检测和分析一先天性软骨发育不全(ACH)家系4人成纤维细胞生长因子受体3(FGFR3)基因突变位点，并观察重组人生长激素(rhGH)对ACH患儿身高的改善作用。
采集该家系成员4人外周血样本，应用PCR-DNA测序方法，对该家系各成员FGFR3基因第10号外显子的核苷酸序列进行测定，并对先证者给予rhGH[0.15 U/(kg·d)]治疗。
DNA测序显示该家系中患儿-患儿母亲及患儿姐姐FGFR3基因第10号外显子上均发生c.1138G>A杂合突变，使得其所编码蛋白FGFR3的第380位氨基酸由甘氨酸变为精氨酸，其父亲第10号外显子未发生突变；给予rhGH治疗6个月，先证者身高增加了3.8 cm。
FGFR3基因跨膜区1138位核苷酸G>A转换突变是该ACH家系的主要发病原因，说明了该突变为热点突变。在该家系中，先证者母亲表现为新发突变，然后遗传给其2个女儿。rhGH对ACH患者的身高增长近期疗效较好。
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软骨发育不全(ACH)是临床上较常见的一种遗传性矮小症。活产婴儿的患病率为0.5/10 000～1.5/10 000，其中80%～90%的患者为散发[1,2]。典型的临床表现为短肢型身材矮小、头大、前额和顶骨圆凸、马鞍形鼻梁、三叉手、臀部后翘、走路呈摇摆步态，智力及性发育正常。ACH是由于软骨内成骨缺陷所致，研究表明几乎所有ACH患者成纤维细胞生长因子受体3(FGFR3)跨膜结构域都存在突变，95%以上的患者在FGFR3跨膜区380位点上甘氨酸突变成精氨酸(G380A)，个别为G375C突变[3,4]。本研究对就诊深圳市儿童医院内分泌科一家系中3例临床确诊为ACH患者及其家系成员进行FGFR3基因测序；并对其中1例患儿予重组人生长激素(rhGH)治疗，观察rhGH对ACH患儿身高的改善作用。
先证者，女，9岁，身高97.5 cm；头大、前额圆凸、鼻梁下陷、四肢短粗、臀部后翘、O型腿，走路呈摇摆步态，智力发育正常。X线检查表现：颅底较小，而颅盖骨相对较大，前额突出；腰段脊柱后凸，尾椎明显后翘，腰椎椎间弓间距逐渐变窄；骨盆较小，髂翼呈方形，髋臼呈三叉戟状改变，坐骨大切迹变小呈鱼口状；肋骨短而宽；掌指骨短粗，干骺端变宽，呈喇叭口状等。骨龄8岁3个月，肝肾功能、甲状腺功能、血脂6项、电解质(钾、钠、氯、钙、镁、磷)均正常，空腹血糖4.67 mmol/L，8:00 AM皮质醇0.624 μg/L，甲状旁腺素5.2 pmol/L，25-羟基维生素D 15 pg/L(正常值20～100 pg/L)，类胰岛素生长因子-1 295 pg/L，生长激素激发试验：生长激素峰值25 pg/L(30 min)；垂体MRI平扫加增强：形态及大小未见异常，垂体高度3.1 mm，垂体柄位置居中，垂体强化均匀，未见异常强化灶。先证者母亲，40岁，身高115 cm；其姐姐，12岁，身高114 cm(先证者母亲及其姐姐外形与先证者极其相似)；其父，46岁，身高170 cm，智力正常。经深圳市儿童医院医学伦理委员会及患儿家长同意，对其全家4人进行相关基因检测。
ACH的家系遗传图谱见图1。
应用过柱法(QIAamp Blood DNA Mini Kit，QIAGEN，美国)提取外周血DNA，应用Primer Premier 5.0软件针对FGFR3基因的第10号外显子编码区设计引物，应用2×PCR MasterMix聚合酶(北京天根生化科技有限公司)进行PCR扩增(ABI9700型PCR仪，Life technology，美国)，然后对PCR产物进行直接测序(ABI3500测序仪，Life technology，美国)，并与参考序列(NM-000142.4与NG_012632.1)进行比较，从而发现可能存在的基因突变(DNA测序由广州金域医学检验中心有限公司测定)。
