目的多指、并指(趾)畸形(Polydactyly,Syndactyly)是最常见的先天性手足畸形,发病率约为0.8～1.4/1000,常见于亚洲人与美国白人,且男性发病率约为女性的2倍。多指、并指(趾)畸形的临床表型比较多样,既可以单独发生(非综合征型),也可合并其他疾病出现(综合征型)。目前临床收治的病人主要为无家族史的非综合征型多指、并指(趾)畸形。本研究中选取了2个有家族遗传史的多指(趾)并指(趾)畸形家系,探讨2个家系的临床特点并进行基因突变分析。同时采集100例无家族史的散发畸形病人数据,探讨化学药物、病毒感染等环境因素在胎儿肢端发育过程中所起的作用,以提高临床医生对多指、并指(趾)畸形的认识,有利于肢端畸形的遗传咨询和产前诊断。方法本研究共纳入了2018年1月-12月就诊于天津市儿童医院骨科的102例肢端发育畸形患者的临床病例资料及影像学资料。其中包括2个多指(趾)畸形家系共7例患者及5例无症状家属,100例无家族史的散发畸形患者和200例正常对照。在征得患者及家属同意后,相关病史采集和体格检查都经由两名有五年以上临床工作经验的骨科医生分批次对所有家系中患者进行记录,临床检查结果从患者病历系统中调取,并绘制相应家系图。此外,拍照保存患者术前肢端畸形外观照片。针对2个有遗传病史的家系成员进行可疑致病基因变异检测。首先抽取2家系中先证者的外周静脉血,提取血液中的全基因组DNA进行全外显子测序,获取与畸形相关的可疑致病位点。其次,针对发现的可疑致病位点通过Sanger测序方法进行验证。验证通过后,对该家系中其他亲属和200例正常对照进行相应可疑致病基因变异检测,判断可疑致病位点与临床表型是否具有相关性。采用生物信息学软件Poly Phen2和PROVEAN对可疑致病变异位点进行功能预测。针对该点使用DNAMAN软件进行同源序列比对。使用HOPE在线生物信息学建模工具对可疑致病的变异位点进行同源建模。对100例无家族史的散发畸形患者进行分类总结。并根据专门设计的调查问卷结果,采用Logistics回归模型对患者临床表型与化学药物、病毒感染等环境因素相关性进行多因素分析。了解相关因素在先天性多指、并指(趾)畸形发病中的作用。结果通过临床详细询问获得的遗传家族史信息绘制对应家系图。结果显示,2个家系中每代均有肢端畸形患者出现,证明2个家系的肢端畸形遗传符合常染色体显性遗传的规律。临床资料表明,2个家系中全部患者均以肢端畸形为主要临床表现,属于孤立性的多指(趾)并指(趾)畸形。家系1中,连续3代发病,临床症状一致,病情严重程度不一。先证者右手第五指尺骨侧赘生一无骨节肉蹼,左手第三、四指间有指蹼相连,左足腓骨侧有一发育良好的多余趾。先证者祖父双手尺侧均出现发育良好的多余指(已手术切除)。先证者父亲左手尺侧赘生一无骨节多余指(已手术切除)。先证者叔祖父及曾祖母双手尺侧出现无骨节多余指。家系2中,连续4代发病,先证者左右手第5指外赘生额外指,左右足第5趾外赘生额外趾,左足第1趾外赘生额外趾。先证者父亲右足第5趾外侧赘生额外趾,双足第1趾均明显短趾。先证者曾祖母及祖母、姑姑双脚第5趾外侧赘生额外趾(已手术切除)。通过全外显子测序、Sanger测序验证结果显示,在家系1患者的GLI3基因中发现第11号外显子上存在c.1622C>T(p.T541M)杂合变异,该变异为新发变异。在家系2中,所有患者的GLI3的第15外显子上出现c.2783del G(p.Arg928Profs24X)框移突变。这两种基因变异尚未被数据库收录,且不见文献报道,为新变异。同时针对相应基因变异在2个家系中的其它未患病成员和200名正常对照组中进行检测,结果显示均未携带该变异。可以推断致病变异与临床表型具有相关性。用生物信息学软件对家系1中检测到的点突变进行预测。结果显示,该点在Poly Phen2中的预测结果值为1.000,在PROVEN中的预测值为0.000。对照两种软件的评分标准,可以提示该基因变异具有致病性。此外,该变异位点的同源序列比对结果显示该变异位点在不同种属中的进化都十分保守。因此,高度怀疑该变异是家系1的致病变异。蛋白质结构预测分析结果显示GLI3基因上的杂合突变1622C>T(p.T541M)能够导致蛋白质第541位氨基酸由苏氨酸改变为甲硫氨酸。甲硫氨酸的疏水性较苏氨酸更强。而且,变异的氨基酸位于蛋白质的锌指结构区域,推测此基因变异可能导致蛋白质结构和功能发生改变,进而导致多指(趾)并指畸形发生。家系2中发现GLI3基因携带的c.2783del G(p.Arg928Profs24X)框移突变导致其编码的蛋白质第928位氨基酸出现改变,由精氨酸变异为脯氨酸,且在第24个氨基酸位置提前结束编码。由此可推测该基因突变能够导致蛋白质无法正常表达,进而致畸。通过对100例先天性散发多指、并指(趾)畸形患者进行临床特征分类及影响因素分析后,发现了89例多指(趾)畸形和11例并指(趾)畸形。各类分型出现概率符合临床报道的畸形发病率。对收集的相应临床数据进行单因素分析后发现母亲孕期发热、妊娠高血压、高血糖、其他并发症、孕期服药、怀孕年龄>30、父亲生育年龄>35、父亲吸烟8个因素与新生儿多指、并指(趾)畸形发病率显著相关。进一步建立Logistics回归分析模型后发现母亲孕期感染与妊娠高血压、高血压等其他合并症,以及父亲吸烟是无家族遗传史的散发先天性多并指(趾)畸形发生的高危因素(P<0.05)。结论两家系均为常染色体显性遗传,且均表现为手指(脚趾)多指、并指(趾)畸形。主要致病基因为GLI3基因。本研究在家系1的GLI3基因第11号外显子上发现c.1622C>T(p.T541M)杂合突变。该基因变异尚未见文献描述和数据库收录,被判定为新变异,丰富了GLI3的基因变异谱。本研究于家系2的GLI3基因第15外显子上发现c.2783del G(p.Arg928Profs24X)框移突变,该基因变异为新变异,尚未见相关文献报道和数据库收录。本研究发现母亲孕期感染与妊娠高血压、高血压等其他合并症,以及父亲吸烟是散发的先天性多并指(趾)畸形发生的高危因素,应尽量避免。