【初稿】 软骨发育不全

Achondroplasia

英文原文链接

, MD, PhD
Department of Pediatrics
University of Wisconsin – Madison
Madison, Wisconsin

翻译者:王剑

Initial Posting: 2017-08-11 05:40:04; Last Update: 2017-08-22 05:45:56.

摘要

临床特征

软骨发育不全是导致非匀称性身材矮小的最常见疾病。患者表现为四肢 短小、头大以及特征性面容伴前额突出和面中部后缩(既往称为面中部发育不全)。婴儿期肌张力低下是典型表现,运动发育里程碑的达成通常出现模式异常及时 间延迟。尽管颅颈交界区压迫的存在增加了婴儿期死亡的风险,但患者的智力及寿命通常接近正常。

诊断/检测

大部分软骨发育不全的患者可通过特异性的临床及影像学表现来诊断。对于那些诊断不明确或表现不典型的患者,分子遗传学技术可用于检测目前唯一已知与软骨发育不全相关的基因FGFR3的致病性变异。该检测手段能在99%的患者中发现致病性变异。

管理

对症处理:颅 内压增高可能需要脑室腹膜分流术;枕下减压术适用于颅颈交界区压迫;扁桃体切除、气道正压通气和极少用到的气管切开用于纠正阻塞性睡眠呼吸暂停;积极治疗 中耳功能障碍;若是出现进行性下肢弯曲需要骨科医师评估;手术纠正成年患者有症状的椎管狭窄;以及社会化和学校适应的教育支持。

监测:儿 童期应用软骨发育不全标准化的生长曲线监测身高、体重和头围;评估婴儿期和儿童期的发育里程碑;婴儿期颅脑基线CT扫描;监测睡眠呼吸暂停的征象及症状; 监测儿童期中耳问题或听力损失的迹象;临床评估脊柱后凸畸形和下肢弯曲,必要的话,需影像学评估及转诊至骨科医生;成年患者,每3-5年筛查椎管狭窄的临 床病史及神经系统检查。

避免药物/情况:可能损伤颅颈交界区的活动,如碰撞运动;蹦床;跳水板跳水;体操跳马;膝盖或足倒挂于操场设备。

妊娠期管理:患有软骨发育不全的孕妇患者因其骨盆小必须行剖宫产。

遗传咨询

软骨发育不全以常染色体显性遗传方式遗传。约80%的患者,父母身高正常,其发病源于新生(de novo)的致病性变异。这类父母再次生育软骨发育不全患 儿的风险低。 软骨发育不全患者与有生育能力的正常身高的配偶每次妊娠有50%的风险生育该病患儿。父母双方患有软骨发育不全,子女身高正常的几率为25%,子女患有该 病的几率为50%,患有纯合性软骨发育不全(致死性)的几率为25%。一旦在家庭中发现致病性变异,产前检测妊娠风险是可行的。

诊断

临床诊断

尽管尚无出版正式的诊断标准,但软骨发育不全的临床及影像学特征已有充分的阐述[Langer et al 1967]。

软骨发育不全的临床特征包括以下:

  • 矮身材
  • 双臂/腿的肢根(近端)短缩伴四肢皮肤皱褶多
  • 肘关节伸展受限
  • 指短
  • 三叉手
  • 膝内翻(腿弯曲)
  • 婴儿期脊柱胸腰椎后凸畸形
  • 过度的腰椎前凸,于开始走路后发展
  • 大头伴前额突出
  • 面中部后缩及鼻梁低平

儿童软骨发育不全的影像学表现包括以下:

  • 短而强健的管状骨
  • 尾椎椎弓根间距狭窄
  • 圆形髂骨及水平髋臼
  • 狭窄的坐骨小切迹
  • 股骨近端射线可透性
  • 轻度、广泛性干骺端改变

分子遗传学检测

基因. 发生致病性变异的FGFR3基因是导致软骨发育不全的唯一已知基因

表 1.

总结用于软骨发育不全的分子遗传学检测

基因 1 检测方法 检测到的变异 2 不同检测方法检测到变异的频率 3
FGFR3 致病性变异的靶向分析 c.1138G>A (p.Gly380Arg) ~98%
c.1138G>C (p.Gly380Arg) ~1%
选定外显子序列分析4 所选外显子序列变异 5 见注脚6
测序分析 4 基因序列变异5 >99% 7
1.

表A基因和数据库有关于染色体位点和蛋白的信息。


2.

分子遗传学 有关于等位基因变异的信息。


3.

不同检测方法检测到该基因上变异的能力。


4.
序列分析检测到变异可以是良性、可能良性、不明确意义、可能致病性或致病性。致病性变异可能包括基因内小片段缺失/插入,错义无义剪接位点变异;通常,没有检测到外显子或整个基因的缺失/重复。对于解读序列分析结果时需要考虑的问题,请点击这里


5.
 这些方法的应用仅限于基于临床和影像学依据高度怀疑软骨发育不全可能且未发现两种常见的致病性变异的情况。通常,选定外显子序列分析适用于检测少数已报道的软骨发育不全的致病性变异。整个编码区的序列分析可检测已知的致病性变异,也可检测未报道的、临床意义可能是未知的新发变异。


6. 典型软骨发育不全临床及影像学表现的患者一般不需要分子诊断确诊。对于那些不确定的患者:

  • 常见的两种致病性变异的靶向分析应作首选。
  • 当基于临床和影像学依据高度怀疑软骨发育不全可能,且靶向分析未能发现两种常见的致病性变异时可选择序列分析。

对于高危妊娠的产前诊断和胚胎植入前遗传学诊断(PGD)需要先检测家族中的致病性变异

临床特征

临床描述

关于软骨发育不全患者的自然病史及恰当的干预措施方面,他人已发表了广泛的总结[Trotter et al 2005, Pauli 2010]。

软骨发育不全患者表现为因四肢肢根短缩导致的身材矮小,特征性面容伴前额突出、面中部后缩,腰椎过度前凸,肘关节伸旋受限,膝内翻,短指及三叉手外观。 常见膝关节、髋关节及其他多数关节活动过度。

