《International Journal of Developmental Neuroscience》：Novel HUWE1-Related Neurodevelopmental Disorder: Genotypic and Phenotypic Expansion
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本文系统研究并报告了中国队列中7名携带HUWE1基因变异的神经发育障碍患儿的临床与遗传特征，首次描述了4个新的HUWE1变异位点。研究证实HUWE1变异可导致患儿在面部特征、身高、语言、社交及大运动技能等方面的多重影响，尤其揭示了p.Gly4310Arg变异与咬合不良相关的咀嚼吞咽困难这一新表型。该工作拓宽了我们对HUWE1相关疾病基因型-表型谱的认识，并强调了HECT结构域在HUWE1基因变异致病性中的核心作用，为未来的精准诊断与管理提供了重要依据。
1 引言
HUWE1基因（包含HECT、UBA和WWE结构域的E3泛素蛋白连接酶1）定位于染色体Xp11.22位点，在嗅球、大脑皮层、海马和小脑等关键神经发育结构中广泛表达。该基因参与胚胎发生、神经细胞分化与增殖、基因组DNA损伤修复和细胞凋亡等多种生物过程，并在维持神经分化与增殖的平衡状态中发挥作用。在胚胎小鼠中，敲除神经前体细胞中的HUWE1会导致新生死亡。HUWE1相关神经发育障碍的个体通常表现为难以识别的面部畸形、智力障碍(ID)、言语发育迟缓和身材矮小。目前，对HUWE1相关神经发育障碍的基因型-表型相关性仍未完全阐明。
2 方法
本研究对中心内7名携带HUWE1变异的神经发育障碍儿童的测序和临床数据进行了回顾性分析。参与者接受了粗大运动技能、语言发展和社交技能的综合评估。采集了入组个体及其父母的血样进行三重全外显子组测序，并通过Sanger测序对HUWE1（NM_031407）变异进行验证。随后，根据美国医学遗传学与基因组学学会（ACMG）的标准和指南，对这些变异的致病性进行了细致评估。利用人类基因突变数据库（HGMD）和ClinVar数据库等在线数据库识别HUWE1基因变异位点，并使用SWISS-MODEL平台构建了相关HUWE1基因产物的蛋白质结构模型。
3 结果
3.1 基线特征
7名携带HUWE1变异的神经发育障碍儿童的基线临床特征和神经发育参数如表1所示。这些儿童中报告了畸形面部和四肢特征，包括小头畸形（29%）、小眼裂（14%）、眶距过宽（43%）、内眦赘皮（29%）、鼻梁扁平（14%）、低位耳（14%）和通贯掌（14%）。
病例1是一名男性，孕39周出生，出生体重2650克，伴有特殊的面部特征。他在2岁10个月时表现为身材矮小（身高Z评分-5.34），体重仅为8.32公斤（身体质量指数为14.5 kg/m2）。在4岁3个月时，他体重9.8公斤，身高89.7厘米。在13周时，他在发育和运动技能方面表现出明显延迟，无法完成基本运动任务。到2岁10个月时，他仍然无法独立坐、抓握物品或说话。到4岁3个月时，粗大运动和语言发育的严重延迟持续存在，并且由于严重咬合不良，他只能进食流质食物。
3.2 遗传检测结果
该队列由7名儿科患者组成，包括4名男性（57.1%）和3名女性（42.9%），均经分子诊断证实为HUWE1相关神经发育障碍。三重全外显子组测序数据分析显示，两名男性（50%）病例为新生变异，两名男性（50%）病例的HUWE1基因变异遗传自母亲。在女性病例中，一名（33%）为新生变异，两名（67%）的变异为母系遗传。病例1、2和4的错义变异（c.12928G>C， c.1708C>A， c.12037C>T）也被识别出，并被归类为可能致病性变异（LP）；另外四个错义变异（c.12559C>T， c.11869C>T， c.12578G>A， c.6944A>T）被归类为意义不明确的变异（VUS）。
该队列共发现HUWE1的7个错义变异，涉及4个新检测到的HUWE1变异位点，以及3个先前报道过的HUWE1变异位点（病例1、3和4）。新变异在HUWE1基因蛋白质结构域内的分布如图2所示。
3.3 发育参数评估
在这7名HUWE1相关神经发育障碍儿童中，检测到了运动迟缓、言语发育迟缓和社交技能缺陷。具体而言，86%的病例表现出运动迟缓和言语发育迟缓。在3名携带HUWE1变异的儿童（病例1、3和7）中观察到难以识别的面部畸形，他们均表现出眶距过宽。在病例1和病例5中观察到身材矮小。
4 讨论
HUWE1基因在维持基因组稳定性和作为神经发育过程的主要协调者方面发挥着关键作用。HUWE1的变异与一系列临床表型相关，包括特殊的面部特征、智力障碍(ID)和身材矮小。在本研究中，我们确定了7名携带HUWE1基因变异的儿童，包括4名男孩（57%）和3名女孩（43%）。对这些病例的遗传分析揭示了两种遗传模式：新生变异（n=3）和母系遗传（n=4），所有家族性病例均为母系遗传。值得注意的是，在HUWE1基因变异的发生率上没有显著的性别差异，并且在该队列中观察到新生变异和母系遗传两种传播方式。
