2個GHR錯義突變的複合雜合度在一位受Laron綜合征影響的患者中:一例報告

背景

生長激素受體(GHR)基因的突變通常與Laron綜合征的發病機製有關，這是一種常染色體隱性遺傳疾病，其特征是嚴重的生長遲緩。從生物化學角度來看，患者的循環生長激素水平從正常到高，IGF-I水平非常低或無法檢測到，在rhGH治療後，IGF-I水平不會上升。

案例展示

我們描述了一例3.8歲的女孩，對稱矮小(−3.76 SDS)，低IGF-1和IGFBP-3，在正常GH水平存在。父母不是親戚，也沒有矮小的家族史。在出生的第二天，她出現了嚴重的低血糖，需要輸注葡萄糖。她表現為額前凸起和鼻梁凹陷。IGF-1代試驗無反應，提示生長激素抗性證據。在Laron綜合征的假設下，我們決定對生長激素受體(GHR)基因進行分子分析。這一分析表明，患者是複合雜合子的兩個錯義突變。

結論

GHR基因突變是GH不敏感的一個很好的原因。在雜合子患者中，正常身高可能是通過GH分泌或信號傳導的代償機製實現的。相反，在純合或複合雜合患者中，這些代償機製是不充分的，結果可能是身材矮小。

生長激素受體(GHR)是屬於細胞因子受體超家族的I型跨膜糖蛋白[1］．人基因定位於染色體5p13.1-p12，由10個外顯子組成，其中外顯子1和外顯子10的大部分為非翻譯區，外顯子2的大部分編碼信號肽[2，3.］．信號肽(殘基1-18)隨後從含有638個氨基酸的成熟蛋白中去除[4］．特別是GHR基因的外顯子2-7編碼於受體的細胞外區域，參與GH激素結合，外顯子8編碼於跨膜區域，外顯子9-10編碼於細胞質區域，激活JAK-STAT信號通路[5，6］．GHR在細胞表麵以二聚體的形式表達，單個GH分子可依次結合兩個GHRs胞外結構域，並誘導受體發生構象變化，這對信號轉導至關重要[7］．

由GHR基因異常引起的GHR蛋白缺陷已被證明可導致經典生長激素不敏感或Laron綜合征的臨床表型[5，8］．第一種臨床表現為嚴重的出生後生長失敗和麵部畸形，生化表現為循環生長激素濃度正常到升高，但循環胰島素樣生長因子1 (IGF-1)和胰島素樣生長因子結合蛋白3 (IGFBP-3)缺乏[9］．Laron綜合征是一種常染色體隱性遺傳疾病，其特征是嚴重的生長遲緩(身高−3到−10的標準差評分[SDS])，小顱骨伴麵部骨骼發育不全，肩峰和有機器官少血症，肥胖和生殖功能低下。此外，在存在低到無法檢測到的IGF-I水平時，循環GH水平較高，在短期或長期服用rhGH後，IGF-I水平不會上升。拉倫綜合征的唯一治療方法是每天服用rhIGF-I [10］．

在這篇報告中，我們描述了一個兒童轉到我們的兒科內分泌科，因為嚴重的生長失敗，存在低IGF-1和IGFBP-3，但GH水平正常。排除生長激素缺乏症後，我們對GHR基因序列進行了直接測序。這一分析表明，患者是複合雜合子的兩個錯義突變。特別是，其中一個突變涉及蛋白質的第一個翻譯起始密碼子。因此，受體的正確表達將很可能被抑製，可能導致所觀察到的Laron表型。

我們報告一個3.8歲的女孩誰被提到我們的兒科內分泌科矮小。第一次評估時，她隻有1.6歲。患者身高呈對稱性矮小，身高72.5 cm(−2.58 SDS)，坐姿高度46.1 cm(−2.3 SDS)，坐姿高高比0.63 (0 SDS)，體重8.2 kg(−3.15 SDS)，頭圍46.8 cm (+0.31 SDS)。她還沒到青春期。麵部特征包括前額隆起和鼻梁凹陷。沒有其他明顯的先天性異常(圖。1)．肩胛下皮褶18.4 mm，三頭肌皮褶12.5 mm。

3.8歲時的身體表現

全尺寸圖像

她出生於妊娠36 + 5周，其特征是妊娠期糖尿病。新生兒體重2900 g (AGA)，體長47.7 cm (AGA)，頭圍33 cm (AGA)， Apgar評分9/10。在出生的第二天，她出現了嚴重的低血糖，需要輸注葡萄糖。父親與母親無親緣關係，身高比例正常，母親身高162厘米，父親身高180厘米(目標身高164.5厘米)。家庭成員(獨生子女)中沒有身材矮小的病例。父母來自意大利北部和西西裏島。

生化、血計數、肌酐、肝功能、電解質、尿液評估和乳糜瀉血清學篩查均正常。她的血清基礎生長激素水平為11.57 ng/ml，葡萄糖水平為59 mg/dl, IGF-1為19.1 ng/ml(−2.7 SDS)， IGFBP-3為0.7 mcg/ml(2.0-4.5)。

通過連續4天給予0.033 mg/kg/天的rhGH，我們未能檢測到標準IGF-1代試驗的陽性反應[IGF-1 d0: 13.6 ng/ml(−2.6 SDS);IGF-1 d4: 8.4 ng/ml(−2.8 SDS)]，表明GH抗性。