软骨发育不全男性患者平均成年身高为131±5.6 cm,女性为124±5.9 cm。 肥胖是软骨发育不全的主要问题[Hecht et al 1988]。在幼儿期即表现出体重增长过度。成人的肥胖会加重腰椎管狭窄和非特异性关节问题的发病率,并可能加重因心血管并发症所致的早期死亡率[Hecht et al 1988]。

婴儿期典型表现为轻-中度肌张力低下,运动发育里程碑达成时间延迟和模式异常[Fowler et al 1997, Ireland et al 2010]。因肌张力低下和大头使其难以支撑头部。

除非发生脑积水或其他中枢神经系统并发症,智力通常是正常的。

软骨发育不全患儿可发生巨脑畸形,大多数患儿表现为巨头[Hortonet al 1978]。脑积水发生率大概≤5%,需要治疗 [Pauli 2010],其可能是由于颈静脉孔狭窄致颅内静脉压增高引起[Pierre-Kahn et al 1980, Steinbok et al 1989]。

一些软骨发育不全患儿因颅颈交界区相关并发症死于1岁以内; 基于人群的研究表明这种死亡风险可能高达7.5%[ Hecht et al 1987] 。该风险似乎仅次于因呼吸控制中枢损伤致中枢性窒息[ Nelson et al 1988, Pauli et al 1995] style="">,且可以通过对每个软骨发育不全婴儿全面评估及选择性神经外科干预来最小化降低[ Trotter et al 2005 ]。在一项研究中[Pauli et al 1995]所有接受了颅颈交界区减压手术的患儿都有明显的神经功能改善。患儿术后长达20年的生活质量指数与那些儿童期未行手术治疗的患儿生活质量指数无异[Ho et al 2004]。

年长儿和成年患者中常见阻塞性睡眠呼吸暂停[Waters et al 1995, Sisk et al 1999],其发生源于面中部后缩致小气道、淋巴环肥大以及可能的气道肌肉组织异常支配等综合因素[Tasker et al 1998]。

中耳功能障碍是个常见的问题[Berkowitz et al 1991],若是处理不当会导致严重的听力丧失影响语言发展。

小腿弯曲在软骨发育不全患儿中极其常见[Kopits 1988a]。超过90%未治疗的成年患者有不同程度的弯曲[Kopits 1988a]。“弯曲”实际上是由侧弯、胫骨内旋和膝关节不稳定综合产生的一种复杂的畸形[Inan et al 2006].

90%-95%的软骨发育不全婴儿存在胸腰段后凸畸形[Kopits 1988b, Pauli et al 1997]。约10%不能自行缓解并会导致严重的神经系统后遗症[Kopits 1988b]。预防措施[Pauli et al 1997]可减少手术干预的必要性[Ain & Browne 2004, Ain & Shirley 2004]。

成人期最常见的主诉是有症状的L1-L4段椎管狭窄[Kahanovitz et al 1982]。症状可以是间歇性的、可逆的、运动性跛行至严重的、不可逆的、下肢功能和可控性的异常[Pyeritz et al 1987]。

有报道称软骨发育不全成年患者死亡率增加[Hecht et al 1987, Wynn et al 2007]。在后者的研究中,在25至35岁之间心脏病相关的死亡率增加了十倍,总体而言,预期寿命会减少约十年。

纯合性软骨发育不全,源于FGFR3基因的核苷酸1138位点存在两个突变的等位基因,是一种与其他软骨发育不全影像学改变有质的不同的严重疾病形式。由于小胸廓和颈髓狭窄引起的神经功能缺陷,引发呼吸功能不全,最终导致早期死亡[Hall 1988]。

基因型-表型相关性

因为几乎所有情况下的软骨发育不全是继发于相同的氨基酸替换,因此有关主要的致病性变异的基因型和表型相关性分析是不可能的。

外显率

外显率100%,意味着所有携带可致软骨发育不全单拷贝FGFR3基因致病性变异的患者会出现该病的临床表现。

早现

未观察到遗传早现现象。

命名

既往软骨发育不全术语最初是用来描述所有短肢型矮小症的患者。 由于软骨发育不全相较其他矮身材疾病更为常见,术语“侏儒”是过去最常用来表示患有软骨发育不全的患者。在过去的40年里,应用诊断标准来区分真正的软骨发育不全和其他表面上相似病程的疾病。

发病率

软骨发育不全是最常见的遗传性非匀称性矮小。估计其发病率在1/26,000-1/28,000活产儿[Oberklaid et al 1979, Orioli et al 1995]。

鉴别诊断

尽管已发现大于100种导致矮小的骨发育不良疾病,但许多是极其罕见的,并且实际上都有各自的临床和影像学特征,很容易与软骨发育不全区分。可能会与软骨发育不全混淆的疾病如下:

管理

初步诊断后的评估

软骨发育不全患者的临床表现略有差异。为了确定软骨发育不全患者的疾病程度,推荐进行以下评估:

  • 临床遗传咨询,如可行的话,与治疗骨发育不良患儿经验丰富的临床医生一起咨询
  • 记录身长、体重和头围,并与软骨发育不全特异性生长标准比较
  • 评估颅颈交界区包括神经系统病史和查体、颅颈交界区的CT检查以及多导睡眠图分析
  • 颅脑基线CT

对症处理

美国儿科学会遗传学委员会概述了对于管理软骨发育不全患儿的建议[Trotter et al 2005]。 委员会的建议旨在补充关于治疗患儿平均身高的指南。最近的一篇综述[Pauli 2010]更新了Trotter et al [2005]中的信息。

推荐(但不限于)包括以下内容:

