先天性小耳畸形病因

先天性小耳畸形（microtia）也称小耳畸形综合症，在我国是一种较常见的先天畸形，发病率约为1/7000^[1]，在头面部先天畸形中位居第二，次于先天性唇腭裂畸形。先天性小耳畸形家族性病例少见，多以散发病例出现。江苏省中医院整形外科刘宁

先天性小耳畸形是源于胚胎期第一、二鳃弓、第一咽囊、第一鳃裂和颞骨原基的颅骨结构发育不良的一组先天性畸形，它包括单双侧外耳、中耳、颞骨、颧骨、上颌骨、下颌骨、面部表情肌、咀嚼肌、腮腺和颅神经发育不良，其中小耳畸形是该综合征的特征性表现之一^[22]。该畸形临床主要表现为外耳形态改变，外耳的基本结构消失或部分消失，仅有残余耳软骨及部分耳垂，甚至没有上述结构，而且常伴有外耳道闭锁、中耳畸形和颌面部畸形等症状,小耳畸形以单侧较多见，双侧畸形少见^[23]。

先天性小耳畸形是一种多基因遗传病（又称多因子遗传病或复杂性疾病），即指由许多对微效累加基因和某些环境因素共同作用而引起的一种遗传病。先天性小耳畸形的出现与胚胎发育期耳廓发育障碍密切相关，在胚胎发育过程中，任何病原体、遗传因素或其他因素影响了第一、二鳃弓的正常发育，就会产生先天性小耳畸形，然而到目前为止，先天性小耳畸形的具体发病原因仍不清楚，但近些年来，国内外学者的研究使我们对先天性小耳畸形的发病有了一定的认识，本文就将近些年来国内外学者对先天性小耳畸形发病的环境和遗传因素研究作一综述。

一，环境因素

    国内外学者曾先后对先天性小耳畸形的父母进行调查研究并统计分析，发现一些环境因素可能对先天性小耳畸形的发病起了一定的作用。

    1994年Jones KL等学者首先调查了194例孕早期((3个月)感染水痘病的孕妇，发现水痘病毒感染可能与先天性小耳畸形发病有关^[24]。1996年Lopez-Camelo JS等学者在调查了拉丁美洲24个地区自1967年到1989年23年间的2,159,065例出生缺陷病例，并采用病例－对照研究分析相关的危险因素后，发现在孕早期((3个月)患儿母亲患急性感染性疾病是导致小耳畸形综合征发生的危险因素^[25]，我国学者庄洪兴等人也认为先天性小耳畸形的发病可能与母亲孕早期病毒感染有关^[26]，而且2004年蒋文杰等在对212例先天性小耳畸形患者父母的问卷调查中也发现小耳畸形综合征的发病可能与母亲在孕期尤其是孕早期患上呼吸道感染及某些免疫性疾病相关^[27]。

母亲孕期某些药物的使用也可能导致了先天性小耳畸形的出现，如维甲酸类药物的应用，虽然维甲酸类药物是一种能调节上皮增殖，稳定细胞膜，具有抗炎、抗癌的作用的药物，而且由于其对多种皮肤疾病如痤疮等疗效显著而被广泛应用于皮肤科临床，但是此类药物对人及动物具有很强的致畸作用。1999年Wei等学者就报道13一顺维生素A可能是引起小耳畸形综合征的一个因素，并且经动物实验证实^[28]。2004年蒋文杰等调查也发现，6.2％的患儿母亲在孕前及孕早期曾使用该类药物，这与Wei的研究结果相一致。致畸剂如反应停、镇静剂、视黄酸母亲在妊娠初期的使用也被报道有可能导致耳颌畸形的患儿出生^[5,6,29]。2004年蒋文杰等调查发现，约40%的患儿组母亲在孕前及孕1-3个月时曾服用中草药，较对照组明显增多，因此蒋文杰等推断中草药可能与先天性小耳畸形的发病相关。

    此外，1999年Castilla EE等在对高海拔居民(>2000m)与低海拔居民(<2000m)的出生缺陷病例进行了调查研究后经统计分析发现高海拔可能是先天性小耳畸形发病的危险因素之一^[3]。2004年Shaw GM等研究报道受教育程度高（>12年）的母亲其后代小耳畸形的出现率显著低于那些受教育程度低的母亲，表明小耳畸形的出现可能与母亲的职业有关^[30]。2004年Juan Yang等通过调查及统计分析发现混血儿比非混血儿具有更高的患先天性小耳畸形的风险^[31]。另外，Posowillo1975年通过动物实验发现镫骨动脉在胚胎发育期出现血管畸形，特别是出血和血肿形成扩散，可影响第一、二鳃弓的正常发育，导致耳颌畸形的产生^[7]。