先证者给予rhGH(粉剂，长春金赛药业有限责任公司生产，生产批号：201301003) 0.15 U/(kg·d)，每晚睡前皮下注射，治疗6个月。
应用PCR-DNA测序方法，对患儿、患儿父母及患儿姐姐的FGFR3基因的第10号外显子进行测序，发现患儿、患儿母亲及其姐姐的第10号外显子上均发生c．1138G>A杂合突变，使得其所编码蛋白FGFR3的第380位氨基酸由甘氨酸变为精氨酸，其父亲的第10号外显子未发生突变，见图2。
注：A：先证者c.1138G>A；B：先证者母亲c.1138G>A；C：先证者姐姐c.1138G>A；D：先证者父亲正常 A：propositus c．1138G>A；B：propo-situs mother c．1138G>A；C：propositus sister c．1138G>A；D：propositus father，normal
先证者治疗6个月后，身高增长至101.3 cm(增长了3.8 cm)，复查空腹血糖4.6 mmol/L、空腹胰岛素7.6 IU/L、糖化血红蛋白4.8%，肝肾功能及甲状腺功能均正常。
ACH为常染色体遗传病，并具有完全外显性，其中80%～90%的患者为散发。追问病史先证者的外公(身高172 cm)、外婆(身高158 cm)及一个姨(身高161 cm)、2个舅舅(身高分别为174 cm、179 cm)体格均正常，说明先证者母亲为新生突变，而先证者及其姐姐并非新生突变，这也符合ACH常染色体显性遗传的遗传规律。先证者及其母亲、姐姐外形及X线检查结果非常相似，进一步证实ACH具有完全外显性。
研究证实ACH是由于FGFR3基因突变所致，人FGFR3基因定位于4p16.3，cDNA长4.4kb，有19个外显子和18个内含子(其中第10号外显子编码FGFR3跨膜区)，编码的FGFR含840个氨基酸残基，属于1次穿膜的酪氨酸激酶受体类型。突变可发生于受体的细胞外段、穿膜段或细胞内段。目前研究发现ACH患者存在多种基因突变类型，最常见的突变是FGFR3基因第10号外显子发生了cDNA第1138位G到A的转换，使得其所编码蛋白FGFR3的第380位氨基酸由甘氨酸变为精氨酸；极少数ACH患者存在FGFR3跨膜区1123位核苷酸的G到T的转换。本研究对先证者家系中4人进行了FGFR3基因测序，发现先证者及其母亲、姐姐均为G1138A点突变，其父亲正常；而其家系中4人c.1123G均正常；进一步说明中国ACH患者FGFR3基因突变主要为G1138A点突变。
关于FGFR3基因突变引起患者骨骼生长异常的机制目前尚不十分清楚。用基因打靶技术破坏FGFR3基因完整性，往往引起动物长骨生长的加速，这提示FGFR3对骨生长发育是一种负性抑制效应。因此，推测突变型受体自主激活其对骨生长的抑制作用，使软骨的发育和软骨内成骨过程受到持续性抑制。
目前尚无有效方法改善ACH的骨骼异常，但有研究报道应用rhGH治疗对患者身高的改善有一定帮助。Hertel等[5]应用rhGH治疗35例青春前期的ACH患儿5年，患儿身高SDS增加1.3～1.6，身体的比例和臂距无显著变化，其促进身高的疗效与Turner综合征、Noonan综合征及特发性矮小相当。本研究应用rhGH[0.15 U/(kg·d)]治疗先证者6个月，身高增长了3.8 cm，说明rhGH对ACH的身高增长近期疗效较理想。动物实验发现间断注射甲状旁腺素能改善ACH鼠的体长和骨骼病变的进展，其机制是下调FGFR3的活性和上调甲状旁腺素相关蛋白的表达[6]。有研究发现抗组胺药物美克洛嗪可作为FGFR3信号的抑制剂，可能对改善患者的骨骼异常有帮助[7]。外科延长术对ACH患者的身高亦有一定帮助[8,9]。
总之，对该家系的FGFR3基因分析表明该家系中的3例患者的临床诊断与基因诊断相符，证实FGFR3基因的G1138A突变是ACH的主要发病原因，而其进一步证实该突变为热点突变。给先证者给予rhGH治疗6个月身高增长3.8 cm，说明生长激素治疗对ACH患儿身高的增长短期内有促进作用。