矮小

  • 许多研究已经评估发现生长激素(GH)的应用可作为软骨发育不全矮小的一种可行的治疗[Seino et al 2000, Kanaka-Gantenbein 2001, Kanazawa et al 2003].
    • 一般来说,应用于该病的效果和其他疾病一样均显示初期生长加速,但随着时间的推移效果逐渐减弱。
    • 对于成年身高的影响似乎效果并不显著。
  • 使用多种方法延长肢体长度对部分患者仍然是一个选择。可能增高12-14英寸[Peretti et al 1995, Ganel & Horoszowski 1996, Yasui et al 1997, Aldegheri & Dall’Oca 2001]。
    • 虽然有些人主张手术可以早至6-8岁进行,但许多儿科医生、临床遗传学家和伦理学家主张推迟手术直到患儿能参与做出明智的决定。
    • 至少在北美洲,只有少部分患者选择接受延长肢体长度。美国小身材医学咨询委员会发表了一份关于肢体延长术应用的声明。

肥胖. 避免肥胖的措施应从幼儿开始。

  • 针对软骨发育不全特异性的标准体重和身高体重坐标[Hunter et al 1996, Hoover-Fong et al 2007]应该用于监测病程进展。
  • 注意应用于软骨发育不全患者的体质指数尚未标准化,可能会引起误导;因此,体质指数不应该用于该病患者,待确定正常范围后方可应用。

脑积水

  • 若出现颅内压增高,转诊患者至神经外科医生是必要的。
  • 基于推测的引起患者脑积水的作用机制,脑室腹腔分流术而不是第三脑室造瘘术可能是恰当的。

颅颈交界区压迫

  • 需要枕下减压的最佳适应症包括:
    • 下肢反射亢进或阵挛
    • 多导睡眠图显示中枢性低通气
    • 颅颈交界区的CT检查结果和与软骨发育不全患儿标准值的比较,发现枕骨大孔径减小[Pauli et al 1995]。
  • 若是有明显的压迫症状,应紧急转诊至小儿神经外科医生行减压手术[Bagley et al 2006]。

阻塞性睡眠呼吸暂停

  • 治疗包括以下内容:
    • 扁桃体切除术
    • 减轻体重
    • 持续气道正压通气
    • 少数病例可行气管切开
  • 这些干预措施可以改善睡眠障碍和神经功能[Waters et al 1995]。
  • 罕见情况下,梗阻严重到需要气管切开,手术干预提升面中部已被用于缓解上呼吸道梗阻[Elwood et al 2003]。

中耳功能障碍

  • 频发性中耳炎、持续性中耳流液以及随之而来的听力丧失可按需行常规处理。
  • 在筛查过程中出现任何可疑应在患儿2岁时进行语言评估。

内翻畸形

  • 已发表手术干预的标准[Kopits 1980, Pauli 2010].
  • 出现进行性、有症状的腿弯曲应及时转诊至骨科。可以选择多种干预措施(如外翻截骨术、旋转截骨术,8-plates指导生长)。

    社会化

    • 由于软骨发育不全患者有明显的矮身材,患者和其家庭可能会在社会化过程和学校适应方面遭遇困难。
    • 支持团体(见资源),如美国小身材委员会Inc (LPA),可以通过同伴支持、个人举例和社会意识项目帮助遇到问题的家庭。
    • 关于就业、教育、残疾权利、矮小患儿的收养、医疗、合身服装、自适应装备和育儿的信息可以通过全国通讯、研讨会和讲习班获取。

预防并发症

对于软骨发育不全可能出现的并发症问题,可见对症处理监测

监测

美国儿科学会的临床报告纳入了监测指南[Trotter et al 2005]。

生长. 每个内科医生应使用为软骨发育不全标准化的生长曲线来监测身高和体重[Horton et al 1978, Hoover-Fong et al 2007]。

发育. 在婴儿期和幼儿期筛查发育里程碑,并与软骨发育不全的特征进行比较[Fowler et al 1997, Ireland et al 2010]。

头颅增长和脑积水的风险

  • 婴儿期颅脑完全基线CT扫描(或MRI)
  • 应用软骨发育不全标准化生长曲线监测儿童期的头围[Horton et al 1978]

颅颈交界区

  • 每名婴儿都应该有婴儿期颅颈交界区的CT扫描(或MRI),并与诊断特异性标准比较枕骨大孔的大小[Hecht et al 1989]。
  • 在婴儿期应行整夜多导睡眠图,对于评估颅颈交界区功能的重要特征进行解读[Pauli et al 1995]。
  • 神经系统检查包括脊髓型颈椎病的体征应纳入婴儿和儿童的查体项目。