二，遗传因素

因先天性小耳畸形是一种多基因遗传病，不符合孟德尔遗传所具有的质量性状的变异，所以对其易感基因的定位和遗传分析中仍存在很多难题，但近年来对动物实验的一些研究及家系的调查使得遗传因素的研究取得了一些进展。

1994年Naora等研究发现第10染色体的一个插入突变导致半合子小鼠出现小耳畸形的表型，同年，日本的Kurihara等研究发现内皮素-1基因突变的纯合子小鼠也有小耳畸形的表型^[8,9]。

短耳小鼠（short ear，se）畸形是一种常染色体隐性遗传性疾病，具有典型的骨骼发育畸形，特征表现为短耳、体形矮小等，这种畸形是由短耳基因(se)发生突变引起的，1992年，Kingsley等通过染色体步移和外显子捕获技术得知这种突变的基因其实就是骨形态发生蛋白5（BMP5）基因^[10]，1994年Kingsley^[11]和1996年Marker^[12]分别实验研究都表明：BMP5基因的18种形式的突变造成了短耳小鼠畸形的出现，其中大部分突变位于编码BMP5成熟肽的基因序列区，并由此推测，BMP5基因突变与短耳小鼠骨骼发育畸形密切相关。骨形态发生蛋白5（BMP5）是一种二聚体分子，由2个单体以1个二硫键结合而成，结构与转化生长因子－β(TGF-β)相似，因此归属于转化生长因子－β超家族^[10]，BMP5基因ORF（开放阅读框）全长1362bp，编码454个氨基酸的多肽，包括N端的信号肽、中间的前肽以及C端的成熟肽，后者由138个氨基酸组成，而且其中包含有特征性的七个高度保守的半胱氨酸残基，BMP5基因翻译后的前体蛋白经进一步加工修饰，包括切掉信号肽及前肽后，才能得到BMP5的成熟肽，成熟肽均以二聚体形式发挥活性作用^[12]。研究表明，BMP5在启动高等动物骨骼的形态发生中具有重要的作用，在骨骼凝聚区的形成中表达最早，是启动骨骼凝聚区形成的重要原因,在促进间充质细胞凝聚的过程中有重要的诱导作用，并可诱导未分化的间充质细胞向成骨、成软骨细胞分化^[11]。根据以上对短耳小鼠的研究，2002年Amnon Cohen等对一例意大利有小耳畸形表型的患者用测序的方法检测了BMP5基因，但未发现有任何突变^[32]。

Treacher Collins综合症（Treacher Collins syndrome，TCS）也称面下颌骨发育不良综合症（MSD），是一种常染色体显性遗传性疾病^[33-35]，60%的病例为散发出现^[36]，其临床典型症状包括颧骨、下颌发育不良，小耳畸形，外耳道闭锁，睑裂外下垂，唇裂等，1996年，TCS Collaborative Group应用重组cDNA克隆技术和cDNA末端快速扩增法，首先测出了TCOF1基因完整的编码序列，紧接着他们首次发现TCS患者TCOF1基因的5个致病突变（1个错义突变和4个插入突变）^[37]，从此，许多学者开始分别使用PCR-SSCP（聚合酶链反应-单链构像多态性分析）、DNA测序、RFLP（限制性片段长度多态性分析）等不同实验方法来研究家族性和散发性TCS患者TCOF1基因致病突变的情况。迄今为止，已发现TCOF1基因致病突变情况达105种，其中包括16种错义或无义突变、65种缺失突变、15种插入突变、8种剪接位点突变及1种DNA片段重排^[38-43]，其中缺失插入、剪接位点突变引起移码突变，导致终止密码子位置前移，从而提前终止了蛋白质肽链的合成。通过突变型与野生型等位基因转录水平的比较，Gladwin^[40]等发现突变型基因的转录水平有所下降。研究还发现有些位点的突变产生或消除了限制性内切酶酶切位点。虽然大多数致病突变有家族特异性，但研究统计发现近16%的家族存在第24外显子5bp个碱基缺失突变，而且，在105种突变中超过50%的突变集中在外显子10、15、16、23、24，以致这5个外显子被推测为TCOF1基因的突变热点区域。但是到目前为止，所有的突变研究全关注TCOF1基因的外显子及剪接点区域，没有研究基因调控区如启动子等部位是否也存在有价值的致病突变。有病例报道，具有临床典型症状的TCS家族却没有发现26个外显子及剪接位点有致病突变，可能就与启动子或其它调控区有关^[43]。另外，最近研究发现，怀疑在外显子6和外显子7之间有一段231nt的序列也存在TCOF1基因致病突变^[44]。除了以上列举的105种致病突变，TCOF1基因某些位点在人群中有多态性表现，至今共发现20种多态性表现，TCOF1基因编码序列中大约每210bp个碱基就将出现一个多态性表现，20种多态性中绝大多数是单碱基替代突变，而且其中部分改变了氨基酸类型，但被推测并没有改变Treacle蛋白的功能。除了外显子8的S333L替换突变这种多态性，其余19种多态性在TCS患者和正常人群中出现的频率大致相似。目前尚无法判定TCOF1基因多态性与TCS患者间临床症状差异性大有关。

