起始密码子变异木钉影响砧骨和镫骨的symphal畸型和听骨链畸形

摘要

我们进行了外显子组测序，以评估一位双侧传导性听力损失患者的潜在分子原因，该患者是由于多个听骨异常以及五指共管。这导致了一个新的杂合起始密码子变异在木钉基因(C . 2t >C:p.Met1?)变异的木钉导致一系列的耳科，手指和关节异常，建议合并称为木钉相关的手足系谱系障碍(木钉SSD)。此类变异引起的传导性听力损失可能是由于镫骨踏板强直、锤骨包关节固定或砧骨短突固定所致。在本病例中，镫骨和砧骨固定，镫骨上结构异常高，砧骨长突增厚，砧骨体增大，导致在耳科手术中提高听阈的明显挑战。本病例突出显示在一个患者的听骨链的多种异常开始密码子变异木钉．我们提供详细的影像资料，这些畸形以及手术考虑和结果。

1.介绍

的木钉基因编码了分泌的脑蛋白，它对正常的骨骼和关节发育至关重要。Noggin拮抗骨形态发生蛋白(BMPs)信号，BMPs是一种多功能生长因子，属于转化生长因子超家族，在包括骨和软骨在内的各种组织的发育中具有重要作用[1]．

常染色体显性遗传的或新创变异的木钉导致一系列伴有或不伴有传传性听力损失的关节/手指异常疾病，包括B2型短指(BDB2)、多关节早闭综合征1 (SYN1)、宽拇指和脚趾镫骨强直(Teunissen-Cremers综合征)、近端symphalangism 1A (SYM1A)和跗骨-腕关节联合综合征(TCC)。总的来说，这可以被称为木钉相关的手足系谱系障碍(木钉‐SSD)在单一统一诊断术语中[2]．导电性听力损失通常是由于镫骨强直引起的。听骨链的其他异常也可能发生，但频率较低[2]．杂合子Nog+/−小鼠由于镫骨固定表现出轻度传导性听力损失[3.]．

在此，我们描述了一种新的变异木钉基因导致NOG symphalangism综合征(NOG- ssd)，包括砧骨畸形，并报告其临床和分子表型，以及患者传导性听力损失的手术考虑和结果。

2.材料和方法

2．1．病人

在贝勒医学院的IRB批准(H-17566)后，对患者的完整病史和家族史进行了审查，注意到symphalism和传导性听力损失。研究参与者提供书面的知情同意。术前和术后测听包括纯音测听和鼓室测听，以及同侧和对侧镫骨反射测试。颞骨高分辨率计算机断层扫描(CT)采用轴位片冠状面和矢状面重建来评估中耳和内耳。

2．2．外显子组测序

使用Oragene OG-500采集试剂盒从患者处获得唾液样本，通过prepIT纯化试剂盒(DNA Genotek, Ontario, Canada)提取DNA。使用sureelect Human All Exon V6试剂盒制备Exomic文库，并在HiSeq(2500/4000)仪器上进行测序。使用Burrows-Wheeler Aligner (BWAv0.7.15)将Reads与人类参考基因组进行比对[4]．通过基因组分析工具包(GATKv3.7)和Picard工具进行插入/删除(InDels)周围的局部重组、基础质量评分重新校准、重复读删除以及单核苷酸和InDel变异调用[5]．其次，使用ANNOVAR (v2018Apr16)进行注释，并根据数据库中的频率筛选变异[Genome Aggregation Database (gnomAD) minor等位基因频率<0.005][6]．各种生物信息学预测被用来评估变异(从dbnsfp33a和ANNOVAR获得)[7]．桑格测序以验证在木钉．简而言之，纯化的PCR产物(引物:Forward: 5 ' -GCCAACTTGTGTGCCTTTCT-3 ';反向5 ' -GTCTGGGTGTTCGATGAGGT-3 ')使用BigDye终止子v3.1周期测序试剂盒测序，然后在ABI 3730 DNA分析仪(福斯特市应用生物系统公司，CA)上进行毛细管电泳。

