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矮身高的遺傳學評價(上)


時間: 2018/4/11 10:11:06 瀏覽量:3975 字號選擇: 分享到:


J.M WIT, M.D, Ph.D (Professor emeritus of pediatrics); W. KiessM.D, Ph.D (Professor of pediatrics) ;  P. Mullis, M.D, Ph.D (Professor of pediatric endocrinology)

                                                                                               

摘要:在對矮身高兒童進行適當?shù)牟∈?、生長分析和身體檢查后,進行放射線和實驗室篩查,臨床醫(yī)生可決定進行遺傳學檢測。我們提出了幾種用來確立診斷的臨床程序。嚴重單純生長激素缺乏和陽性家族史的兒童應當檢測GH1和GHRHR。幾個基因缺陷可能引起多種垂體功能減退,其中最普遍的是PROP1和POU1F1。

GHR, STAT5B, IGF1, IGFALS 遺傳缺陷可能引起GH抵抗,所有這些基因都有特定的臨床和生物化學特征。IGF1R雜合子缺陷可見IGF-I抵抗。如果除矮身高外,存在其它畸形,應當與已知的畸形綜合癥相比較。如果不能確定明顯的候選基因,可以采取全基因組方法檢測缺失,重復和/或單親二體性。

(Best Practice & Research Clinical Endocrinology & Metabolism, 2011, 25(1):1-17.)

                                                                                            

關鍵詞:矮身高, 生長, 生長激素, GH1, GHRHR, IGF1, GHR, STAT5B, IGFALS, IGF1R, SHOX

矮身高遺傳學評價縮寫詞.jpg

前言

矮身高是轉診到兒科內分泌兒童相對常見的原因。對臨床醫(yī)生的挑戰(zhàn)是,要在病人可接受的費用、防止不必要的檢查過程情況下,面對許多可能的矮身高病因而進行診斷檢查。這個過程的步驟包括:1)社區(qū)公共衛(wèi)生機構或全科醫(yī)生的轉診標準;2)詳細的病史、身體檢查和生長分析;3)有目的的或篩查性放射學檢查;4)有目的的或篩查性實驗室分析;5)如果需要,評價GH敏感性。在以前文章中,我們基于證據的轉診標準,綜述了診斷檢查指南和特定的放射學檢查,因此,在本文中不再討論這些問題。


如果臨床醫(yī)生懷疑有遺傳疾病,那么下一步就是遺傳學檢查。遺傳學檢查顯然依據于生長的遺傳學控制。在全基因組關聯(lián)研究(GWAS)時代以前,遺傳控制的信息只能夠依賴于臨床和實驗室檢查。GWAS證明,參與調節(jié)生長的基因至少在50以上,還可能更多,因此許多矮身高變異體是因多種基因所致。目前的技術尚不能進行檢測,因而集中于矮身高的單基因病因。


在本綜述中,報告在現(xiàn)階段醫(yī)生所能夠應用的方法,所使用的是被普遍命名為“候選基因法” 方法。但是,如果無特定基因線索,就要考慮使用?陣列比較基因組雜交(array comparative genomic hybridization,Array-CGH)的全基因組方法。


在本文中,我們首先討論決定基因檢測的重要要素,然后根據我們以前的提議,報告診斷矮身高的程序和最近的臨床指南。此后,討論可能為GH缺乏病人的遺傳學檢查。接下來,報告畸形綜合癥,并簡短討論目前的診斷手段,對主要問題進行總結。


