高 越,肖 海,吳 東,張夢汀,王鳳陽,張 倩,王紅丹,侯巧芳,廖世秀

河南省人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)遺傳研究所;河南省遺傳性疾病功能基因組重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 鄭州 450003

X連鎖智力障礙(X-linked intellectual developmental disorder,XLID)是一類由X染色體上基因突變引起的神經(jīng)發(fā)育障礙性疾病,具有很強(qiáng)的遺傳異質(zhì)性;男性發(fā)病率高于女性,女性雜合攜帶者由于X染色體失活偏移呈現(xiàn)出表型多樣性[1-2]。目前已報(bào)道的與XLID相關(guān)的基因超過100個(gè)[3]。XLID93是一種以智力障礙、巨頭畸形和面部畸形等為特征的罕見疾病[4],由定位于Xq21.1的含溴結(jié)構(gòu)域和WD重復(fù)序列蛋白質(zhì)3(bromodomain and WD repeat domain containing 3,BRWD3)基因突變引起。本研究應(yīng)用染色體核型分析和微陣列比較基因組雜交(array comparative genomic hybridization,aCGH)技術(shù),對1例超聲提示雙側(cè)側(cè)腦室增寬的胎兒進(jìn)行產(chǎn)前遺傳學(xué)分析,明確其病因,為遺傳咨詢提供依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 研究對象孕婦,20歲,孕1產(chǎn)0。孕12+2周胎兒頸項(xiàng)透明層厚度(nuchal translucency,NT)1.8 mm,血清學(xué)篩查低風(fēng)險(xiǎn)。孕22+5周,超聲提示胎兒雙側(cè)側(cè)腦室增寬,左側(cè)10.88 mm,右側(cè)10.42 mm;胃泡左側(cè)4.4 mm×2.3 mm強(qiáng)回聲,至河南省人民醫(yī)院產(chǎn)前診斷中心就診。孕婦及其丈夫表型未見異常,非近親結(jié)婚,否認(rèn)遺傳病家族史。遺傳咨詢后行羊膜腔穿刺術(shù),抽取羊水25 mL,同時(shí)抽取孕婦及其丈夫外周血3 mL行遺傳學(xué)檢測。受試者均簽署知情同意書。本研究通過醫(yī)院倫理委員會審批。

1.2 外周血及羊水染色體核型分析常規(guī)行外周血和羊水細(xì)胞培養(yǎng),制備中期染色體分裂象并依據(jù)《人類細(xì)胞基因組學(xué)國際命名體系2016版》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行G顯帶核型分析。

1.3 aCGH分析取孕婦及其丈夫外周血3 mL,EDTA抗凝。取胎兒羊水10 mL。應(yīng)用德國Qiagen基因組DNA提取試劑盒提取基因組DNA,使用NanoDrop 2000 UV-Vis(美國Thermo公司)測定DNA濃度及純度,-20 ℃保存。按照PowerPlex?21 HS基因分型系統(tǒng)(美國Promega公司)說明書擴(kuò)增基因組DNA,檢測胎兒標(biāo)本是否含有母體成分,以確保結(jié)果的準(zhǔn)確性。取質(zhì)控合格的基因組DNA 500 ng,采用SurePrint G3 Human CGH Microarray Kit,8×60K G4450A(美國Agilent公司)芯片進(jìn)行檢測,應(yīng)用SureScan Microarray Scanner掃描系統(tǒng)對探針信號進(jìn)行掃描,Agilent CytoGenomics 2.9軟件分析掃描結(jié)果。將結(jié)果與基因組變異數(shù)據(jù)庫(Database of Genetic Variant,DGV)、人類染色體不平衡和表型數(shù)據(jù)庫(Database of Chromosomal Imbalance and Phenotype in Humans Using Ensemble Resources,DECIPHER)、臨床基因組資源中心數(shù)據(jù)庫(Clinical Genome Resource,ClinGen)、在線人類孟德爾遺傳數(shù)據(jù)庫(Online Mendelian Inheritance in Man,OMIM)、PubMed數(shù)據(jù)庫等進(jìn)行比對。按照美國醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)學(xué)會(American College of Medical Genetics and Genomics,ACMG)評分標(biāo)準(zhǔn)[5]進(jìn)行評估。

2 結(jié)果

2.1 外周血及羊水染色體核型分析孕婦及丈夫外周血和胎兒羊水細(xì)胞染色體G顯帶核型分析均未見異常。

2.2 aCGH分析結(jié)果見圖1。羊水排污結(jié)果排除了母體污染,胎兒為男性。胎兒aCGH結(jié)果為arr[hg19]Xq21.1(79468456_80065134)×0,即X q21.1存在596 678 bp缺失(圖1A),在DGV數(shù)據(jù)庫中未檢索到相似片段缺失,該區(qū)域涉及基因TENT5D和BRWD3(包含第2～41外顯子及部分第1外顯子)。ClinGen數(shù)據(jù)庫中BRWD3基因單倍劑量評分為3(2022年8月24日更新),BRWD3為單倍劑量效應(yīng)基因(2C-1評分為0.9)。OMIM數(shù)據(jù)庫中檢索到BRWD3基因突變與XLID93有關(guān);未檢索到與TENT5D基因突變明確有關(guān)的疾病。DECIPHER數(shù)據(jù)庫及文獻(xiàn)檢索到該區(qū)域新發(fā)缺失及無義突變致病報(bào)道6例。綜合分析,本例拷貝數(shù)缺失評分>0.99,為致病性拷貝數(shù)變異。胎兒父親aCGH結(jié)果未見異常,孕婦aCGH結(jié)果為arr[hg19]Xq21.1(79468456_80065134)×1,提示胎兒該區(qū)域缺失遺傳自母親。家屬最終選擇終止妊娠。

