骨斑点症(osteopoikilosis, OPK)因骨内含有斑点状的密度增高骨质而得名。1905年Stieda首先发现并描述了该病,1916年Ledowx将其命名为骨斑点症[1]。该病是一种罕见的常染色体显性遗传性疾病,属于硬化性骨发育不良。国外报道其发病率为1/50 000,散发病例多见,男女患病情况无性别差异,可见于各年龄段[2-3]。骨斑点症常没有明显临床症状,但有15%~20%的患者累及关节,可出现轻微的关节疼痛或关节积液[4]。因此,该病的诊断主要依据X线片表现。典型病灶表现为弥漫多发的圆形、类圆形高密度影, 好发于腕骨、跗骨、骨盆、不规则骨以及长管状骨两端的松质骨内,骨干、颅骨及脊柱则少见。骨斑点症并发皮肤改变,如结缔组织痣、皮肤弹力纤维、胶原组织增生等时, 称为Buschke-Ollendorff综合征(BOS)。骨斑点症有时也可与蜡油样骨病(melorheostosis)同时存在,称为重叠综合征(overlap syndrome)[5-6]。
病历摘要患者,女,37岁,汉族,因体检X线胸片发现双肩病灶就诊。父母为非近亲结婚,家族中无类似病史。体格检查一般情况好,四肢关节活动自如,无压痛。骨骼X线片示:右肱骨、锁骨、肩胛骨及部分肋骨,骨盆诸骨,双膝关节诸骨以及双足踝均可见多发钙化病灶。全身骨核素显像未见异常(图 1)。采用双能X线吸收仪测定腰椎1-4和左侧股骨近端各部位骨密度Z值分别为L1-4:4.1,股骨颈:1.5和全髋部1.9。实验室生化检查:碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)69 U/L,尿酸203 μmol/L,钙2.29 nmol/L,磷1.06 nmol/L。血清Ⅰ型胶原羧基端肽交联(beta C-terminal cross-linked telopeptides of type Ⅰ collagen,β-CTX)352.60 ng/L、骨钙素N端中分子(osteocalcin in the form of N-terminal midmole-cule fragment,N-MID)值14.92 μg/L、甲状旁腺素(parathyroid hormone,PTH)37.89 ng/L和25羟维生素D(25-hydroxy vitamin D,25OHD)13.46 μg/L, 以上生化检查结果均未见异常。根据该患者影像学检查分别在肩关节、髋部、膝关节、踝关节处发现骨内多发边缘清晰、密度均匀、大小不一的圆形或卵圆形钙化点,血钙、血磷、碱性磷酸酶和骨转换指标未见异常,拟诊为骨斑点症。因患者无不适未给予治疗。
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| 图 1 患者骨骼影像学检查 Figure 1 Imaging examination of the patient A:右肱骨、锁骨、肩胛骨及部分肋骨骨密度异常(箭头);B:骨盆诸骨骨质内多发高密度影(箭头);C:双膝关节诸骨骨质多发高密度影(箭头);D:双足踝多发骨密度异常(箭头);E:核素显像未见异常放射性分布增高或减低 |
患者签署知情同意书后,抽取其外周血2 mL,提取基因组DNA,进行LEMD3基因突变检测。本研究对此样本的LEMD3基因全编码外显子进行了测序,总共设计了14对引物(表 1)。引物用在线Primer3软件设计(http://bioinfo.ut.ee/primer3-0.4.0/)。PCR产物经虾碱酶(SAP)(from Promega)和外切酶Ⅰ(EXO Ⅰ)(from Epicentre)纯化后用ABI公司的BigDye3.1试剂盒测序。测序反应经乙醇纯化后在ABI3730上样。测序产物上ABI3130XL测序仪, 测序文件用Polyphred软件分析, 并结合人工校对记录后整理出结果。检测结果显示,在12号外显子上发生一个杂合错义突变,即c.2569G>A (NM_001167614.1),导致p.Gly858Arg。由于患者父母拒绝抽外周血,故无法进行该突变位点检测。
| LEMD3 | 序列(5′→3′) | 退火温度 (℃) |
| P1R1 | CCGCCCTAGACCCTGAACTA | 50 |
| P2R1 | CCGAGCTGAAGCCCAGCAGCA | 50 |
| P3F1 | GCGGCAACAAGACGCGGAACA | 50 |
| P4R1 | CCGCACTGGGAGGGAGACTGTTAGA | 50 |