睡眠呼吸暂停

  • 就睡眠呼吸暂停的症状和体征进行深入探究。
  • 若出现令人担忧的夜间或白天特征,则应完善多导睡眠监测。

耳朵和听力

  • 新生儿听力筛查外,每个婴儿应该有大约一年的鼓室测压和行为测听的评估。
  • 应在儿童期寻找中耳问题或听力丧失的征象。

脊柱后凸畸形

  • 三岁前的婴儿和儿童脊柱应每六个月进行临床评估。
  • 若出现严重的脊柱后凸畸形,需要进行影像学评估(根据年龄侧坐或站,侧向横断面俯卧或仰卧于垫枕)。

腿. 临床评估腿弯曲和/或胫骨内扭转发展应是每次物理评估的一部分。

椎管狭窄. 由于软骨发育不全成年患者由椎管狭窄的风险,因此每3-5年的临床病史和神经系统检查对于成年患者是必要的。

适应差异. 关于社会适应能力的调查应该是每个主治医师询问的一部分。

避免药物/情况

特别是在儿童期,一定要注意颅颈交界区脊髓损伤的风险。包括限制碰撞运动(如美式足球、冰球、橄榄球)、蹦床、跳水板跳水、体操跳马以及和膝盖或脚倒挂于操场设备等活动。

为了减少固定的脊柱角状后凸畸形进一步发展的可能性,已经发表了应避免的相关姿势[Pauli et al 1997]。

该病没有增加骨脆性或关节退化的风险,因而没有叙述相关避免情况。

亲属风险的评估

有关因遗传咨询目的检测高危亲属的部分可见遗传咨询

妊娠管理

当平均身高的孕妇孕育着软骨发育不全的胎儿时,头盆不称必须采用剖宫产。

患有软骨发育不全的孕妇症由于其骨盆小必须采用剖宫产。

处于研究阶段的治疗方法

通过搜索ClinicalTrials.gov可获取针对各种疾病的临床研究信息。注意:该病可能没有临床试验。

遗传咨询

遗传咨询是提供患者和其家庭关于遗传性疾病的性质、遗传方式和可能带来的影响等信息,以帮助他们作出明智的医疗和符合个人情况的决定。下面叙述的部分涉及遗传风险评估,以及通过家族史和遗传检测来明确家庭成员的遗传状态。这一部分并不意味着解决所有患着可能面临个人、文化或伦理问题,或是替代遗传学专家的专业咨询。—ED.

遗传模式

软骨发育不全以常染色体显性遗传模式遗传。

家庭成员的风险

先证者的父母

先证者的同胞

先证者的后代

  • 软骨发育不全患者的后代遗传突变的等位基因几率为50%。
  • 伴侣身高正常的软骨发育不全患者孕育软骨发育不全患儿的风险为50%。
  • 当父母双方均患有软骨发育不全,他们的后代身高正常的几率为25%,患有该 病的几率为50%,患有纯合性软骨发育不全(致死性)的几率为25%。
  • 因为许多身材矮小的人相互结婚生育,软骨发育不全患者的后代可能会有两种显性遗传性骨生长障碍疾病双杂合性的风险。这样的患者表型可能是不同于他们的父母[Flynn & Pauli 2003]。当先证者和其患有不同显性遗传性骨骼发育不良的伴侣生育,他们的后代身高正常的几率有25%,患有与父方相同的骨发育不良疾病的几率为25%,患有与母方相同的骨发育不良疾病的几率为25%,还有25%的风险可能遗传父母双方的致病性变异并可能导致潜在的不良转归。

先证者的其他家庭成员. 其他家庭成员的患病风险取决于患儿父母的情况。若父母也是患者,他或她的家庭成员也会有患病风险。

遗传咨询的相关问题

显然是新生(de novo)致病性变异 家庭的考量. 当常染色体显性遗传病先证者的父母均无该病临床证据时,先证者很有可能携带了一个新生(de novo)的致病性变异。然而,也可能存在一些非医学解释的情况包括非生物学父母(如辅助生殖)或秘密收养。

生育规划

  • 孕前是进行遗传风险检测和讨论产前检查可行性的最佳时机。
  • 对年轻成年患者进行遗传咨询(包括讨论后代潜在风险和生殖选择)是恰当的。

DNA库 用于储存DNA(通常从白细胞中提取),以备将来使用。由于目前的测试方法以及我们对基因、等位基因变异和疾病的理解有限,而很有可能在未来得以改善,因此应考虑存放患者的DNA。

产前检测

高危妊娠. 高危妊娠指父母双方或一方患有软骨发育不全。通常在约15至18周孕龄进行羊膜穿刺术或者在约10至12周孕龄行绒毛膜绒毛取样(CVS),通过分析提取到的胎儿细胞DNA来进行高危妊娠的产前诊断[Bellus et al 1994, Shiang et al 1994]。在产前检测之前,必须确定患病的父母的致病性等位基因

注意:孕龄以月经周表示,从最后一次正常月经的第一天计算或通过超声测量。

低风险妊娠. 常规产前超声检查可通过发现肢体短来提示胎儿可能(未知存在风险)患有软骨发育不全。

Krakow et al [2003]描述了孕期从16至28周孕龄使用三维超声检查来加强对面部特征、四肢骨骼和肢体相对比例的评估。Ruano et al [2004]结合三维超声和宫内三维螺旋CT(3D HCT)来提高诊断宫内骨发育不良的准确性,]。

胚胎植入前遗传学诊断(PGD) 一些已确定致病性变异的家庭可选择该检测。

资源

为了该病患者及其家庭成员的获益,GeneReviews的员工已经选择了以下针对特异性疾病和/或总GeneReviews疾病的支持组织和/或注册组织。GeneReviews不为其他组织提供的信息承担责任 。有关选择组织的标准,请点击 这里获取详情信息。

  • My46 Trait Profile
  • National Library of Medicine Genetics Home Reference
  • NCBI Genes and Disease
  • Child Growth Foundation
    United Kingdom
  • Human Growth Foundation (HGF)
    997 Glen Cove Avenue
    Suite 5
    Glen Head NY 11545
    Phone: 800-451-6434 (toll-free)
    Fax: 516-671-4055
    Email: hgf1@hgfound.org
  • Little People of America, Inc. (LPA)
    250 El Camino Real
    Suite 201
    Tustin CA 92780
    Phone: 888-572-2001 (toll-free); 714-368-3689
    Fax: 714-368-3367
    Email: info@lpaonline.org
  • MAGIC Foundation
    6645 West North Avenue
    Oak Park IL 60302
    Phone: 800-362-4423 (Toll-free Parent Help Line); 708-383-0808
    Fax: 708-383-0899
    Email: ContactUs@magicfoundation.org
  • Medline Plus
  • International Skeletal Dysplasia Registry
    UCLA
    615 Charles E. Young Drive
    South Room 410
    Los Angeles CA 90095-7358
    Phone: 310-825-8998
    Email: AZargaryan@mednet.ucla.edu

分子遗传学

以下分子遗传学和OMIM表格里的信息可能与GeneReview的其他部分的信息不一致:表格中可能含有更多最新的信息。—ED

表 A.

