《Frontiers in Neuroscience》：A novel variant in SIAH1 associated with autosomal dominant Buratti-Harel syndrome
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本研究报道了一个与Buratti-Harel综合征（BURHAS）相关的SIAH1锌指域新发错义变异（c.288C>G, p.Phe96Leu），通过结构建模（DDG = –2.09 kcal/mol）揭示其破坏锌离子介导的结构稳定性，并对比14例患者证实锌指域变异（n=4）较RING域变异（n=7）表型更异质。该发现拓展了SIAH1相关神经发育障碍（NDDs）的突变谱，支持将SIAH1纳入不明原因神经发育异常伴多系统畸形的诊断基因Panel。
1 引言
Siah1 E3泛素连接酶编码一种RING型E3泛素连接酶，其结构包括N端催化RING结构域、两个锌指结构域和C端底物结合域（SBD）。该酶通过靶向Axin进行泛素化介导的降解，从而促进β-连环蛋白积累和转录激活，进而关键性调控Wnt/β-连环蛋白信号通路。除Wnt信号通路外，SIAH1还通过泛素化依赖性调节Akt3转换和突触蛋白质稳态，对神经元发育至关重要，并参与代谢和免疫过程。
致病性SIAH1单倍体变异是Buratti-Harel综合征（BURHAS；MIM #619314）的病因，这是一种仍鲜有记载的神经发育障碍。迄今为止，仅有两项研究确立了其疾病关联：Buratti等人（2021年）首次在五名具有发育迟缓、婴儿期肌张力低下和畸形特征核心症状的个体中鉴定出杂合性新发错义变异，证明其由于功能丧失机制导致Wnt通路活性减弱。随后，Douiev等人（2025年）通过报道另外八例携带六个截断变异和两个错义变异的病例，扩展了表型谱，强调了包括心脏畸形、骨骼异常和反复感染在内的多系统受累。
本文描述了一例散发BURHAS病例，表现为发育迟缓、畸形特征、肢体肌无力以及独特的神经影像学异常，与一个新的SIAH1新发变异相关。这一发现拓宽了SIAH1的突变谱，并进一步描绘了该综合征的临床异质性。
2 材料与方法
2.1 受试者招募
患者的临床和遗传信息收集于河南中医药大学第一附属医院儿科。获得了患者法定监护人对基因检测和数据共享的书面知情同意。研究方案经河南中医药大学第一附属医院伦理委员会批准（批准号：2025HL-669）。
2.2 全外显子测序
使用QIAamp DNA Blood Midi Kit从外周血白细胞中提取基因组DNA。通过1%琼脂糖凝胶电泳确认DNA完整性（A260/A280比值：1.8–2.0），并使用Qubit 4荧光计进行定量。使用IDT xGen Exome Research Panel v2.0进行文库构建，靶向约39 Mb的编码区和剪接连接区。根据制造商方案进行杂交捕获，随后在BGI DNBSEQ-T7平台上进行双末端测序（PE150）。产生的原始测序数据平均深度 >120×，确保 >98% 的靶标区域覆盖度 ≥20×。
2.3 生物信息学分析
使用fastp对原始测序读段进行质量控制，以去除接头和低质量读段（Phred分数 < 20）。使用BWA-MEM将清洁读段比对到GRCh37/hg19参考基因组。使用Picard标记重复读段，并使用GATK HaplotypeCaller进行变异调用。使用Chigene Cloud Platform对变异进行注释，整合了ClinVar、gnomAD v3.1.2和dbSNP v155的数据。功能影响预测来源于SIFT（分数 < 0.05）、PolyPhen-2（分数 > 0.85）、CADD PHRED（分数 > 20）和REVEL（分数 > 0.75）的共识。使用MaxEntScan、dbscSNV和SpliceAI（阈值Δ分数 > 0.2）评估剪接位点变异。致病性分类遵循ACMG/AMP指南，使用InterVar完成。
2.4 结构分析
使用AlphaFold 3.0预测野生型和突变型蛋白质结构，并使用PyMOL进行可视化。使用MEGA X进行保守性分析。使用I-Mutant 2.0程序预测错义变异对蛋白质稳定性的影响。使用自由能变化（DDG, kcal/mol）评估蛋白质稳定性的改变，负DDG值表示突变型蛋白质稳定性降低。
3 结果
3.1 临床表现
一名5个月24天的男婴，因羊水过少足月剖宫产分娩，出生体重3.6公斤。父母健康，无近亲婚配史。患者有一兄一姐，发育均正常。在4月龄时，该婴儿出现进行性神经发育迟缓，特征包括：（1）运动发育迟缓：头部控制能力差和躯干运动发育迟缓；肌张力低下，拇指内收畸形；躯干肌张力低下；反射亢进。（2）畸形特征：颅面畸形：眼距宽、上睑下垂、睑裂狭小、低位耳、小耳畸形、双侧不对称、宽鼻梁、人中发育不良、口角异常、高拱腭；皮肤异常：先天性皮肤黑变病。（3）神经影像学异常：脑磁共振成像显示：右额叶线样低信号（可能为血管影）；双侧额颞部蛛网膜下腔增宽；双侧乳突炎。（4）实验室检查异常摘要包括：低蛋白血症、碱性磷酸酶和肌酸激酶同工酶升高、血清肌酐降低、低钠血症、高磷血症、同型半胱氨酸降低。（5）发育评估：贝利婴幼儿发展量表III分数：综合商：43.5（严重迟缓）；领域分数：适应行为56.7；大运动33.4；精细运动48.2；语言27.9；社会情感51.3。阿尔伯塔婴儿运动量表等级：俯卧位3/5；仰卧位4/5；坐位0/5；站立位0/5。在最近一次随访时，患者2岁8个月，正在当地医院接受康复治疗。心理发育商评估报告显示以下分数：大运动75.0，精细运动103.1，适应能力84.4，语言能力40.6，社会行为70.3，总发育商74.7，心理年龄23.4个月。评估结果提示轻度发育迟缓。