| P5F1 | GGAGGAGGGTGTGATCAAGTG | 50 |
| P6F1 | CACCAGTTTGTTTACATTTGGTTCA | 50 |
| P7R1 | AGGCAGGAAAAAAGCCTTCAT | 50 |
| P8F1 | TGGATAGGCATCAGTGTGACAT | 50 |
| P9F1 | AAGGATACTTTACAGAGAGTCGAATG | 50 |
| P10F1 | TTCAGCCATCTGTCTTGAAGG | 50 |
| P10R1 | TGAGAAGGGTCACAGCTCTCAA | 50 |
| P11F1 | TTTGAACAAACTCCATGAGTAGTGG | 50 |
| P12F1 | TAACCAGGGGTCTGGCTCCTA | 50 |
| P13F1 | CCTCCTGTTAGTCAACAAGCATTT | 50 |
| P13R1 | TGTGGTAAAAGACATATGAGCACAA | 50 |
| P14F1 | TTGTGCTCATATGTCTTTTACCACAG | 50 |
硬化性骨发育不良以靶点通道(target site approach)为基础,可分为3类:(1)软骨内成骨发育异常,包括骨硬化症(osteopetrosis)、Maroteaux-Lamy综合征、骨岛(bone spot)、骨斑点症、条纹状骨病(osteopathia striata)等;(2)膜内成骨发育异常,包括进行性骨干发育不良(progressive diaphyseal dysplasia)、Van-Buchem病等;(3)混合型骨硬化性发育异常,包括蜡油样骨病和重叠综合征[7]。
迄今,国外共有400余篇文献报道了骨斑点症,以散发病例为主,但也有少量家族性病例报道。国内报道了近200例散发病例和25个家系病例[8],但骨斑点症的发病机制尚不明确。2004年Hellemans等[9]首先报道骨斑点症的致病基因——LAP2-emerin-MAN1 domain-containing protein 3(LEMD3),该研究对3个家系进行了研究,在骨斑点症患者中发现了LEMD3基因功能缺失突变,包括移码突变以及LEMD3等位基因之一的缺失。同时进行了病变部位体细胞突变的检测,但未发现异常。2007年Mumm等[10]在骨斑点症患者中发现了LEMD3基因的一个杂合无义突变,进一步证实了Hellemans等[9]的观点。目前国内外已报道了26个与骨斑点症相关的LEMD3基因突变位点,其中包括国内报道的3个位点,分别是c.2573-2delA和c.1323C>A[8],Zhang等[12]报道的c.2612_2613insA。LEMD3基因位于12q12-14.3,全长79 kb,包含13个外显子,编码LEMD3核膜内在蛋白。该蛋白羧基末端结构域在611~911位氨基酸是SMAD的结合位点,通过与SMAD蛋白家族结合,抑制转化生长因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)和骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)信号通路的活性。一旦LEMD3基因发生突变,导致外显子跳读, 提前出现终止密码,形成截短蛋白, 就会失去与SMAD结合的位点。不能与SMAD结合的LEMD3核膜内在蛋白丧失了对TGF-β和BMP信号转导通路的负反馈调节功能, 从而使成骨增加[9, 13-14]。
本研究对本例患者的外周血基因组DNA进行LEMD3基因突变检测,确定为新突变位点,患者在12号外显子上存在一个杂合错义突变,即c.2569G>A,导致p.Gly858Arg。检索HGMD数据库和PubMed文献,无该突变位点的报道。另外,从本科室标本库中选取了250例正常人对照进行了该位点的检测,均未发现突变。使用在线计算机功能模拟分析程序Mutation Taster分析该突变位点为致病性突变,概率值为1。多物种LEMD3蛋白质序列比对显示:该位点在进化上完全保守,均为Gly858,提示Gly858对LEMD3蛋白发挥正常功能具有重要作用(图 2)。
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| 图 2 患者LEMD3基因突变检测结果 Figure 2 Results of LEMD3 gene mutation of patient A:12号外显子上发生一个杂合错义突变c.2569G>A, 致p.Gly858Arg; B:LEMD3基因突变c.2569G>A致病性预测;C:LEMD3基因突变p.Gly858Arg保守性预测 |
