常见的大脑畸形–影响约100名儿童中的1 –追溯到其遗传根源

在此MRI扫描中，儿童大脑的最低部分在头骨底部下方可见，并显示出Chiari 1畸形的证据。圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员表明，Chiari 1畸形可能是由与大脑发育有关的两个基因的变异引起的，而且大头颅的儿童患此病的风险增加。

发现可以帮助早期筛查，阐明Chiari畸形是如何产生的。

大约每100名儿童中就有一种称为Chiari 1畸形的常见脑部疾病，但大多数情况下，此类儿童正常成长，没有人怀疑这是一个问题。但其中约有十分之一的儿童会导致头痛，颈部疼痛，听力，视力和平衡障碍或其他神经系统症状。

在某些情况下，这种疾病可能在家庭中发生，但是科学家对导致这种疾病的遗传改变知之甚少。在一项新的研究中，圣路易斯华盛顿大学医学院的科学家表明，Chiari 1畸形可能是由参与大脑发育的两个基因的变异引起的。

当在颅底下方发现大脑的最低部位时，就会发生这种情况。研究还显示，头异常大的儿童被诊断出患有Chiari 1畸形的可能性是头围正常的同龄儿童的四倍。

这项发现发表于2020年12月21日，发表在《美国人类遗传学杂志》上，该发现可能会带来新的方法，以在最严重的症状出现之前识别出有可能患Chiari 1畸形的人。它还阐明了常见但知之甚少的疾病的发展。

神经外科，神经病学和遗传学助理教授加布里埃尔·哈勒（Gabriel Haller）博士说：“很多时候人们经常头痛，但他们没有意识到Chiari畸形是造成头痛的原因。”即使他们这样做，也不是每个人都愿意进行脑部手术来修复它。我们需要更好的治疗，而更好的治疗的第一步就是更好地了解根本原因。

如果人们开始出现严重症状，例如慢性头痛，疼痛，异常感觉或感觉丧失或无力，则可以通过手术治疗该畸形，以减轻Chiari畸形。

Haller说：“家庭中Chiari畸形的风险增加，这表明有遗传基础，但没有人真正鉴定出因果基因。”“我们能够鉴定两个因果基因，我们还发现患有Chiari的人的头围比预期的大。这是一个重要因素，而且很容易衡量。如果您的孩子头部增大，那么可能值得您的儿科医生检查一下。”

为了鉴定导致Chiari 1畸形的基因，Haller及其同事对668名有此病的人及其232名亲属的所有基因进行了测序。在这些亲属中，有76人也患有Chiari 1畸形，其中156人未受影响。该研究小组的第一作者是儿科学的讲师布鲁克·萨德勒博士，以及神经外科教授兼小儿神经外科分部主任的大卫·D·林布里克，医学博士，医学博士克里斯蒂娜·古内特（Christina Gurnett）博士，神经病学教授，小儿和发育神经病学部主任等。

测序表明，Chiari 1畸形的人在一个称为色域基因的基因家族中携带突变的可能性更高。其中一些突变是从头开始的，这意味着该突变是在胎儿发育过程中发生在受影响的人中，而不存在于他或她的亲戚中。特别地，染色体结构域基因CHD3和CHD8包括与畸形相关的许多变体。

在细小的透明斑马鱼中进行的进一步实验表明，基因CHD8参与调节大脑的大小。当研究人员使一条鱼的chd8基因的一个副本失活时，这些动物的大脑发育异常大，而它们的整体大小却没有变化。

染色体结构域基因有助于控制对DNA长链段的访问，从而调节整套基因的表达。由于适当的基因表达对于正常的大脑发育至关重要，因此，染色体结构域基因的变异已与神经发育状况（例如自闭症谱系障碍，发育迟缓以及异常的大头或小头）联系在一起。

Haller说：“由于色域基因具有如此广泛的活性，并且同时影响许多事物，因此尚不知道其功能如何。”“但是他们是分子研究的非常有趣的候选人，他们了解特定的突变如何导致自闭症或发育迟缓，或者像我们许多Chiari患者一样，只是导致脑部增大而没有认知或智力症状。我们想了解每种突变的影响，以便将来，如果我们知道孩子有特定的突变，我们将能够预测该变种是否会产生有害影响以及什么样的影响。”

染色体结构域基因与头部大小之间的关联启发了Haller及其同事测量患有Chiari畸形的儿童的头部，并将其与年龄匹配的对照以及由疾病控制与预防中心提供的人口平均值进行比较。患有Chiari的孩子的头部往往比平均头大。那些头部最大的孩子（大于同龄孩子的95％）被诊断出畸形的几率是四倍。

研究结果表明，头部较大的儿童或患有与色域基因相关的其他神经发育障碍的人可能会受益于筛查Chiari畸形。

Haller说：“许多患有与染色体结构域基因相关的自闭症或发育障碍的孩子可能发现了未发现的Chiari畸形。”“目前唯一的治疗方法是手术。尽早发现病情将使我们能够观察，知道那里存在严重症状的可能性，并在必要时立即进行手术。”

参考：Brooke Sadler，Jackson Wilborn，Lilian Antunes，Timothy Kuensting，Andrew T. Hale，Stephen R.Gannon，Kevin McCall，Carlos Cruchaga，Matthew Harms，Norine Voisin，“ Chiari I畸形的染色体域基因中罕见和从头编码变体”亚历山大·雷蒙德（Alexandre Reymond），杰拉达·卡布奇欧（Gerarda Cappuccio），尼古拉·伯内蒂·皮耶里（Nicola Burnetti-Pierri），马可·塔塔格里亚（Marco Tartaglia），马塞洛·尼斯塔（Marcello Niceta），基亚拉·莱尼（Chiara Leoni），朱塞佩·赞皮诺（Giuseppe Zampino），艾莉森·阿什利·科赫（Allison Ashley-Koch），安因扎内·乌尔比苏（Aintzane Urbizu），梅兰妮·E·加勒特（Melanie E. Dobbs，Tychele N.Turner，Chevis N.Shannon，Douglas Brockmeyer，David D.Limbrick，Christina A.Gurnett和Gabe Haller，2020年12月21日，《美国人类遗传学杂志》。
10.1016 / j.ajhg.2020.12.001

这项研究由Sam和Betsy Reeves以及Park-Reeves脊髓空洞症研究联盟资助；密苏里大学脊髓损伤研究计划；圣路易斯儿童医院儿童发现研究所和华盛顿大学；华盛顿大学临床与转化科学研究所，美国国家卫生研究院（National Institutes of Health，NIH）国家推进转化科学中心授予的编号UL1TR000448； Eunice Kennedy Shriver国家儿童健康与人类发展研究所，华盛顿大学智力与发育障碍研究中心，授予编号U54HD087011；瑞士国家科学基金会，资助号：31003A_182632；和JérômeLejeune基金会。