3.2 遗传学发现
全外显子测序鉴定出SIAH1中的一个新发杂合错义变异（NM_003031.4）：c.288C > G （p.Phe96Leu） （NC_000016.10:g.48362140:G > C）。（1）遗传模式：通过 trio-WES 确认为新发；父母均检测到野生型等位基因。（2）分子后果：第288位核苷酸胞嘧啶向鸟嘌呤的转换；第96位密码子苯丙氨酸（F）被亮氨酸（L）非同义替换。（3）新发性评估：在人群数据库中缺失；未在内部Chigene数据库中报道。（4）计算预测：致病性分数：SIFT：有害（0.00）；PolyPhen-2：可能致病（0.999）；CADD PHRED：28.7；REVEL：0.89；AlphaMissense：致病性（0.98）。保守性分析：Phe96在12种脊椎动物中保守。（5）结构影响：位于SIAH1的锌指结构域（ZnF1）内；野生型和突变型结构的预测模板建模值分别为0.69和0.68（范围：0–1；值>0.5表示可靠的蛋白质折叠）。该变异在空间上靠近ZnF-1结构域内的Zn2+，可能通过损害锌离子介导的结构稳定性来破坏ZnF-1的功能。（6） destabilizes protein structure （DDG = ?2.09 kcal/mol）。致病性分类：根据ACMG/AMP指南分类为可能致病性。
4 讨论
本研究通过报道一名表现为发育迟缓、畸形特征和脑影像学异常的儿科患者中的一个新发错义变异（c.288C > G, p.Phe96Leu），扩展了SIAH1相关神经发育障碍的表型和突变谱。结合先前报道的13例病例，我们的队列分析揭示了一种以系统受累为特征的综合征性疾病，包括智力残疾（100%）、言语/运动迟缓（100%）、颅面畸形（100%）和多系统异常（肌张力低下77%，耳部异常79%，胃肠道受累78%，手或足异常77%，反复感染45%，心血管异常45%，泌尿生殖系统异常75%，内分泌异常75%）。
4.1 SIAH1变异的功能意义
SIAH1基因编码一种RING型E3泛素连接酶，通过底物泛素化在蛋白质稳态中起关键作用。Buratti等人（2021年）报道了SIAH1基因中的五个新发错义变异，并通过荧光素酶报告基因实验和Axin降解实验验证了SIAH1变异的致病性和功能影响。荧光素酶报告基因实验证明，野生型SIAH1显著激活Wnt/β-连环蛋白通路，而突变体则完全丧失了刺激该通路的能力，表明Wnt信号失调。此外，Axin降解实验显示，野生型SIAH1有效降低了Axin蛋白水平，而突变体则无法降解Axin。此外，一些突变体表现出异常的蛋白质稳定性，表达水平高于野生型，提示其泛素化功能存在缺陷。Douiev等人（2025年）报道了六个SIAH1截断变异，预计会导致关键功能序列的丢失，从而预测蛋白质活性部分或完全丧失。SIAH1的功能丧失不耐受概率分数为1，其功能丧失变异的观察/预期比为0.09，错义变异的Z分数为4.84。这表明SIAH1在普通人群中高度保守，几乎不存在耐受的功能丧失变异。这些发现支持单倍体不足是SIAH1变异的致病机制。p.Phe96Leu变异位于锌指结构域，可能通过损害锌离子介导的结构稳定性来破坏ZnF-1的功能，并改变SIAH1蛋白功能。
4.2 比较基因型-表型分析
与先前报道的错义/无义变异相比，我们的病例凸显了与SIAH1功能障碍相关的表型变异性。虽然截断变异（无义/移码）倾向于聚集在RING结构域并表现为严重的发育迟缓，但锌指结构域中的错义变异（包括p.Phe96Leu）表现出更广泛的表型异质性，可能反映了结构域特异性的功能冗余。值得注意的是，我们患者的多系统受累（例如，乳突炎、电解质失衡）与经典的SIAH1相关表型不同，提示可能存在修饰基因或环境相互作用。
4.3 研究局限性与未来方向
虽然本研究增进了我们对SIAH1相关发病机制的理解，但一些局限性需要考虑：（1）样本量小，限制了基因型-表型相关性分析。（2）未对新型变异进行体外功能验证。（3）SIAH1在非经典Wnt通路或与其他信号网络串扰中的作用仍有待探索。未来的研究应优先考虑：建立大规模国际合作以建立中心化变异登记库；开发SIAH1条件性基因敲除模型以剖析组织特异性作用；整合多组学方法以阐明下游效应器。
5 结论
本报告描绘了SIAH1相关神经发育障碍的临床和分子图谱，强调了锌指结构域完整性在神经发育中的关键作用。p.Phe96Leu变异扩展了突变谱，并强调了对结构域特异性变异进行全面功能表征的必要性。我们的研究结果支持将SIAH1纳入表现为发育迟缓、畸形特征和多系统异常患者的诊断基因组合中。