病史、身體檢查、放射學和實驗室篩查

由病史獲得的信息可得到關于縮小鑒別診斷范圍的有價值的信息。例如,低出生體重/出生身長(持久性矮身高的小于孕齡兒)表現(xiàn)出的問題是,GH/IGF-I軸(IGF-I, IGF-II, IGF1R)處于正常分布的下半區(qū)。低出生大小兒童矮身高鑒別診斷很不同于正常出生大小的兒童,因此,對于臨床程序來說,這一點是重要的。詳細的營養(yǎng)狀況,心理學和藥物史可能指向營養(yǎng)不良、或心理的或是醫(yī)源性的矮小癥。在評價矮身高兒童時,身高和青春期發(fā)育家族史也是重要的。因此,也要搜集父母和兄弟姐妹的身高資料,如果可能,也要搜集祖父母的資料,甚至在可能的情況下,應當由訓練人員實際測量,因為自己報告身高可能不準確。此外,應當詢問母親的初潮年齡,以及估價父親青春期晚(兒童期矮,青春期生長突增晚,比同伴的生長期長,刮胡須晚)的可能性。對于“體質性生長和青春期延遲” (CDGP)臨床綜合癥的估價,這些信息是重要的,根據專家討論和共識會議的意見,青春期之前CDGP表現(xiàn)為非家族性矮身高(ISS)。


身體檢查的結果可得出可能的診斷,例如特納綜合癥和其它許多綜合癥的不同程度的畸形特征,GH缺乏或抵抗的典型特征,甲狀腺機能減退所見的低心率和干性皮膚。在同性別、種族生長標準圖表上評價生長曲線可能提示某些生長疾病。生長曲線的重要基礎是與人群標準相比較(最好以SDS表示),與靶身高比較,以及生長速度(表示為身高SDS或身高速度SDS的變化)。


除了身高外,其它生長學指標對于鑒別診斷也很重要。身高別體重或以BMI表示的體重也是評價繼發(fā)性生長疾病重要指標。低BMI可能提示營養(yǎng)不足和慢性疾病,而在青少年甲狀腺機能減退、庫欣氏綜合癥、獲得性GH缺乏(例如顱咽管瘤)或類固醇藥物治療同時可見生長延遲和身高別體重的增加。頭圍是重要的身體檢查部分,因為嚴重遺傳性疾病與小頭畸形(頭圍低于-2SDS)有關,徹底地身體比例檢查是必須的。在美國,通常測量下體節(jié),但這個指標不如測量坐高準確,坐高是歐洲和其它國家常用的參數(shù)。我們建議測量坐高,并將坐高∶身高比例與最近的人群標準比較。許多原發(fā)性生長疾病以坐高/身高比例或臂展/身高比例異常為特征。前臂的測量對于SHOX單倍體不足的可能性是有價值的。


在病史和身體檢查后,通常要進行放射學和實驗室篩查。手腕X線片是評價矮身高的標準化過程,與生活年齡相比的骨齡延遲程度在鑒別診斷中有重要的作用。傳統(tǒng)上以圖譜法評價骨齡,但最近出現(xiàn)了自動化的方法。使用這種X線片,也可以發(fā)現(xiàn)其他生長疾病的跡象,例如Leri–Weill軟骨骨生成障礙的馬德隆畸形(SHOX缺失)。如果身體比例異常,則指出了要進行全面的骨調查,正如最近文獻所綜述。


最近已經綜述了矮身高兒童篩查目的的實驗室調查。其主要目的是診斷或排除繼發(fā)性生長疾病,但血清IGF-I和IGFBP-3是決定診斷GH-IGF-I軸的診斷方法的基礎。在低血清IGF-I并有正常GH分泌的情況下,應當使用IGF-I生成試驗檢查GH敏感性。但是,其診斷價值仍然不確定。甲狀腺功能試驗可能發(fā)現(xiàn)獲得性甲狀腺疾病,例如自身免疫性Hashimoto甲狀腺炎,以及遺傳異常,例如甲狀腺激素抵抗。普遍認為,在實驗室篩查階段,對矮身高女孩應進行血液淋巴細胞核型檢查,以診斷或排除特納綜合癥。如果發(fā)現(xiàn)強烈懷疑有特納綜合癥女孩的核型正常,可進行其它組織的核型檢查,例如皮膚的成纖維細胞。對于男孩也應當考慮進行核型檢查,因為45X/46XY鑲嵌現(xiàn)象與矮身高有關,特別是存在生殖器異常的情況下。


矮身高的全面診斷方法

    在遺傳學方法迅速發(fā)展的時代,任何一種所提出的遺傳檢驗臨床程序的明顯風險是,在其發(fā)表之前就已經過時了。對于矮身高兒童全面的遺傳學評價,我們按照最近美國遺傳醫(yī)學學會(ACMG)指南,根據我們以前的程序和其它考慮做了少量修改?,F(xiàn)在的方案見圖1。

