在一名患有严重生长迟缓、发育迟缓和畸形特征的7岁男孩中,发现了两个新的候选PCNT变异位点(c.5675A>G 和 c.9734G>T)。研究结果与一种非典型、疑似PCNT相关的原始性侏儒症表型一致。这两个变异位点目前仍被归类为意义未明的变异,有待进一步验证
病例报告
* These authors contributed equally
在一名患有严重生长迟缓、发育迟缓和畸形特征的7岁男孩中,发现了两个新的候选PCNT变异位点(c.5675A>G 和 c.9734G>T)。研究结果与一种非典型、疑似PCNT相关的原始性侏儒症表型一致。这两个变异位点目前仍被归类为意义未明的变异,有待进一步验证
一名7岁中国男孩表现为严重的产后生长障碍(7岁时身高<第3百分位)、全面性发育迟缓、中度智力障碍,以及特征性畸形面容,包括眼距过宽、睑裂短小、耳位低和鼻梁宽大。一次心电图检查显示校正QT间期处于临界状态(QTc = 450 ms)。未发现心律失常、延长QT间期的药物使用、电解质异常或相关家族性心脏病史。该发现需进行长期的心脏科随访,但不应将其解释为明确的长QT综合征。全外显子组测序在PCNT基因(NM_006031.5)中鉴定出两个新发错义变异:外显子28中的c.5675A>G(p.Glu1892Gly)和外显子45中的c.9734G>T(p.Arg3245Ile)。这两个变异均未在gnomAD、ExAC、1000基因组计划数据库及中国人群数据库中出现,符合ACMG标准PM2。尽管由于功能证据有限且in silico预测结果存在冲突,这两个变异被归类为意义未明的变异(VUS),但它们位于与原始性侏儒症相关的基因中,且临床表型部分符合小头骨发育不良性原始侏儒症II型(MOPD II)。然而,无法进行父母来源的分离分析,因此无法确认变异的相位关系,也不能确立隐性遗传病机制。这些结果支持在非典型原始性侏儒症表型中存在候选PCNT变异,并展示了全外显子组测序在遗传异质性生长障碍中生成可验证分子假说的应用价值。目前尚不能建立明确的分子诊断,孤立的临界QTc发现需要进一步的临床评估。
II型小头骨发育不良性原始侏儒症(MOPD II)是一种极为罕见的常染色体隐性遗传病(估计患病率<1:1,000,000),其特征为严重的宫内和出生后生长障碍、进行性小头畸形、骨骼发育不良以及独特的颅面部特征1,2。2008年,MOPD II在分子水平上被证实与PCNT基因(中心体周围蛋白)的双等位基因致病变异相关3。尽管已有上述遗传学特征描述,临床诊断仍具挑战性,原因在于表型异质性显著、表达具有年龄依赖性,且与其他原始侏儒综合征(如Seckel综合征和Meier-Gorlin综合征)存在大量重叠4。传统诊断方法若仅依赖临床标准,常导致结果不明确,尤其在尚未表现出完整表型谱的年轻患者中更为常见5。
全外显子组测序(WES)已成为诊断遗传异质性疾病的有力手段,相较于逐个进行的单基因检测,具有明显优势。WES能够同时检测超过20,000个蛋白编码基因,对先前未能确诊的生长障碍疾病可提供明确的分子诊断,诊断率约为25%–40%,从而显著缩短诊断周期6。与主要检测大片段结构变异的核型分析或染色体微阵列分析不同,WES能够高效识别单核苷酸变异(SNVs)以及小片段插入/缺失(InDels),这些变异可能是单基因疾病的基础7。在临床表现不明确的情况下,WES主要用于优先筛选候选变异,以供后续进行分离分析和功能验证,而非直接提供独立的确诊性分子诊断。这一策略尤为重要,因为PCNT基因具有广泛的突变谱,其众多变异分布于47个外显子中,且基因型与表型之间的关联尚不完全明确3。