软骨发育不全:基因和数据库

基因 染色体位点 蛋白 位点特异性 HGMD
FGFR3 4p16​.3 成纤维细胞生长因子受体3 FGFR3 @ LOVD FGFR3
 

数据从以下标准参考资料中收集:基因信息来自HGNC;染色体位点、位点名称、关键区域、基因互补群信息来自OMIM;蛋白信息来自UniProt。数据库(Locus Specific、HGMD)的相关描述提供了超链接,请点击这里。

表 B.

软骨发育不全OMIM词条(查看OMIM的全部

100800 软骨发育不全;ACH
134934 成纤维细胞生长因子受体3;FGFR3

基因结构 4.3-kb长度的cDNA含19个外显子,编码806个氨基酸残基的蛋白质(异构体1)。

致病性变异 超过99%的软骨发育不全患者携带两种FGFR3致病性变异中的一个。 核苷酸1138位两种不同的碱基替换都可导致氨基酸的改变 p.Gly380Arg (表2)。 在核苷酸其他位置的致病性变异也有报道。(更多信息可见表A,HGMD)

表 2.

选择的软骨发育不全FGFR3致病性变异

DNA核苷酸的改变 预测的蛋白质变化 参考序列
c.1138G>A p.Gly380Arg NM_000142​.4
NP_000133​.1
c.1138G>C p.Gly380Arg
 

注意变异分类:表格中列出的变异由作者提供。GeneReviews的员工没有独立验证变异的分类。

 

注意命名:GeneReviews遵循人类基因组变异协会(www​.hgvs.org )的标准命名规定。见快速参考对于命名的解释。

正常基因产物 成纤维细胞生长因子受体3。成熟的FGFR3蛋白,如同所有的FGFRs,是一个跨膜酪氨酸激酶受体,伴由三个免疫球蛋白(Ig)子域、一个跨膜结构域、和一个分离的胞内酪氨酸激酶结构域组成的胞外配体结合结构域[Laederich & Horton 2010]。FGFR基因的选择性剪接位点导致组织特异性的蛋白异构体[Chellaiah et al 1994].

FGFR3被多种成纤维细胞生长因子(FGFs)激活[Ornitz 2005]。 结合导致受体二聚体化、酪氨酸激酶反式激活和酪氨酸残基的磷酸根转移[Plotnikov et al 1999]。这些修饰引起许多下游信号转导通路的激活,包括信号转导和转录激活因子(STAT)和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)[Deng et al 1996, Eswarakumar et al 2005]。 总的来说,这些次级通路导致软骨细胞增殖和分化减慢[Dailey et al 2003]。

异常基因产物 导致软骨发育不全的致病性变异p.Gly380Arg,引起骨生长负调节因子FGFR3组成性激活对软骨细胞增殖和分化起抑制作用[Horton & Degnin 2009]。事实上,骨发育不良的家族成员包括软骨发育不良、软骨发育不全、SADDAN发育不良以及致死性骨发育不良I型和II型[Spranger 1985]都是等位基因FGFR3致病性变异致FGFR3级联激活的结果[Naski et al 1996, Vajo et al 2000]。虽然引起软骨发育不全的FGFR3致病性变异的详细机制仍未阐明,但其最终的结果是过度抑制生长板软骨细胞信号[Ornitz 2005],主要看来是通过MAPK通路[Zhang et al 2006]。多种治疗方法启发于目前对于FGFs、FGFRs、MAPK以及MAPK通路相互作用的蛋白如C型钠尿肽的了解[Yasoda et al 2004, Kake et al 2009, Laederich & Horton 2010].