圖中顯示了對身高的Auxological隨訪。2．

Auxological隨訪-女性身高年齡WHO 2006

全尺寸圖像

3.8歲時，身高85.9 cm(−3.76 SDS)，體重11.9 kg(−2.42 SDS)，頭圍50 cm (0.52 SDS)，生長速度偏轉5.29 cm/年(−1.80 SDS)。基礎IGF-1水平為32 ng/ml(−2.28 SDS)， IGFBP-3水平為0.8 mcg/ml(2.0-4.5)。在高劑量rhGH (2.8 mg/mq/die: 1.6 mg/die，持續7天)後，刺激的IGF-1水平為62.0 ng/ml(−1.78 SDS)和IGF1BP-3 0.9 mcg/ml(2.0-4.5)。我們決定開始使用rhIGF-1 (0.5 mg每天兩次s.c: 0.04 mg/kg/每天兩次)。

在一例Laron綜合征的假設中，我們對GHR基因的完整編碼序列進行了直接測序，發現存在兩個雜合變異。第一個是外顯子2的第一個密碼子中腺嘌呤向鳥嘌呤的轉變(c.1A > G)引起的錯義突變。考慮到，這種替代涉及蛋白質的翻譯起始密碼子(蛋氨酸)，受體的正確表達將被必要地抑製。第二個變異是c.307G > A取代，導致GHR序列第5外顯子103位的氨基酸天冬氨酸被天冬酰胺殘基(p.D103N)取代。這一取代涉及高度保守的天冬氨酸103，正如polyphen2計劃預測的那樣(http://genetics.bwh.harvard.edu/pph2)，它可能會對GHR功能造成破壞性影響。由於在她女兒身上發現了這些變異，父母對GHR基因突變進行了分子分析。直接測序表明，第一個密碼子突變的父親是雜合的，而p.D103N變異的母親則是雜合的。

GHR序列的雜合突變經常在特發性矮小兒童中被發現，當排除其他原因時，這些突變應被考慮在內[11，12，13］．拉倫綜合征是一種遺傳性疾病，其特征是不能對內源性或外源性GH作出反應。這種疾病的特征是出生後嚴重的生長失敗，顱麵比例失調，血清GH升高和低/無法檢測到的IGF-I水平對rhGH管理沒有反應[3.，14］．

在我們的患者中，在IGF-1生成測試期間，高劑量的rhGH顯示了對IGF-1產生的部分反應，這可能反映了她生命最初幾年的輕度表型[15，16］．第三年後，由於代償機製失效，患者生長速度偏轉，身材矮小，需采用IGF-1替代治療，以超越GH部分不敏感[10］．

GHR基因的分子分析表明存在一個新的變異p.D103N，它涉及到高度保守的天冬氨酸殘基在細胞外結構域的103位。研究充分證明，在矮個子兒童中發現的大多數突變都定位在受體的細胞外區域，並與GH結合受損有關[12］．考慮到激素結合和隨後的受體二聚化是激活GHR信號轉導的必要步驟，我們可以假設我們的p.D103N變異是GH結合受損導致受體功能改變的原因。

在我們的患者中發現的另一個突變涉及GHR序列的第一個ATG密碼子，該密碼子編碼所有成熟蛋白質翻譯所必需的蛋氨酸。因為第一個ATG對於轉譯的開始是必不可少的，這個突變肯定會抑製受體的正確表達。Quinteiro和他的同事之前也描述過類似的突變，[17萊倫綜合症患者。他們觀察到連續的ATG密碼子位於第6外顯子，並在第188位編碼蛋氨酸。即使這種突變能夠啟動受體轉譯，產生的蛋白質也會被前187個氨基酸截斷，可能沒有功能。

很難確定GH受體的雜合突變是否會導致臨床顯著的GH不敏感，除非存在充分證明的顯性陰性效應。可以認為，在GHR突變的雜合患者中，正常範圍內的身高可能是通過GH分泌或信號傳導的代償機製實現的。相反，純合或複合雜合患者會表現為臨床GH不敏感，因為代償機製不充分，結果可能是身材矮小[5］．

“大酒店”:

生長激素

GHR:

生長激素受體

igf - 1:

胰島素樣生長因子1

IGFBP-3:

胰島素樣生長因子結合蛋白3

JAK-STAT:

Janus chinasi -信號轉換器和轉錄激活子

SDS:

標準差得分

作者要感謝諾瓦拉遺傳學實驗室的Mara Giordano教授的技術支持。

資金

本研究得到了Cariplo Ricerca生物醫藥2009年資助項目“鑒定染色體染色體缺陷的生長激素中質Ricerca染色體變異染色體X”(PI: Gianni Bona教授)的支持。

數據和材料的可用性

不適用。

作者及隸屬關係

1. 意大利諾瓦拉的東方皮埃蒙特大學健康科學係兒科科

   Stefania Moia, Gianni Bona, Simonetta Bellone和Flavia Prodam

2. 意大利都靈大學Regina Margherita兒童醫院兒科內分泌科

   Daniele Tessaris, Silvia Einaudi和Luisa de Sanctis

3. 東皮埃蒙特大學轉化醫學係內分泌科，意大利諾瓦拉

   弗Prodam

貢獻

SM負責該實驗室。研究;DT、SE、LdS、SB分別進行醫療訪視;SM, DT, FP對數據進行分析並撰寫論文。GB對論文進行了修訂;FP對最終內容負有主要責任。所有作者都閱讀並批準了最終的手稿。

相應的作者

對應到弗Prodam．

倫理批準並同意參與

與家長討論了診斷檢查和治療。由於患者年齡小，所有的手術，包括基因檢測，隻有父母才獲得知情同意。

發表同意書

本病例報告已獲得患者父母的知情同意。

相互競爭的利益

作者宣稱他們之間沒有利益衝突。

出版商的注意

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