本病例报告描述了一名7岁中国男孩,通过全外显子组测序(WES)鉴定出两个新的候选PCNT错义变异(c.5675A>G 和 c.9734G>T)。该患者表现为严重的出生后生长障碍、全面性发育迟缓以及特征性的颅面部畸形,但在初次评估时并未表现出明显的微小头畸形,而这一特征通常是典型MOPD II型的典型表现。尽管如此,MOPD II型仍是首要考虑的诊断,因为PCNT相关疾病中的微小头畸形常呈现年龄依赖性的进展过程,部分患者仅在儿童晚期或青春期才出现显著的头围增长减缓4。此外,严重身材矮小、特征性颅面特征、智力障碍以及骨骼成熟延迟的组合,与PCNT相关原始性侏儒症的核心表型谱高度一致。本病例凸显了WES在非典型临床表现中生成可验证分子假设的价值,并强调了长期表型监测在解决诊断不确定性中的重要性。
病例展示:
一名7岁男童因严重生长迟缓和全面性发育迟缓,于2019年4月转诊至长沙市妇幼保健院遗传科。该患儿父母身体健康,无近亲婚配史(父亲身高173 cm,母亲身高160 cm)。家族中无类似疾病史或近亲婚配史,但外祖母有糖尿病病史。
围产期病史显示,妊娠38周分娩,出生体重为2.5 kg。尽管最初的临床记录将此出生体重归类为正常,但其相当于同胎龄儿体重的约第10百分位,符合小于胎龄儿(SGA)的标准,而非典型MOPD II中常见的严重宫内生长受限。自幼儿期起,该患者即表现出显著的生后生长障碍,生长速度仅为每年2–3 cm。在7岁时(2019年4月),身高为103.5 cm(–4.04 SD),体重为16.7 kg(<第3百分位),枕额周径(OFC)为51.5 cm(Z评分:–1.2),依据2009年中国国家生长标准以及年龄和性别特异的OFC生长曲线图。
2019年4月进行了骨骼系统X线检查,包括左手和腕关节的前后位影像。由小儿放射科医师使用Greulich–Pyle图谱对影像进行解读,显示骨龄为6岁,而实际年龄为7岁1个月。骨骼检查未发现MOPD II型的典型骨骼异常,如股骨颈发育不良、干骺端增宽或腕骨骨龄提前。脑部磁共振成像(MRI)显示脑结构和髓鞘形成正常,无明显畸形,有助于排除其他导致严重生长障碍和神经发育迟缓的综合征性病因。
该患者表现出运动和语言发育里程碑延迟。在实际年龄为7岁1个月时,采用韦氏儿童智力量表(WISC)进行正式认知评估,得出全量表智力商数(FSIQ)为50。根据《精神障碍诊断与统计手册》第五版(DSM-5),该分数符合轻度至中度智力障碍(轻度:50–69;中度:35–49)。体格检查显示眼距过宽、睑裂短小、耳位低以及宽鼻梁。初次评估时未记录明显的微小头畸形。基线12导联心电图显示校正QT间期(QTc)处于临界值,为450 ms(图1A,B)。患者无晕厥、心悸或已记录的心律失常病史。未接触过延长QT间期的药物,血清电解质浓度在正常范围内,家族中无猝死或遗传性心律失常病史。建议复查心电图并进行正式的小儿心脏病会诊。

图1:患者初次临床评估时获得的代表性心电图(ECG)。(A) 标准12导联心电图,记录纸速为25 mm/s,定标为10 mm/mV。心电图显示为正常窦性心律,心率为97次/分钟。PR间期为116 ms,QRS波群持续时间为78 ms,采用Bazett公式计算的校正QT间期(QTc)为450 ms。(B) II、V5和V6导联的放大视图,突出显示T波形态和QT间期。注:该心电图代表在初次临床评估期间获得的一次基线记录。 请点击此处查看此图的放大版本。