参考资料

引用文献

  1. 1"> Ain MC, Shirley ED. Spinal fusion for kyphosis in achondroplasia. J Pediatr Orthop. 2004;24:541–5. [PubMed]
  2. Aldegheri R, Dall’Oca C. Limb lengthening in short stature patients. J Pediatr Orthop B. 2001;10:238–47. [PubMed]
  3. Almeida MR, Campos-Xavier AB, Medeira A, Cordeiro I, Sousa AB, Lima A, Soares G, Rocha M, Saraiva J, Ramos L, Sousa S, Marcelino JP, Correia A, Santos HG. Clinical and molecular diagnosis of the skeletal dysplasia associated with mutations in the gene encoding fibroblast growth factor receptor 3 (FGFR3) in Portugal. Clin Genet. 2009;75:150–6. [PubMed]
  4. Alatzoglou KS, Hindmarsh PC, Brain C, Torpiano J, Dattani MT. Acanthosis nigricans and insulin sensitivity in patients with achondroplasia and hypochondroplasia due to FGFR3 mutations. J Clin Endocrinol Metab. 2009;94:3959–63. [PubMed]
  5. Bagley CA, Pindrik JA, Bookland MJ, Camara-Quintana JQ, Carson BS. Cervicomedullary decompression for foramen magnum stenosis in achondroplasia. J Neurosurg. 2006;104:166–72. [PubMed]
  6. Bellus GA, Bamshad MJ, Przylepa KA, Dorst J, Lee RR, Hurko O, Jabs EW, Curry CJ, Wilcox WR, Lachman RS, Rimoin DL, Francomano CA. Severe achondroplasia with developmental delay and acanthosis nigricans (SADDAN): phenotypic analysis of a new skeletal dysplasia caused by a Lys650Met mutation in fibroblast growth factor receptor 3. Am J Med Genet. 1999;85:53–65. [PubMed]
  7. Bellus GA, Escallon CS, Ortiz de Luna R, Shumway JB, Blakemore KJ, McIntosh I, Francomano CA. First-trimester prenatal diagnosis in couple at risk for homozygous achondroplasia. Lancet. 1994;344:1511–2. [PubMed]
  8. Bellus GA, Hefferon TW, Ortiz de Luna RI, Hecht JT, Horton WA, Machado M, Kaitila I, McIntosh I, Francomano CA. Achondroplasia is defined by recurrent G380R mutations of FGFR3. Am J Hum Genet. 1995;56:368–73. [PMC free article ] [PubMed]
  9. Berkowitz RG, Grundfast KM, Scott C, Saal H, Stern H, Rosenbaum K. Middle ear disease in childhood achondroplasia. Ear Nose Throat J. 1991;70:305–8. [PubMed]
  10. Carlisle ES, Ting BL, Abdullah MA, Skolasky RL, Schkrohowsky JG, Yost MT, Rigamonti D, Ain MC. Laminectomy in patients with achondroplasia. The impact of time to surgery on long-term function. Spine. 2011;36:886–92. [PubMed]
  11. Chellaiah AT, McEwen DG, Werner S, Xu J, Ornitz DM. Fibroblast growth factor receptor (FGFR) 3. Alternative splicing in immunoglobulin-like domain III creates a receptor highly specific for acidic FGF/FGF-1. J Biol Chem. 1994;269:11620–7. [PubMed]
  12. Chitty LS, Griffin DR, Meaney C, Barrett A, Khalil A, Pajkrt E, Cole TJ. New aids for the non-invasive prenatal diagnosis of achondroplasia: dysmorphic features, charts of fetal size and molecular confirmation using cell-free DNA in maternal plasma. Ultrasound Obstet Gynecol. 2011;37:283–9. [PubMed]
  13. Dailey L, Laplantine E, Priore R, Basilico C. A network of transcriptional and signaling events is activated by FGF to induce chondrocytes growth arrest and differentiation. J Cell Biol. 2003;161:1053–66. [PMC
  14. Elwood ET, Burstein FD, Graham L, Williams JK, Paschal M. Midface distraction to alleviate upper airway obstruction in achondroplastic dwarfs. Cleft Palate Craniofac J. 2003;40:100–3. [PubMed]
  15. Eswarakumar VP, Lax I, Schlessinger J. Cellular signaling by fibroblast growth factor receptors. Cytokine Growth Factor Rev. 2005;16:139–49. [PubMed]
  16. Flynn MA, Pauli RM. Double heterozygosity in bone growth disorders: four new observations and review. Am J Med Genet A. 2003;121A:193–208. [PubMed]
  17. Fowler ES, Glinski LP, Reiser CA, Horton VK, Pauli RM. Biophysical bases for delayed and aberrant motor development in young children with achondroplasia. J Dev Behav Pediatr. 1997;18:143–50. [PubMed]
  18. Ganel A, Horoszowski H. Limb lengthening in children with achondroplasia. Differences based on gender. Clin Orthop. 1996;(332):179–83. [PubMed]
    omano CA, Horton WA, Annegers JF. Mortality in achondroplasia. Am J Hum Genet. 1987;41:454–64. [PMC free article ] [PubMed]
  • Hecht JT, Hood OJ, Schwartz RJ, Hennessey JC, Bernhardt BA, Horton WA. Obesity in achondroplasia. Am J Med Genet. 1988;31:597–602. [PubMed]
  • Hecht JT, Horton WA, Reid CS, Pyeritz RE, Chakraborty R. Growth of the foramen magnum in achondroplasia. Am J Med Genet. 1989;32:528–35. [PubMed]
  • Henderson S, Sillence D, Loughlin J, Bennetts B, Sykes B. Germline and somatic mosaicism in achondroplasia. J Med Genet. 2000;37:956–8. [PMC free article ] [PubMed]
  • Ho NC, Guarnieri M, Brant LJ, Park SS, Sun B, North M, Francomano CA, Carson BS. Living with achondroplasia: quality of life evaluation following cervicomedullary decompression. Am J Med Genet A. 2004;131:163–7. [PubMed]
  • Hoover-Fong JE, McGready J, Schulze KJ, Barnes H, Scott CI. Weight for age charts for children with achondroplasia. Am J Med Genet A. 2007;143A:2227–35. [PubMed]
  • Horton WA, Degnin CR. FGFs in endochondral skeletal development. Trends Endocrinol Metab. 2009;20:341–8. [PubMed]
  • Horton WA, Rotter JI, Rimoin DL, Scott CI, Hall JG. Standard growth curves for achondroplasia. J Pediatr. 1978;93:435–8. [PubMed]
  • Huggins MJ, Smith JR, Chun K, Ray PN, Shah JK, Whelan DT. Achondroplasia-hypochondroplasia complex in a newborn infant. Am J Med Genet. 1999;84:396–400. [PubMed]