矮身高遺傳學評價的診斷程序.jpg

開始點是那些病史、身體檢查、放射學和實驗室檢查未能提供清晰診斷線索的兒童。這樣線索的例子通常是免疫缺陷的感染提示(結合是否嚴重矮身高,可能指向GH缺乏亞型或STAT5B缺陷),以及FSH升高提示特納綜合癥或混合型性腺發(fā)育障礙,等等。在這種情況下的矮身高定義,在大部分病例使用身高SDS<-2,但如果使用更低的矮身高界值點,發(fā)現(xiàn)矮身高遺傳性病因的概率是較高的。在本文中的GH-IGF-I軸的程序中,我們提議除了IGFALS缺陷外,使用-2.5SDS的界值點。然而,臨床醫(yī)生應當了解,兒童身高SDS與靶身高之間的距離可能是更好地疾病預測指標,正如在特納綜合癥所證實的那樣。


這種程序的第一步是確定兒童的臨床特征是否只有矮身高,或者說是否有其它身體和發(fā)育的缺陷。然后,在程序的兩支路中,身體比例是進一步檢測的路標。對于單純成比例的矮身高,下一步是生長障礙開始出現(xiàn)的時間,即是否在子宮內開始(出生體重和/或身長<-2SDS,小于孕齡兒,SGA)或是較晚開始(出生大小適于孕齡,AGA)。子宮內生長由獨立于GH的IGF-I所決定,意味著GH缺乏或抵抗的兒童在子宮內可分泌IGF-I,通常為AGA出生(雖然比平均數(shù)稍輕和稍矮)。因此AGA出生的成比例矮身高的兒童可進一步檢查GH-IGF-I軸的上半部分(表1為GH缺乏;表2為GH抵抗和圖2)或是IGFALS缺陷(表3)。但是,大部分兒童發(fā)現(xiàn)無病因,診斷為特發(fā)性矮身高(idiopathic short stature,ISS)。SGA出生的矮身高兒童可能具有GH-IHG-I軸下半部分的缺陷:IGF1, IGF2 或IGF1R(表3,圖3),或特別是否存在其它發(fā)育缺陷-IUGR綜合癥的一種表現(xiàn)。但是,在大部分情況下可能得不出最終診斷。


對于不成比例的、無其它發(fā)育缺陷的矮身高,非常可能存在某種骨發(fā)育不良/骨發(fā)育不全,應當進行骨調查分析,以得出特定的診斷。對于最近的有選擇的骨發(fā)育異常表,我們參照ACMG實踐指南。如果骨調查沒有發(fā)現(xiàn)異常,可檢測SHOX或FGFR3。


如果除成比例的矮身高外,還有其它身體或發(fā)育缺陷,可能存在某種綜合癥。表4列出了修改的矮身高的綜合癥列表和ESPE兒科內分泌疾病的分類。


如果不能鑒別出綜合癥,可以考慮全基因組ANP-陣列或陣列CGH。使用這些技術可以檢測小部分缺失或重復,以及單親二體。如果發(fā)現(xiàn)基因組變異體數(shù)據庫內不存在的拷貝數(shù)變異體(copy number variant,CNV),下一步通常是進行父母或兄弟姐妹的陣列分析。如果矮身高以CNV遺傳,可進一步研究引起臨床結果的基因。如果在調查研究中,對單純矮身高兒童DNA進行了SNP-陣列分析,約有5-10%的兒童無明顯的發(fā)育缺陷、缺失、復制或單親二體。

生長激素缺乏的遺傳病因.jpg

表2生長表現(xiàn).jpg

圖2.jpg

表3.jpg

圖3.jpg

表4.jpg


注:由于原文篇幅較長,關于生長激素缺乏的遺傳學評價、生長激素抵抗的遺傳學評價、IGF-I抵抗的遺傳學評價、畸形綜合癥的遺傳學評價、實驗室方法、臨床程序等內容,將在《矮身高的遺傳學評價(下)》中闡述。


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