体内研究强调了HUWE1在神经系统发育中的关键作用。小鼠大脑中HUWE1的缺失会导致中度至重度智力障碍、面部畸形和身材矮小。HUWE1的变异会破坏正常的大脑发育，导致智力障碍、癫痫发作和非典型行为等表现。智力障碍是一种影响出生后认知和适应能力的神经发育障碍。在发育早期，智力障碍儿童表现出比同龄人更慢的发展里程碑，例如独立坐、爬行、独立站立、言语和社交技能。在携带HUWE1基因变异的儿童中，除病例7外，所有病例均表现出运动迟缓。除因年龄太小无法完全评估的病例4外，所有其他病例均表现出言语发育迟缓。此外，先前的病例报告指出，携带HUWE1变异的患者常常表现出自闭症谱系障碍（ASD）特征的临床症状。病例4表现出一定的社交障碍，如避免眼神接触、对自己的名字或其他社交线索无反应。另一方面，病例7表现为轻度智力障碍，并伴有注意缺陷多动障碍（ADHD）症状，包括多动和注意力不集中。这7名儿童观察到的临床表现进一步证实，HUWE1基因变异不仅延迟了粗大运动和语言发育，还与潜在的共病相关。
在7名HUWE1相关神经发育障碍儿童中，观察到了畸形面部和四肢特征。最常见的特征是眶距过宽（43%）、小头畸形（29%）和内眦赘皮（29%）。此外，在两例病例（2岁10个月的病例1和1岁7个月的病例5）中检测到身材矮小。这些发现与先前报道的与HUWE1变异相关的表型谱一致，持续的数据收集将有助于进一步阐明这种关联。
先前的研究已识别出HUWE1基因中的各种变异，包括错义变异、剪接变异和Xp11.22微重复。值得注意的是，在我们的队列中，检测到的所有变异均为错义变异，未观察到其他类型的变异。重要的是，我们的队列发现并详细描述了四个新的变异位点，这些位点分散在整个HUWE1基因中。先前已有三例HUWE1错义变异的报道，包括病例1的c.12928G>C（p.Gly4310Arg）变异、病例3的c.12559C>T（p.Arg4187Cys）变异和病例4的c.12037C>T（p.Arg4013Trp）变异。HECT结构域在维持由HUWE1编码的蛋白质的生物学功能中起着至关重要的作用。HECT结构域以其高度的结构灵活性为特征，极易受到HUWE1变异引起的功能改变的影响。如图3所示，在7名携带HUWE1基因变异的儿童中，4名儿童（病例1、3、4和6）的变异位点位于HECT结构域内，而病例5的变异位点则紧邻该结构域。这进一步强调了HECT结构域在HUWE1变异致病性中的重要作用，证实了其基础重要性。
HUWE1的c.12928G>C（p.Arg4013Trp）变异先前已有报道，与包括全面发育迟缓、身材矮小、智力障碍和特殊面部特征在内的症状相关。病例1表现出宫内生长受限和特殊的面部特征，这与先前报道的携带HUWE1变异的病例相似。与先前的报告相比，该儿童表现出更严重的全面发育迟缓和咬合不良；他在4岁3个月时仍无法独立坐、抓握物品或说话。先前的研究报告了与HUWE1变异相关的婴儿期或儿童期死亡，并强调了其在早期胚胎发育中的重要作用。在此病例中，先证者的舅舅在婴儿期死亡，其姨母曾经历过男性胎儿夭折。此外，其外祖母在相对年轻的年龄去世；其死因尚不确定。从图1B推断，II-2、III-3和IV-5很可能携带该变异，进一步表明该变异可能破坏胎儿生长并导致死亡。总之，我们的研究结果进一步证实了HUWE1基因变异对儿童发育的有害影响，扩展了这一位点变异的已知临床谱。此外，我们也提出了一个问题：为什么相同的位点变异会导致如此不同的临床结果，其潜在机制是什么？
本研究纳入了7名携带HUWE1基因变异的儿童，均表现出显著的表型异质性。具体来说，病例1是一名男性，患有严重的全面发育迟缓，在4岁3个月时仍无法独立坐、抓握物品或进行言语交流。病例7是一名女性，表现为轻度智力障碍和突出的ADHD症状。观察到的表型异质性可能归因于两个潜在因素。首先，性别可能起到一定作用。脆性X综合征是最常见的遗传性智力障碍形式，已被认为与男性在幼儿期更明显的发育迟缓有关。其次，X染色体失活（XIC）可能保护女性免受变异的有害影响。在致病性分类方面，7个变异中有3个被归类为致病性，其余4个被归类为VUS。所有4名携带VUS的儿童都表现出明显的发育迟缓。其中，病例3和病例7表现出特殊的畸形特征。此外，在病例6和病例7的母亲中观察到轻度智力障碍。总之，这些受影响儿童的临床数据，结合母亲的智力状况，提示了该变异潜在的致病作用。然而，由于部分患者年龄较小，其完整的表型谱可能尚未完全显现，目前的临床证据仍不足以明确将这些变异归类为致病性。
在本研究中，我们报告了4个新的HUWE1变异位点，扩展了HUWE1相关神经发育障碍的遗传谱。此外，错义变异可能是主要的变异类型。通过追踪从幼儿期开始的携带此基因变异儿童的生长发育，我们进一步证实HUWE1变异是导致运动和语言发育显著延迟的原因。此外，我们的研究结果强调了HECT结构域在HUWE1基因变异致病性中的核心作用。病例1表明，HUWE1变异位点可能破坏胎儿生长和早期胚胎发育，导致咬合不良。这些发现可能为未来研究基因型-表型相关性提供一些帮助，这对相关疾病的诊断、治疗和预防至关重要。本研究的主要局限性在于其观察性设计、样本量小以及缺乏患者的XIC数据。为此，有必要对VUS携带者进行纵向随访，以阐明这些变异的临床意义。
