全面发育迟缓伴或不伴孤独症临床表型、全基因组与脑核磁特征

单玲

全面发育迟缓(globaldevelopmentaldelay，GDD)是指5岁以内儿童，在2个及2个以上能区(粗大运动/精细运动、语言、社交、认知及社会适应能力等)没有达到预期发育水平。部分GDD患儿5岁后会转归为智力障碍(Intellectualdisability,ID)。孤独症谱系障碍(Autismspectrumdisorder，ASD)，简称孤独症，是一组以社会交往交流障碍，兴趣狭窄以及重复刻板行为为主要特征的疾病。二者均属于常见的神经发育障碍性疾病，病因不明，早期明确诊治、针对性治疗是改善预后的重要手段。二者常共患出现，部分发育水平差的患儿鉴别诊断困难；目前缺少诊断的客观指标，结合临床表型、基因型、内表型寻找可用于疾病诊断的客观指标是实现精准诊断、治疗的重要研究方向。
既往对GDD、ASD共患的研究多是从ASD的角度出发，探讨ASD患儿共患GDD/ID的问题，发现ASD共患GDD比例可达68.3%，近1/3的ASD患儿共患智力障碍。ASD共患GDD/ID往往病情重、治疗反应不佳。少数研究探讨了ID中共患ASD的情况，尚未见GDD中ASD的共患率、GDD伴或不伴ASD临床特征比较的研究。
遗传和环境的相互作用是GDD、ASD的共同病因，其中遗传因素占有重要地位。目前关于GDD、ASD遗传因素的研究多采用染色体微阵列分析、全外显子测序的方式进行。能够涵盖编码区及非编码区的全基因组测序目前逐渐开始在GDD、ASD中应用，国内鲜有相关报道，尚未见GDD伴或不伴ASD在全基因组测序结果上是否存在差异、基因结果与临床表型关系的研究。
GDD、ASD中均已经发现上千种基因突变、单个基因重现率低，但基因功能富集提示这些基因功能主要集中在表达调控、神经通讯(包含突触功能)方面，很多基因与脑内兴奋抑制平衡有关，提示脑兴奋抑制平衡改变可能是上述两种疾病的共同机制。已有多项研究发现ASD患儿全脑、局部脑区体积改变，GDD/ID中也有少许涉猎。脑兴奋抑制失衡、灰白质体积变化是GDD、ASD重要内表型。前额叶内侧皮层是与社交、
认知功能相关的重要脑区。动物试验已发现GDD、ASD内侧前额叶皮层中存在兴奋抑制失衡，ASD人群中也发现了上述改变，而GDD患儿内侧前额叶皮层是否存在兴奋抑制失衡，GDD伴或不伴ASD在内侧前额叶皮层兴奋抑制平衡及灰白质体积方面是否存在差异尚未见报道。
因此，本课题组从探讨GDD共患ASD的问题入手，将研究对象分为GDD+ASD-、GDD+ASD+两个亚组，从临床表型、全基因组测序及内侧前额叶皮层兴奋抑制平衡、灰白质体积变化三方面探讨GDD伴或不伴ASD的表型、基因型及内表型间的关系，为实现GDD/ASD精准诊断、个性化治疗提供理论依据。

第一部分全面发育迟缓伴或不伴孤独症的临床特征

目的：

通过研究GDD患儿的发育水平及其伴随的孤独症症状，探讨GDD中ASD的共患率、GDD伴或不伴ASD的发育特征差异。

方法：

研究纳入494名年龄在18-60个月GDD儿童，应用中文版Griffiths发育评估量表进行了发育水平评估，对于24个月以上儿童应用孤独症行为评定量表和儿童孤独症评定量表进行孤独症症状评估，对于可疑ASD儿童应用孤独症诊断观察量表进行诊断性评估。根据是否共患ASD将整个GDD人群分为GDD+ASD-及GDD+ASD+两亚组，分别进行组内及组间发育状况比较，并探讨GDD儿童发育水平与孤独症症状间的相关性。

结果：

（1）GDD患儿中ASD的共患率为54.9%。（2）GDD患儿存在发育不平衡现象。粗大运动、手眼协调、表现和整体发育商以中度落后-正常为主，语言及个人-社会发育商以重度落后为主（p<0.05）。（3）发育水平较差的GDD儿童更可能出现孤独症症状（p<0.05）。（4）GDD+ASD-组与GDD+ASD+组在发育特征上既有共同点又有差异。语言能力在两组儿童中均落后最明显；GDD+ASD+组，粗大运动发育商〉表现发育商〉手眼协调发育商〉个人-社会发育商（p<0.05），GDD+ASD-组上述四能区发育商无统计学差异（p>0.05）。（5）GDD+ASD-组较GDD+ASD+组个人-社会、语言、手眼协调、表现及整体发育商好，但粗大运动能力差（p<0.05）。