3.结果

3．1.临床特征

我们的患者是一位35岁的白人男性，自儿童早期因双侧进行性传导性听力损失而被转介。10岁时的评估包括测听，但没有影像学检查。据报道，这表明了一定程度的听力损失，但不能用于审查。病史包括腹部脂肪瘤,心内直视手术对主动脉瓣异常5岁,和多个整形手术包括神经节切除囊肿的手腕,以及修复的肩膀和脚踝骨折injury-appropriate与体育运动有关的创伤不认为是他的表型相关。值得注意的是，患者否认眼科病史。他的父亲和祖父有听力损失的家族史。据报道，他的祖父也有类似的五指畸形，而他的父亲没有。两者都无法进行基因测试或检查。双手的体格检查显示只有两个食指有指征。他没有其他手指的近端指节或明显的短指。 Imaging of the hands was not performed at our institution due to prior work-up with his primary physicians. Binocular microscopy demonstrated bilateral normal tympanic membranes and well-aerated middle ear spaces, and pneumatic otoscopy displayed mobility of the malleus bilaterally. Pure tone audiometry revealed bilateral moderate rising to mild conductive hearing loss bilaterally (Figure1)．右耳语音识别阈值为45 dB，左耳语音识别阈值为40 dB，在70 dB HL下，安静条件下单词理解的单词识别得分分别为90%和100%。声学阻抗结果显示耳膜活动正常，双侧同侧和对侧镫骨反射缺失。颞骨CT显示增大的砧骨，右侧两侧可能有固定(图)2(一个))和左边(图2 (b))的耳朵。冠状重构显示镫骨上部结构右侧约4.5 mm，左侧约4.8 mm，两侧砧骨长突增厚(图)2 (c))．双侧被盖乳突处被盖裂开或变薄，无脑膜突出(图)2 (d))．

3．2．外科干预措施

在适当的咨询后，患者接受手术治疗，以解决他的右侧传导性听力损失。术中证实听骨异常，包括增大的固定砧骨和固定的镫骨。温和固定砧骨，并通过身体和胸骨之间的轻微牵引来移动砧骨。患者行右侧镫骨切开术，CO2激光并在卵圆形窗筋膜封闭处用5毫米Richards活塞重建。术后病程无明显变化。患者术后纯音和语音识别阈值在术后明显改善(图)3.)．5个月后，他接受了左耳间隔手术。术中发现完全相同，包括异常高的镫骨和加厚的砧骨长突。起初，我们选择了罗宾逊假肢;然而，它不能正确地位于扩大的透镜状突起上。因此，选用5.5 mm cause活塞进行改造，效果良好。不幸的是，患者在第二次手术后没有获得术后听力学图，但在最近的临床随访中报告双侧主观听力改善，对称。

3．3.基因分析

外显子组测序显示，该基因的起始密码子变异为杂合子木钉基因(NM_005450: C . 2t >C:p.Met1?)， Sanger测序证实。这种变异在gnomAD数据库中不存在，并被dbnsfp33a中包括的各种生物信息学工具(如VariantTaster, FATHMM, SIFT)预测为有害的[7]．该变异导致起始密码子(蛋氨酸)丢失，阻碍野生型Noggin蛋白的翻译，并被归类为可能的致病性(根据美国医学遗传学学院(ACMG)序列变异解释指南)[8]．

4.讨论

患者的木钉变异，传导性听力损失主要被描述为镫骨强直的结果。然而，在少数病例中也观察到其他听骨链异常，如踝包关节固定、砧骨短突固定和砧骨长突伸长[2]．此病例术前影像显示镫骨上部结构较高(砧骨到前庭的距离增加)，砧骨长突增厚，砧骨体增大。术中镫骨和砧骨均被固定。在调动砧骨、镫骨切开术和在卵形窗放置筋膜移植物后，考虑到这些解剖异常，术中主要的挑战是选择合适的镫骨假体。砧骨较厚，过程较长，使夹式假体放置困难，使标准的压接工具不太有用。由于砧骨透镜状突的周长，桶柄假体也很困难。本病例的CT表现为巨大的砧骨，其他病例未见木钉变体。因此，我们认为CT成像是有用的术前计划，以预测假体安置的困难。

镫骨切除术后不同的听力结果报告木钉变异(9- - - - - -11]．Brown等人指出，足板骨再生的高发生率导致复发性导电损失[9]．所有的作者都认识到需要比平均长度更长的假体。颞骨组织病理学未显示内耳异常[8]．

综上所述，我们利用外显子组测序技术鉴定了一种新的突变体木钉基因(C . 2t >C:p.Met1?)这种变体导致了翻译起始点的丢失木钉基因，并预计导致头蛋白功能的完全丧失。我们强调在中耳听骨链中可以存在多种畸形木钉变体。

的利益冲突

作者没有任何经济利益或需要申报的信息。

致谢

这项研究得到了美国听力研究基金会Isabelle Schrauwen (http://american-hearing.org/)和美国耳聋和其他沟通障碍研究所R01 DC011651和DC003594资助Suzanne M. Leal的支持。

参考文献

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11. H. H. Weekamp, H. Kremer, L. H. Hoefsloot等，“Teunissen-Cremers综合征:临床、外科和遗传学报告”，耳科& Neurotology，第26卷，第38-51页，2005。视图:谷歌学者

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