半面短小畸形（Hemifacial microsomia、HFM）是头面部较常见的畸形，其主要临床症状表现为骨骼畸形、肌肉畸形、外耳畸形、其它软组织畸形等^[45]，其患者间临床表现常差异很大，受累轻的有时仅有小耳畸形症状，而较严重的病例除了表现上述症状外，有时还合并其它颅面畸形症状，如唇裂、颊横裂等^[46]。半面短小畸形多以散发病例出现，家族性病例少见。与HFM发病有关的一些染色体异常曾被先后报道，如缺失(5p) ^[47]、单体型(6q)^[48]、缺失(8q)^[49]、三体型18、环状染色体21、缺失(22q)^[48]、重复(22q)^[50,51]、三体型22^[52]和47XXY^[53,54]。为了定位HFM易感基因，2001年Kelberman等学者对某一半面短小畸形家系进行了全基因组连锁分析，将半面短小畸形的易感基因定位于GSC基因，GSC基因的蛋白产物高表达于胚胎形成期第一、二鳃弓部位，而且动物实验也说明GSC基因的纯合突变可产生复杂的耳颌畸形，但Kelberman等学者在对该家系患者以及120例散发的半面短小畸形病例进行GSC基因测序分析，却没有发现任何突变^[21]。

2001年Karen W等学者报道一例先天性小耳畸形合并Diamond-Blackfan贫血（DBA）的表兄弟病例，因25％的DBA病例是由RPS19基因突变引起的，于是Karen W等学者对该表兄弟进行了RPS19基因检测，但没有发现任何突变^[55]。

Goldenhar综合症又称面耳脊柱发育不良综合症（oculoauriculoverbral syndrome , OVAS）,本症主要临床表现包括面部骨发育不良、眼部畸形、耳部畸形如小耳畸形及脊柱畸形等^[56]。1985年Lammer等学者发现胚胎发育时颅神经嵴与鳃弓间充质间的联系被破坏可能导致Goldenhar综合症的发生^[57]。1995年Sutphen等认为MSX基因可能是Goldenhar综合症发病的易感基因^[58]，而且1994年Satokata等和1997年Forest-Potts等学者经动物实验发现MSX基因的突变产生了耳颌畸形的表型^[59,60]。2004年Josifova DJ调查发现染色体不平衡易位t(5;8)(p15.31;p23.1)与Goldenhar综合症的发病有关^[61]。

Branchio-oto-renal (BOR)综合症是一种常染色体显性遗传性疾病，临床主要表现为外耳畸形、听力丧失、肾畸形等^[62,63]。通过连锁分析学者们首先将BOR易感基因定位于染色体8q13.3^[64,65]，随后的研究发现该综合症与EYA1基因的突变有关^[66]，EYA1基因由16个外显子组成，编码559个氨基酸，到目前为止，已有近30种EYA1基因突变被发现，包括各种无义突变、错义突变、移码突变及拼接位点突变等^[67-70]，其中大部分突变集中于外显子8与16之间的基因羧基端。也有学者通过连锁分析将将BOR易感基因定位于染色体14q23.1，并发现SIX1基因的突变也与BOR综合症的发病有关，进一步的研究表明SIX1基因的突变影响了SIX1蛋白与EYA1蛋白的联系^[71]。

Nager综合征也称为肢端、面骨发育异常或Treacher Collins综合征伴肢端异常，其大多数病例为散发型，大部分家系支持常染色体显性遗传，较少家系支持常染色体隐性遗传。Nager综合征的致病基因为AFD，国内外学者对其也进行了基因定位及候选基因等研究。Zoti等^[72]在1例Nager综合征婴儿观察到有明显的X:9平衡易位: 46,X,t(X,9)(p22.1;q32)，第1次提出本病的基因位于9号染色体。Dreyer等^[73]鉴定了1个新的位于染色体9q32锌指蛋白基因，推测其可能编码包括人类胎儿软骨组织等多种组织都表达的转录因子，命名为ZFP37(OMIM602951)，并提出ZFP37可能为Nager综合征候选基因。但近期一些学者提出了不同的意见，如：Waggoner等^[74]报道了1例Nager综合征患者染色体1q缺失:([46,XY,de1(1)(q12q2l.1)]or[46,XY,del(1)q12q2l. 3])，但此患者还具有主动脉狭窄、右肺支气管狭窄，因此作者认为染色体1q区可能包含编码颌面、正常肢体和（或）动脉、支气管发育的基因。