内分泌评估证实骨龄延迟。生长激素激发试验显示生长激素峰值反应正常(12.39 ng/mL),排除生长激素缺乏为身材矮小的主要原因。甲状腺功能正常(TSH:1.76 mIU/L;FT4:21.93 pmol/L),垂体MRI显示形态正常(4.5 × 9.1 × 3.1 mm)。在此评估之后,于2019年7月28日开始重组人生长激素(rhGH)治疗,同时进行生活方式干预,包括优化膳食蛋白质摄入、规律跳跃运动(例如,跳绳)以及改善睡眠卫生。
利用外周血DNA进行的全外显子组测序(WES)在PCNT基因(NM_006031.5)中鉴定出两个新的错义变异:外显子28中的c.5675A>G(p.Glu1892Gly)和外显子45中的c.9734G>T(p.Arg3245Ile)。这两个变异在主要人群数据库中均未见记录(gnomAD、ExAC、1000基因组计划数据库以及中国特异的神舟基因组数据库)。计算机预测工具给出了不同的结果:SIFT预测c.5675A>G为有害变异,PolyPhen-2预测其可能具有破坏性(CADD PHRED评分:18.82);而c.9734G>T则被预测为可耐受或良性(CADD评分:7.87)。CNV-seq分析未发现致病性的拷贝数变异(图2)。根据ACMG/AMP指南,这两个变异均被归类为意义未明的变异(Variants of Uncertain Significance, VUS)。无法获得父母的DNA样本,因此未能进行家系共分离分析以确定两个变异的相位关系。

图2:拷贝数变异测序(CNV-seq)分析。 该全基因组CNV-seq图谱由患者外周血DNA测序数据生成。横轴表示基因组坐标(染色体1–22、X和Y),纵轴表示log2测序深度比值。水平虚线表示拷贝数增加(>0.3)和拷贝数减少(<–0.3)的阈值。未发现高于100 kb检测阈值的染色体非整倍性或致病性拷贝数变异。 请点击此处查看此图的放大版本。
诊断、评估与方案:
全面的临床、影像学、内分泌、心脏及基因组学评估支持诊断为疑似PCNT相关原始性侏儒症,其特征与小头骨发育不良性原始性侏儒症II型(MOPD II)重叠。诊断评估包括标准化人体测量、显示全面发育迟缓和中度智力障碍的神经发育评估、基线12导联心电图、骨骼系统检查、内分泌评估、脑部磁共振成像(MRI)、拷贝数变异测序(CNV-seq)以及全外显子组测序(WES)(图3)。CNV-seq排除了致病性拷贝数变异及大片段染色体异常,而WES在PCNT基因中鉴定出两个候选错义变异。根据ACMG/AMP指南,这两个变异均被分类为意义未明变异(VUS)。由于无法获得父母的DNA样本,无法进行分离分析以确定这两个变异是否处于反式排列,因而无法确认隐性遗传的分子诊断。

图3:脑部磁共振成像(MRI)显示颅内结构正常。(A)矢状位T1加权增强图像,显示中线颅内结构及脑干无异常强化。 (B)冠状位T1加权增强图像,显示脑实质及鞍区无颅内占位性病变证据。 请点击此处查看该图的放大版本。
在初步评估后,于2019年7月28日开始启动重组人促生长激素(rhGH)治疗,同时进行生活方式干预,包括优化膳食蛋白质摄入、规律进行跳跃运动(如跳绳)以及改善睡眠卫生。针对该家系目前的VUS分类、常染色体隐性遗传病相关的理论再发风险,以及可选的生殖方案(包括产前诊断和胚胎植入前遗传学检测),已为其提供了遗传咨询。