  • Hunter AG, Hecht JT, Scott CI. Standard weight for height curves in achondroplasia. Am J Med Genet. 1996;62:255–61. [PubMed]
  • Kahanovitz N, Rimoin DL, Sillence DO. The clinical spectrum of lumbar spine disease in achondroplasia. Spine. 1982;7:137–40. [PubMed]
  • Kake T, Kitamura H, Adachi Y, Yoshioka T, Watanabe T, Matsushita H, Fujii T, Kondo E, Tachibe T, Kawase Y, Jishage K, Yasoda A, Mukovama M, Nakao K. Chronically elevated plasma c-type natriuretic peptide level stimulates skeletal growth in transgenic mice. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2009;297:E1339–48. [PubMed]
  • Kanaka-Gantenbein C. Present status of the use of growth hormone in short children with bone diseases (diseases of the skeleton). J Pediatr Endocrinol Metab. 2001;14:17–26. [PubMed]
  • Kanazawa H, Tanaka H, Inoue M, Yamanaka Y, Namba N, Seino Y. Efficacy of growth hormone therapy for patients with skeletal dysplasia. J Bone Miner Metab. 2003;21:307–10. [PubMed]
  • Kopits SE. Correction of bowleg deformity in achondroplasia. Johns Hopkins Med J. 1980;146:206–9. [PubMed]
  • Kopits SE. Orthopedic aspect of achondroplasia in children. Basic Life Sci. 1988a;48:189–97. [PubMed]
  • Kopits SE. Thoracolumbar kyphosis and lumbosacral hyperlordosis in achondroplastic children. Basic Life Sci. 1988b;48:241–55. [PubMed]
  • Krakow D, Williams J 3rd, Poehl M, Rimoin DL, Platt LD. Use of three-dimensional ultrasound imaging in the diagnosis of prenatal-onset skeletal dysplasias. Ultrasound Obstet Gynecol. 2003;21:467–72. [PubMed]
  • Inan M, Thacker M, Church C, Miller F, Mackenzie WG, Conklin D. Dynamic lower extremity alignment in children with achondroplasia. J Pediatr Orthop. 2006;26:526–9. [PubMed]
  • Ireland PJ, Johnson S, Donaghey S, Johnston L, McGill J, Zankl A, Ware RS, Pacey V, Ault J, Savarirayan R, Sillence D, Thompson E, Townshend S. Developmental milestones in infants and young Australasian children with achondroplasia. J Dev Behav Pediatr. 2010;31:41–47. [PubMed]
  • Laederich MB, Horton WA. Achondroplasia: pathogenesis and implications for future treatment. Curr Opin Pediatr. 2010;22:516–23. [PubMed]
  • Langer LO, Baumann PA, Gorlin RJ. Achondroplasia. Am J Roentgenol Radium Ther Nucl Med. 1967;100:12–26. [PubMed]
  • Langer LO Jr, Schaefer GB, Wadsworth DT. Patient with double heterozygosity for achondroplasia and pseudoachondroplasia, with comments on these conditions and the relationship between pseudoachondroplasia and multiple epiphyseal dysplasia, Fairbank type. Am J Med Genet. 1993;47:772–81. [PubMed]
  • Lim JH, Kim MJ, Kim SY, Kim HO, Song MJ, Kim MH, Park SY, Yang JH, Ryu HM. Non-invasive prenatal detection of achondroplasia using circulating fetal DNA in maternal plasma. J Assist Reprod Genet. 2011;28:167–72. [PMC free article ] [PubMed]
  • Lonstein JE. Treatment of kyphosis and lumbar stenosis in achondroplasia. Basic Life Sci. 1988;48:283–92. [PubMed]
  • McKusick VA, Kelly TE, Dorst JP. Observations suggesting allelism of the achondroplasia and hypochondroplasia genes. J Med Genet. 1973;10:11–6. [PMC free article ] [PubMed]
  • Mettler G, Fraser FC. Recurrence risk for sibs of children with “sporadic” achondroplasia. Am J Med Genet. 2000;90:250–1. [PubMed]
  • Naski MC, Wang Q, Xu J, Ornitz DM. Graded activation of fibroblast growth factor receptor 3 by mutation causing achondroplasia and thanatophoric dysplasia. Nat Genet. 1996;13:233–7. [PubMed]
  • Natacci F, Baffico M, Cavallari U, Bedeschi MF, Mura I, Paffoni A, Setti PL, Baldi M, Lalatta F. Germline mosaicism in achondroplasia detected in sperm DNA of the father of three affected sibs. Am J Med Genet A. 2008;146A:784–6. [PubMed]
  • Nelson FW, Hecht JT, Horton WA, Butler IJ, Goldie WD, Miner M. Neurological basis of respiratory complications in achondroplasia. Ann Neurol. 1988;24:89–93. [PubMed]
  • Oberklaid F, Danks DM, Jensen F, Stace L, Rosshandler S. Achondroplasia and hypochondroplasia. Comments on frequency, mutation rate, and radiological features in skull and spine. J Med Genet. 1979;16:140–6. [PMC free article ] [PubMed]
  • Ornitz DM. FGF signaling in the developing endochondral skeleton. Cytokine Growth Factor Rev. 2005;16:205–13. [PMC free article ] [PubMed]
  • Orioli IM, Castilla EE, Scarano G, Mastroiacovo P. Effect of paternal age in achondroplasia, thanatophoric dysplasia, and osteogenesis imperfecta. Am J Med Genet. 1995;59:209–17. [PubMed]
  • Pauli RM, Horton VK, Glinski LP, Reiser CA. Prospective assessment of risks for cervicomedullary-junction compression in infants with achondroplasia. Am J Hum Genet. 1995;56:732–44. [PMC free article ] [PubMed]
  • Pauli RM, Breed A, Horton VK, Glinski LP, Reiser CA. Prevention of fixed, angular kyphosis in achondroplasia. J Pediatr Orthop. 1997;17:726–33. [PubMed]
  • Pauli RM. Achondroplasia. In Cassidy SB, Allanson JE, eds. Management of Genetic Syndromes. 3 ed. New York, NY: John Wiley & Sons. 2010:17-37.
    Marzorati S. Staged lengthening in the prevention of dwarfism in achondroplastic children: a preliminary report. J Pediatr Orthop B. 1995;4:58–64. [PubMed]
  • Pierre-Kahn A, Hirsch JF, Renier D, Metzger J, Maroteaux P. Hydrocephalus and achondroplasia. A study of 25 observations. Childs Brain. 1980;7:205–19. [PubMed]
  • Plotnikov AN, Schlessinger J, Hubbard SR, Mohammadi M. Structural basis for FGF receptor dimerization and activation. Cell. 1999;98:641–50. [PubMed]