A:胎兒Xq21.1缺失片段;B:BRWD3基因結(jié)構(gòu)

3 討論

BRWD3基因全長147 247 bp,定位于Xq21.1,包含41個(gè)外顯子,基因編碼蛋白質(zhì)包含8個(gè)N端WD40結(jié)構(gòu)域和2個(gè)C端溴結(jié)構(gòu)域(Bromodomain,Brd)。WD40結(jié)構(gòu)域位于外顯子7～16之間,溴結(jié)構(gòu)域位于外顯子30～38之間。WD40結(jié)構(gòu)域主要介導(dǎo)蛋白質(zhì)之間相互作用[6],參與蛋白質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞分裂、細(xì)胞凋亡以及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等過程。Brd結(jié)構(gòu)域能夠識別并結(jié)合組蛋白和非組蛋白中的乙?；嚢彼釟埢鵞7],參與組蛋白修飾、染色質(zhì)重塑、轉(zhuǎn)錄因子募集和增強(qiáng)子的組裝,影響轉(zhuǎn)錄的起始和延伸。研究[8-9]發(fā)現(xiàn)BRWD3在各個(gè)組織中均有表達(dá),并在人類大腦和睪丸中有著更高的表達(dá)水平。對已報(bào)道的35例BRWD3基因異常病例[4,10-13]進(jìn)行分析,結(jié)果顯示患者存在相似的臨床表型,包括智力障礙(35/35)、巨頭畸形(25/35)、行為異常(26/33)、肌張力低下(17/35)、肥胖(13/30)等,少數(shù)患者報(bào)告了其他特征,包括隱睪、新生兒肌張力減退和小關(guān)節(jié)過度活動等。

本例胎兒羊水染色體核型結(jié)果未見異常,aCGH結(jié)果顯示Xq21.1存在596 678 bp缺失,涉及單倍劑量效應(yīng)基因BRWD3(包含第2～41外顯子及部分第1外顯子),BRWD3基因突變與XLID93相關(guān),胎兒為男性,該缺失為致病性拷貝數(shù)變異。目前已報(bào)道的XLID93多見于BRWD3基因的截短突變(無義突變、移碼突變)和剪接位點(diǎn)突變,BRWD3基因缺失病例較為少見,未見產(chǎn)前病例報(bào)道。

本例胎兒超聲診斷為雙側(cè)側(cè)腦室增寬。側(cè)腦室增寬是產(chǎn)前超聲檢查中最常見的胎兒神經(jīng)系統(tǒng)疾病異常指征之一[14],在活產(chǎn)兒中的發(fā)病率為0.3%～1.5%[15]。超聲檢查發(fā)現(xiàn)胎兒側(cè)腦室寬度≥10 mm時(shí)稱為側(cè)腦室增寬,其發(fā)生機(jī)制尚不明確,可能是偶發(fā)的生理變異,也可能與胎兒顱腦結(jié)構(gòu)異常、染色體異常及感染等因素有關(guān)。孤立性側(cè)腦室增寬胎兒中,拷貝數(shù)變異的異常檢出率為8.7%;側(cè)腦室增寬合并其他結(jié)構(gòu)異常時(shí),拷貝數(shù)變異的異常檢出率可增加至14.8%[16]。針對孤立性輕度側(cè)腦室增寬新生兒的隨訪調(diào)查[17-18]發(fā)現(xiàn)側(cè)腦室增寬胎兒出生后發(fā)生神經(jīng)發(fā)育障礙的比例約為7.0%,提示孤立性側(cè)腦室增寬胎兒在出生后仍有發(fā)生神經(jīng)系統(tǒng)異常的風(fēng)險(xiǎn)。Hu等[19]研究了154例孤立性側(cè)腦室增寬胎兒致病性拷貝數(shù)變異的發(fā)生情況,發(fā)現(xiàn)13例側(cè)腦室增寬胎兒存在拷貝數(shù)變異,均為致病性且與神經(jīng)發(fā)育相關(guān);產(chǎn)后隨訪顯示,5例攜帶致病性拷貝數(shù)變異的側(cè)腦室增寬胎兒產(chǎn)后出現(xiàn)神經(jīng)發(fā)育異常,表明致病性拷貝數(shù)變異可能與胎兒側(cè)腦室增寬的病理過程以及出生后神經(jīng)發(fā)育障礙有關(guān)。本例胎兒雙側(cè)輕度側(cè)腦室增寬,攜帶BRWD3致病性缺失變異,經(jīng)充分遺傳咨詢后,孕婦及家屬選擇回當(dāng)?shù)蒯t(yī)院終止妊娠,未進(jìn)行尸檢。

由于產(chǎn)前樣本的特殊性及產(chǎn)前超聲檢查的局限性,智力障礙、特殊面容、行為異常等XLID93常見表型無法在產(chǎn)前診斷中證實(shí)。本例攜帶致病性拷貝數(shù)變異的男性胎兒所表現(xiàn)出的側(cè)腦室增寬可能是XLID93神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育障礙的產(chǎn)前指征,家系驗(yàn)證顯示胎兒的缺失遺傳自無臨床表型的母親,胎兒出生預(yù)后可能較差。