由于目前尚无针对PCNT相关疾病的治愈性疗法,长期管理的重点在于多学科监测。鉴于MOPD II患者存在包括烟雾病在内的 cerebrovascular 并发症风险,根据已发表的血管监测建议,推荐从5岁开始每年进行一次脑部磁共振血管成像(MRA)。建议重复进行12导联心电图检查,并接受正规的小儿心脏病学评估,以确定临界QTc间期是否可重复出现。在评估时无需药物干预,但如果出现持续性QTc延长(>460 ms)或有症状的心律失常,则需重新考虑用药。同时建议继续进行内分泌随访、发育评估、言语治疗、作业治疗以及个体化的教育支持。由于生长激素治疗在PCNT相关疾病中疗效尚不明确,且存在理论上的血管风险,因此应谨慎持续评估其使用。
由于该患者在2019年初次评估后失访,无法获得纵向随访数据。因此,后续的内分泌监测(包括重组人生长激素疗效和胰岛素样生长因子1(IGF-1)浓度评估)、发育进展、重复心脏评估以及进一步的遗传咨询均未能记录。长期临床病程及对治疗的反应因而尚不明确。
由于无法获得父母的DNA样本进行分离分析,且缺乏用于确定所发现PCNT变异体生物学效应的功能研究,诊断评估受到一定限制。因此,无法确定这两个变异体的相位(顺式或反式),无法证实是否为复合杂合状态,两个变异体目前仍被归类为意义未明的变异体(VUS)。此外,全外显子组测序无法排除位于深内含子区域或调控区域的致病性变异体;因此,在后续研究中可考虑进行全基因组测序。鉴于已知PCNT相关疾病存在脑血管和代谢并发症的风险,长期多学科随访监测仍属必要。
本研究严格遵循《赫尔辛基宣言》进行,并经长沙市妇幼保健院伦理委员会批准 &;儿童保健(批准号:CSSFYBJYEC-SOP-005-F07V2.0)。已从患者父母处获得书面知情同意,同意其子女参与本研究以及临床数据和相关图像的发表。本论文中所呈现的所有患者数据和图像均已严格去标识化,以保护患者隐私。本方案中使用的研究工具列于下文 材料表
1. 初始临床评估与表型特征分析
2. 心血管与骨骼评估
3. 遗传学诊断检查
4. 鉴别诊断框架
全面的临床评估和基因组分析确定了一个与疑似PCNT相关原始性侏儒症相符的分子和表型特征。全外显子组测序(WES)在PCNT基因(NM_006031.5)中鉴定出两个新的错义变异:外显子28中的c.5675A>G(p.Glu1892Gly)和外显子45中的c.9734G>T(p.Arg3245Ile)。拷贝数变异测序(CNV-seq)未发现高于100 kb检测阈值的致病性拷贝数变异或染色体非整倍性(图2)。
将这些变异体归类为“新发”是基于它们在主要人群数据库(gnomAD、ExAC、1000基因组计划数据库以及中国特有的神州基因组数据库)、ClinVar数据库、疾病特异性数据库(例如PCNT基因的LOVD数据库)以及分析时可获取的已发表文献中均未见报道。计算机预测分析结果存在分歧。c.5675A>G变异的CADD PHRED评分为18.82,SIFT预测其具有有害性;而c.9734G>T变异的CADD评分为7.87,SIFT预测其可耐受或为良性。利用UCSC基因组浏览器进行的PhyloP和multiz比对分析显示了不同的进化保守模式。Glu1892残基在100种脊椎动物物种中高度保守(PhyloP评分:4.88),而Arg3245残基仅在灵长类中严格保守,在其他哺乳动物谱系中则表现出更高的变异性。利用UniProt进行的蛋白质结构域定位分析显示,这两个变异均位于pericentrin蛋白的中央卷曲螺旋杆状结构域内。
临床上,该患者表现出严重的出生后生长障碍,在初次评估时身高为103.5 cm(–4.04 SD),低于第3百分位rd 按年龄百分位。神经发育评估显示全面性发育迟缓,全量表智力商数(FSIQ)为50。体格检查发现眼距过宽、睑裂短小、耳位低及鼻梁宽。心电图检查显示单次临界校正QT间期(QTc450 毫秒(ms)图1A,B).