结论：

GDD共患ASD比率高达54.9%。GDD患儿存在发育不平衡现象，粗大运动、手眼协调、表现和整体发育商以中度落后-正常为主，语言及个人-社会发育商以重度落后为主；发育水平差的GDD更易出现ASD症状。GDD+ASD-组与GDD+ASD+组在发育特征上既有相似之处，也有差异。GDD+ASD+患儿的整体发育水平低于GDD+ASD-患儿。

第二部分全面发育迟缓伴或不伴孤独症全基因组测序结果

目的：

探讨GDD致病基因特点、GDD伴或不伴ASD在基因型上是否存在差异、基因型与临床表型的关系。
方法：第一部分研究中纳入的494例患儿根据家长意愿共122例接受遗传学检测，纳入本研究中来。采用患儿全基因组测序+父母全外显子组测序的方式探讨GDD及GDD+ASD-、GDD+ASD+儿童基因型、基因型与临床表型相关性。

结果：

（1）GDD中全基因组测序阳性率49.2%，GDD+ASD-中67.4%，GDD+ASD+中38.2%，GDD+ASD-较GDD+ASD+组阳性率高（p<0.05）。

（2）整体GDD及两亚组内、组间间比较，新发突变率与遗传变异率无统计学差异（p>0.05）。

（3）整体GDD及两亚组错义突变率最高、其次为移码突变、无义突变（p<0.05）。两亚组在突变基因功能方面无差异（p>0.05），GDD+ASD+组错义突变率较GDD+ASD组比例高（p<0.05）。
（4）GDD中突变基因多为表达调控相关基因，其次为神经通讯相关（p<0.05）。

（5）GDD基因阳性组女性比例高于阴性组、合并癫痫、头围减小比率高，Griffiths粗大运动、表现及总发育商低（p<0.05）。粗大运动能力越差，基因阳性率越高（p<0.05）。头围异常是GDD基因阳性的风险因素（p<0.05）。GDD+ASD-基因阳性与阴性组一般资料、发育商无统计学差异（p>0.05）。GDD+ASD+基因阳性组女性比例、头围异常率高（p<0.05），发育水平、ABC、CARS得分与阴性组无统计学差异（p>0.05）。（6）SHANK3、DMD/BMD为GDD+ASD-、GDD+ASD+共有基因，首次报道了RYR1为GDD+ASD+可疑致病基因、1例女性PLXNA3基因突变GDD+ASD+病人及1例线粒体TRNL13243A>T突变GDD+ASD+病人。

（7）整体GDD及GDD+ASD+组女性基因阳性率高于男性（p<0.05）。GDD+ASD-组不同性别基因阳性率无统计学差异（p>0.05）。
结论：全基因组测序在GDD中阳性检出率高，发育水平（粗大运动能力）差、女性、头围异常GDD患儿更应进行基因检测。GDD突变基因以表达调控相关功能基因为主，错义突变最常见。遗传因素GDD+ASD-中起更大作用；GDD+ASD-、GDD+ASD+在基因突变类型上存在差异，突变基因功能、基因阳性与阴性病例临床表型上无明显差异。首次报道了RYR1为GDD+ASD+可疑致病基因、1例女性PLXNA3基因突变GDD+ASD+病人及1例线粒体TRNL13243A>T突变GDD+ASD+病人。

第三部分全面发育迟缓伴或不伴孤独症脑兴奋抑制平衡及灰白质体积相关研究

目的：

探讨GDD及GDD+ASD-、GDD+ASD+儿童双内侧前额叶皮层兴奋抑制平衡及灰白质体积特征。

方法：

第一部分研究中纳入的494例患儿根据家长意愿共64例接受脑磁共振波谱分析检查，纳入本研究中来。选择双内侧前额叶皮层为感兴趣脑区来探讨GDD及GDD+ASD-、GDD+ASD+儿童脑核磁改变与临床表型相关性。

结果：

（1）不同年龄、性别GDD双内侧前额叶皮层兴奋抑制平衡及灰白质体积无差异（p>0.05）°（2）双内侧前额叶皮层兴奋抑制平衡与GDD个人-社会、手眼协调及整体发育商呈负相关（p<0.05）；脑白质体积与GDD手眼协调及整体发育商呈负相关（p<0.05）；脑灰质体积与GDD发育水平未见相关性（p>0.05）。（3）GDD+ASD-组灰质体积较GDD+ASD+组小（p<0.05），白质体积、兴奋抑制平衡无差异（p>0.05）。
（4）GDD+ASD+组孤独症症状与双内侧前额叶皮层兴奋抑制平衡及灰白质体积无关（p>0.05）。

结论：

不同年龄、性别GDD双内侧前额叶皮层兴奋抑制平衡及灰白质体积无差异。双内侧前额叶皮层兴奋抑制平衡及白质体积与GDD儿童发育水平负相关，与GDD+ASD+儿童的孤独症症状无关；灰质体积与GDD发育水平、孤独症症状无关。GDD+ASD-组较GDD+ASD+组双内侧前额叶皮层灰质体积小、兴奋抑制平衡及白质体积无差异。