  • Pyeritz RE, Sack GH, Udvarhelyi GB. Thoracolumbar laminectomy in achondroplasia: Long-term results in 22 patients. Am J Med Genet. 1987;28:433–44. [PubMed]
  • Ross JL, Bellus G, Scott CI Jr, Abboudi J, Grigelioniene G, Zinn AR. Mesomelic and rhizomelic short stature: The phenotype of combined Leri-Weill dyschondrosteosis and achondroplasia or hypochondroplasia. Am J Med Genet A. 2003;116A:61–5. [PubMed]
  • Rousseau F, Bonaventure J, Legeai-Mallet L, Pelet A, Rozet JM, Maroteaux P, Le Merrer M, Munnich A. Mutations of the fibroblast growth factor receptor-3 gene in achondroplasia. Horm Res. 1996;45:108–10. [PubMed]
  • Ruano R, Molho M, Roume J, Ville Y. Prenatal diagnosis of fetal skeletal dysplasias by combining two-dimensional and three-dimensional ultrasound and intrauterine three-dimensional helical computer tomography. Ultrasound Obstet Gynecol. 2004;24:134–40. [PubMed]
  • Seino Y, Yamanaka Y, Shinohara M, Ikegami S, Koike M, Miyazawa M, Inoue M, Moriwake T, Tanaka H. Growth hormone therapy in achondroplasia. Horm Res. 2000;53:53–6. [PubMed]
  • Shiang R, Thompson LM, Zhu YZ, Church DM, Fielder TJ, Bocian M, Winokur ST, Wasmuth JJ. Mutations in the transmembrane domain of FGFR3 cause the most common genetic form of dwarfism, achondroplasia. Cell. 1994;78:335–42. [PubMed]
  • Sisk EA, Heatley DG, Borowski BJ, Levenson GE, Pauli RM. Obstructive sleep apnea in children with achondroplasia: surgical and anesthetic considerations. Otolaryngol Head Neck Surg. 1999;120:248–54. [PubMed]
  • Sobetzko D, Braga S, Rudeberg A, Superti-Furga A. Achondroplasia with the FGFR3 1138g-->a (G380R) mutation in two sibs sharing a 4p haplotype derived from their unaffected father. J Med Genet. 2000;37:958–9. [PMC free article ] [PubMed]
  • Sommer A, Young-Wee T, Frye T. Achondroplasia-hypochondroplasia complex. Am J Med Genet. 1987;26:949–57. [PubMed]
  • Spranger J. Pattern recognition in bone dysplasias. Prog Clin Biol Res. 1985;200:315–42. [PubMed]
  • Steinbok P, Hall J, Flodmark O. Hydrocephalus in achondroplasia: The possible role of intracranial venous hypertension. J Neurosurg. 1989;71:42–8. [PubMed]
  • Stokes DC, Phillips JA, Leonard CO, Dorst JP, Kopits SE, Trojak JE, Brown DL. Respiratory complications of achondroplasia. J Pediatr. 1983;102:534–41. [PubMed]
  • Stoll C, Roth MP, Bigel P. A reexamination on parental age effect on the occurrence of new mutations for achondroplasia. Prog Clin Biol Res. 1982;104:419–26. [PubMed]
  • Tasker RC, Dundas I, Laverty A, Fletcher M, Lane R, Stocks J. Distinct patterns of respiratory difficulty in young children with achondroplasia: A clinical, sleep, and lung functions study. Arch Dis Child. 1998;79:99–108. [PMC ed/9797588">PubMed]
  • Trotter TL, Hall JG., American Academy of Pediatrics Committee on Genetics. Health supervision for children with achondroplasia. Pediatrics. 2005;116:771–83. [PubMed]
  • Vajo Z, Francomano CA, Wilkin DJ. The molecular and genetic basis of fibroblast growth factor receptor 3 disorders: the achondroplasia family of skeletal dysplasias, Muenke craniosynostosis, and Crouzon syndrome with acanthosis nigricans. Endocr Rev. 2000;21:23–39. [PubMed]
  • Waters KA, Everett F, Sillence DO, Fagan ER, Sullivan CE. Treatment of obstructive sleep apnea in achondroplasia: evaluation of sleep, class="bk_ref" id="achondroplasia.REF.wynn.2007.2502"> Wynn J, King TM, Gambello MJ, Waller DK, Hecht JK. Mortality in achondroplasia study: A 42-year follow-up. Am J Med Genet A. 2007;143A:2502–11. [PubMed]
  • Yasoda A, Komatsu Y, Chusho H, Miyazawa T, Ozasa A, Miura M, Kurihara T, Rogi T, Tanaka S, Suda M, Tamura N, Ogawa Y, Nakao K. Overexpression of CNP in chondrocytes rescues achondroplasia through a MAPK-dependent pathway. Nat Med. 2004;10:80–6. [PubMed]
  • Yasui N, Kawabata H, Kojimoto H, Ohno H, Matsuda S, Araki N, Shimomura Y, Ochi T. Lengthening of the lower limbs in patients with achondroplasia and hypochondroplasia. Clin Orthop. 1997;(344):298–306. [PubMed]
  • Young ID, Ruggins NR, Somers JM, Zuccollo JM, Rutter N. Lethal skeletal dysplasia owing to double heterozygosity for achondroplasia and spondyloepiphyseal dysplasia congenita. J Med Genet. 1992;29:831–3. [PMC free article ] [PubMed]
  • Zankl A, Elaki G, Susman RD, Inglis G, Gardener G, Buckley MF, Roscioli T. Prenatal and postnatal presentation of severe achondroplasia with developmental delay and acanthosis nigricans (SADDAN) due to the FGFR3 Lys650Met mutation. Am J Med Genet A. 2008;146A:212–8. [PubMed]
  • Zhang R, Murakami S, Coustry F, Wang Y, deCrombrugghe B. Constitutive activation of MKK6 in chondrocytes of transgenic mice inhibits proliferation and delays endochondral bone formation. Proc Natl Acad Sci USA. 2006;103:365–70. [PMC free article ] [PubMed]
  • Chapter Notes

    Author History

    Clair A Francomano, MD; National Institutes of Health (1998-2012)
    Richard M Pauli, MD, PhD (2012-present)
    Douglas J Wilkin, PhD; Federal Bureau of Investigation (1998-2001)

    Revision History

    • 16 February 2012 (me) Comprehensive update posted live
    • 9 January 2006 (me) Comprehensive update posted to live Web site
    • 31 July 2003 (me) Comprehensive update posted to live Web site
    • 8 March 2001 (me) Comprehensive update posted to live Web site
    • 12 October 1998 (pb) Review posted to live Web site
    • 26 June 1998 (cf) Original submission