根据ACMG/AMP指南以及表1中总结的证据,两个PCNT变异均被分类为意义未明变异(Variants of Uncertain Significance, VUS)。
| 变异 | HGVS命名法 | 应用的ACMG标准 | 证据摘要 | 最终分类 | ||
| 变异1 | NM_006031.5:c.5675A>G p.(Glu1892Gly) | PM2, PP3 | PM2:在人群数据库中未见(gnomAD、ExAC、1000基因组计划数据库以及中国特有的神州基因组数据库)。PP3:基于SIFT和CADD PHRED评分(18.82)的计算分析支持其具有有害效应。PhyloP和multiz比对分析显示Glu1892残基具有高度进化保守性(PhyloP评分:4.88)。 | VUS | ||
| 变异2 | NM_006031.5:c.9734G>T p.(Arg3245Ile) | PM2, PP3 | PM2:在人群数据库中未见(gnomAD、ExAC、1000基因组计划数据库以及中国特有的神州基因组数据库)。PP3:计算分析提供的证据有限。尽管灵长类中的进化保守性和结构评估提示可能影响中心卷曲螺旋结构域,但CADD评分(7.87)和计算机预测结果不足以支持将其归类为致病性变异,仍维持VUS分类。 | VUS | ||
| 缩写:ACMG,美国医学遗传学与基因组学学会;CADD,联合注释依赖性耗竭评分;HGVS,人类基因组变异协会;PM2,未见于人群数据库;PP3,计算证据;VUS,意义未明变异。 | ||||||
表1:鉴定出的PCNT变异的ACMG/AMP分类。 通过全外显子组测序鉴定出的两个PCNT错义变异的汇总,包括HGVS命名、应用的ACMG/AMP标准、支持证据以及最终的变异分类。
本病例报告描述了一名携带 PCNT 基因两个新型错义变异(c.5675A>G/p.Glu1892Gly 和 c.9734G>T/p.Arg3245Ile)的7岁中国男孩。该患儿表现为严重的出生后生长障碍(7岁时身高103.5 cm,–4.04 SD)、全面性发育迟缓、智力障碍(韦氏智力测验全量表智商为50)以及特征性颅面部畸形,但缺乏经典MOPD II型的若干典型特征。与经典的诊断表型相比,该患者未表现出严重的宫内生长受限(出生体重2.5 kg,归类为小于胎龄儿)、特征性骨骼发育不良或明显的微小头畸形。骨骼评估显示骨龄延迟(6年),但无特征性影像学异常;在初次评估时,经年龄和性别校正的枕额周径仍高于微小头畸形的诊断阈值(Z评分:–1.2)。此外,CNV-seq分析未发现任何致病性拷贝数变异或超过100 kb的染色体非整倍性,支持后续对单基因病因的进一步评估。
尽管该表型不同于MOPD II的经典诊断标准,PCNT相关疾病表现出显著的表型异质性和年龄依赖性的表达特征。既往的队列研究显示,小头畸形和骨骼表现可能较轻微,或在儿童晚期或青春期才变得更加明显;部分患者主要表现为严重的出生后生长障碍和特征性颅面部特征,而无典型的宫内生长受限或骨骼发育不良3,4。因此,这些发现应被理解为一种非典型的、疑似PCNT相关的原始性侏儒症表型,其特征与MOPD II存在重叠,而非经典MOPD II的明确诊断。
尽管存在明显的身材矮小,但观察到正常的生长激素峰值反应(12.39 ng/mL),这与目前的认识一致,即PCNT相关疾病中的生长障碍主要与骨骼发育和生长板功能异常有关,而非垂体激素缺乏。这一发现进一步强调了对严重身材矮小且内分泌检查正常的患者进行全面基因组评估的重要性。
针对这两个 PCNT 变异体所获得的不同 in silico 预测结果,揭示了计算方法在评估大型多结构域蛋白错义变异致病性方面的局限性。其中,c.5675A>G 变异体在致病性方面获得了更强的计算支持(CADD PHRED 得分为 18.82;SIFT 预测为有害),而 c.9734G>T 则始终被预测为可耐受或良性(CADD 得分为 7.87)。这些结果表明,仅依靠计算预测不足以对变异体进行分类,尤其是对于具有复杂结构和功能结构域的大型支架蛋白。由 PCNT 编码的 pericentrin 是一种关键的中心体支架蛋白,参与有丝分裂纺锤体的组织、DNA 损伤应答以及细胞周期调控8。实验研究进一步表明,pericentrin 的缺失会破坏中心粒在纺锤极的关联,导致中心粒过早分离和中心体异常9。
一次心电图检查显示校正后的QT间期处于临界值,为450 ms。该发现未伴随任何症状、电解质异常、暴露于延长QT间期的药物,或遗传性心律失常家族史10。尽管实验研究提示中心体蛋白在心血管生物学中可能发挥作用,包括调控血管平滑肌细胞和心肌细胞的细胞周期,但该患者观察到的临界QTc的临床意义仍不明确11。需要重复进行心电图检查、动态心电监测以及正式的小儿心脏病学评估,以确定该发现是否可重复且具有临床相关性12。