本病多无明显症状,有些病例为影像学检查时偶然发现。15%~20%的患者有不同程度的关节疼痛,伴或不伴关节积液[4]。本病最常见的伴发症是皮肤损害,约占全部患者的25%,称为Buschke-Ollendorff综合征,呈孤立性凸起的白色胶原纤维浸润、瘢痕形成和硬皮样损害,也有表现为纤维瘤者[15]。合并蜡油样骨病者称为重叠综合征,这种患者同时存在多种硬化性骨发育不良的特征,影像学上常表现为斑点状钙化灶及“滴蜡状”病灶同时存在[16]。国内也曾报道并发骨肉瘤的病例[17]。
本病最常累及手足短骨及长骨干骺端、骨骺等软骨内成骨活跃部位,而膜内成骨和混合成骨如下颌骨、锁骨及颅骨等常无异常改变。本例患者病灶分别位于肩关节、髋部、膝关节、踝关节处,与文献报道[18]一致。
病理改变Scozzafava等[19]和Taranta等[20]首先提出骨斑点症与软骨内成骨发育不良有关的理论。1984年Lagier等[21]进一步指出骨斑点症反映了海绵骨由于机械应力而发生的重构。这种重构主要位于海绵骨骨小梁交叉处。本症病灶海绵骨内呈现圆形或卵圆形致密骨块,显微镜下表现为厚薄不等、排列较规则的骨小梁。这种骨小梁比正常骨小梁稍厚,排列比较紧密,大部分与骨长轴平行,少数斜行排列。同时骨皮质及关节软骨正常。
骨斑点症可能是由于外围的层板骨与增厚的骨小梁相粘连,骨板和小梁又伴有缓慢的骨质增生而缺乏相应的骨吸收,从而导致骨重建过程发生障碍。但病灶的核心部位存在潜在的骨改建势能,这也是病灶消失或增大的病理学基础。类似骨病还包括骨岛、条纹状骨病和蜡油样骨病,其区别仅在于病灶直径、数量以及形态与分布不同[15, 18]。
影像学特征X线:表现为大小不一、边缘清晰、密度均匀的致密结节,常见于手、足、骨盆及长骨骨骺和干骺端。病变结节可从数毫米到数厘米不等,形状可为斑点状、片状或条状。病变常表现为双侧同时受累,并且基本呈对称分布。可以根据X线表现将骨斑点结节分为3型:(1)斑点型或结节型:此型最常见,病变呈圆形或卵圆形结节;(2)线条型:表现为清晰可辨的线条状阴影,一般与长骨的长轴平行且规则排列于干骺端,此型少见;(3)混合型:斑点和条状阴影同时存在[7, 15]。
其他影像学表现:(1)CT:表现与X线大致相同。但因CT分辨率更高,可发现更多更小的病变;(2)MRI:表现为松质骨内多发弥漫的点状或条状长T1短T2异常信号影,边界清晰;(3)骨扫描:病灶区常无明显核素浓聚[18]。
鉴别诊断蜡油样骨病:该病临床表现差异大,可无症状,也可出现骨痛、关节畸形,甚至致残。病变部位X线表现为长条状蜡油状骨质增生,附近软组织内可见骨质沉着。该病可累及全身骨骼,长骨多见,多不累及关节。但是,骨斑点症可伴有蜡油样骨病。
条纹状骨病:多见于青少年男性,好发于四肢长骨。特征性表现为双侧对称性纵行条状阴影,与骨干长轴平行,垂直于关节面,以干骺端最为明显。条纹宽度、长度不尽相同。大多数患者骨皮质正常。
成骨性骨转移瘤:此类患者骨痛症状明显,绝大部分可发现原发肿瘤病灶。转移灶多位于四肢骨近端及躯干骨,病灶不对称,直径较大,形态不一,全身骨扫描可呈现“超级骨显像”。骨转换指标可显著增高。
骨软骨瘤:可累及任何软骨内成骨的骨骼,但长骨比扁骨短骨更多见。特征为病变部位的皮质和髓腔是连续的,而蜡油样骨病患者可见到典型的骨旁和骨内膜受累。
骨硬化症:是一种以破骨细胞缺乏或功能低下导致骨吸收障碍、成骨细胞功能增强、骨密度增加为特点的遗传性代谢性骨病。临床表现可出现骨痛、骨折、贫血、感染等。X线检查可见中轴骨骨密度增高,骨皮质增厚,髓腔狭窄或消失[8, 22]。
预后徐德永等[23]对6例骨斑点症患者进行随访观察后发现骨骺闭合之前,病灶可增大、缩小或消失,亦可融合;成年人病灶变化则不显著。Al Attia等[24]分别研究了患骨斑点症的多胎妊娠妇女和骨折患者,认为骨斑点症对妊娠和骨折愈合无负面影响。就目前的文献报道,骨斑点症尚无恶变病例。
骨斑点症的治疗以对症处理为主。少数有关节疼痛的患者可用非甾体抗炎药等缓解疼痛[25]。曾有用双膦酸盐治疗的报道,但疗效存议[26-28]。临床医生应正确认识骨斑点症,减少误诊,避免不必要的检查和治疗。对明确有骨斑点症的患者进行外周血基因组DNA的LEMD3基因突变检测,可以协助临床诊断。
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| (收稿日期:2018-08-02) |

