; 194: 314-331.

15. Zhang YW, Yasui N, Ito K, Huang G, Fujii M, Hanai J, Nogami H, Ochi T,  Miyazono K, Ito Y. A RUNX2/PEBP2 alpha A/CBFA1 mutation displaying impaired transactivation and Smad interaction in cleidocranial dysplasia. Proc Natl Acad Sci USA. 2000a; 97: 10549-10554.

16. Ahn MY, Huang G, Bae SC, Wee HJ, Kim WY, Ito Y. Negative regulation of granulocytic differentiation in the myeloid precursor cell line 32Dcl3 by ear-2, a mammalian homolog of Drosophila seven-up, and a chimeric leukemogenic gene, AML1/ETO. Proc Natl Acad Sci USA.1998; 95: 1717-1812.

17. Lutterbach B, Westendorf JJ, Linggi B, Isaac S, Seto E, Hiebert SW. A mechanism of repression by acute myeloid leukemia-1, the target of multiple chromosomal translocations in acute leukemia. J Biol Chem.2000; 275: 651-656.

18. Ning YM, Robins DM. AML3/ CBFalpha1 is required for androgen-specific activation of the enhancer of the mouse sex-limited protein (SLP) gene. J Biol Chem. 1999; 274: 30624-30630.

19. Sillence DO, Ritchie HE, Selby PB. Skeletal anomalies in mice with cleidocranial dysplasia. Am J Med Genet. 1987; 27: 75.

20. Selby PB, Bolch SN, Mierzejewski VS, McKinley TW Jr, Raymer GD.Synergistic interactions between two skeletal mutation in mice individual and combined effects of the semidominants cleidocranial dysplasia (CCD) and short digits (Dsh). J Hered. 1993; 84: 466.

21. Goodman RM, Tadmor R, Zaritsky A, Becker SA. Evidence for an autosomal recessive form of cleidocranial dysostosis. Clin Genet. 1975; 8: 20.

22. Otto F, Thornell AP, Crompton T, Denzel A, Gilmour KC, Rosewell IR, Stamp GW, Beddington RS, Mundlos S, Olsen BR, Selby PB, Owen MJ.Cbfa1, a candidate gene for cleidocranial dysplasia syndrome, is essential for osteoblast differentiation and bone development. Cell. 1997; 89: 765-771.

    关注 PrecisionMed丶GMCP