在解读本病例时,应考虑若干局限性。由于本报告仅涉及单个患者,研究结果无法确立明确的基因型–表型关系。未能获得患者父母的DNA样本,因此无法进行分离分析,也无法确认两个PCNT变异的反式构型。因此,复合杂合性未能得到证实,这两个变异仍被归类为意义未明的变异(VUS)。未开展评估这些变异生物学效应的功能研究,导致其分子后果尚不明确。尽管全外显子组测序(WES)可广泛覆盖编码区域,但仍不能排除位于深部内含子或调控区域的致病性变异。此外,由于患者在初次评估后失访,缺乏纵向随访数据,无法评估治疗反应、发育结局以及进行重复的心脏评估。
尽管存在这些局限性,外显子28和45中候选变异的鉴定为不断扩展的PCNT相关疾病谱提供了额外的临床和分子信息,并凸显了对严重生长迟缓和发育迟缓患者进行全基因组检测的价值4。这些发现还支持多学科综合管理,包括根据已发表的血管监测建议对血管并发症进行监测10,以及对观察到的QTc间期临界延长持续进行心脏科随访。遗传咨询应明确传达目前该变异为意义未明(VUS)的分类状态,并说明在获得进一步的共分离或功能证据之前,其致病性尚不明确。未来的研究应集中于利用患者来源的成纤维细胞对这些变异进行功能表征,以评估中心体定位及有丝分裂纺锤体缺陷13,在更大规模的PCNT队列中系统开展心脏评估,以及通过ClinVar等数据库持续共享数据,以促进未来变异的分类。
作者无任何利益冲突需要披露。
作者感谢患者及其家属参与本研究,并同意发表该病例报告。作者同时感谢长沙市妇幼保健院临床遗传学团队在患者诊疗和表型特征分析方面的贡献,以及医学遗传学中心实验室工作人员在全外显子组测序技术上的支持。本研究由国家自然科学基金(项目编号:82301845)和湖南省自然科学基金(项目编号:2024JJ40187)资助。资助机构在研究设计、数据收集、数据分析、发表决定及稿件撰写过程中均未参与。
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 12导联心电图仪 | GE Healthcare | MAC 5500 HD (软件 v2.0) | 心脏评估和QT间期测量 |
| ABI 3730xl基因分析仪 | Applied Biosystems | 固件 v3.0 | Sanger测序验证 |
| ANNOVAR | 费城儿童医院(CHOP) | v2021-02-01 | 变异注释 |
| BigDye Terminator v3.1循环测序试剂盒 | Thermo Fisher Scientific | 货号 4337456 | Sanger测序反应 |
| BWA-MEM | Broad研究所 | v0.7.17 | 序列比对 |
| ClinVar | 美国国家生物技术信息中心(NCBI) | 2026年6月访问 | 临床变异数据库 |
| 联合注释依赖性损耗(CADD) | 华盛顿大学 | v1.6 | 计算机预测致病性 |
| 数字化X线摄影(DR)系统 | 西门子医疗(Siemens Healthineers) | Ysio Max(syngo.via v4.0) | 骨骼检查和骨龄评估 |
| Ensembl变异效应预测器(VEP) | EMBL-EBI | v104 | 变异注释 |
| GATK HaplotypeCaller | Broad研究所 | v4.2.6.1 | 变异检测 |
| 基因组聚合数据库(gnomAD) | Broad研究所 | v2.1.1 / v3.1.2 | 群体频率数据库 |
| GRCh38/hg38参考基因组 | 基因组参考联盟(Genome Reference Consortium) | 第38版,第13个补丁 | 序列比对参考 |
| 低通全基因组测序文库制备试剂盒 | Berry Genomics | 商业提供 | CNV-seq文库制备 |
| NovaSeq 6000测序系统 | Illumina | 试剂盒 v1.5(300个循环) | 全外显子组测序 |
| PolyPhen-2 | 哈佛医学院 | v2.3.10 | 计算机预测致病性 |
| QIAamp DNA血液小型试剂盒 | QIAGEN | 货号 51104 | 基因组DNA提取 |
| SIFT | J. Craig Venter研究所 | v5.2.2 | 计算机预测致病性 |
| SureSelect人类全外显子V6试剂盒 | Agilent Technologies | 货号 G9904B | 外显子捕获和文库制备 |