6號染色體短臂部分重復(fù)致性發(fā)育異常伴智力低下患者一例遺傳學(xué)分析

馮戰(zhàn)啟，景治安，胡和平，黃飛飛，李紀(jì)華，吳 輝，王紅丹

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·臨床診療提示·

6號染色體短臂部分重復(fù)致性發(fā)育異常伴智力低下患者一例遺傳學(xué)分析

馮戰(zhàn)啟，景治安，胡和平，黃飛飛，李紀(jì)華，吳 輝，王紅丹

目的 探討1例性發(fā)育異常伴智力低下患者的遺傳學(xué)原因。方法 選取2015年2月于鄭州市第一人民醫(yī)院泌尿外科及河南省人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)遺傳研究所進行治療、遺傳咨詢的性發(fā)育異常伴智力低下患者1例。取患者及其父母靜脈血，采用常規(guī)G顯帶核型分析確定染色體核型；提取基因組DNA，采用微陣列比較基因組雜交(aCGH)技術(shù)對DNA進行掃描和分析，篩選染色體非整倍體性改變及200 kb以上的基因拷貝數(shù)變異(CNVs)，檢索UCSC、DGV、DECIPHER、ISCA及在線孟德爾人類遺傳學(xué)數(shù)據(jù)庫(OMIM)等數(shù)據(jù)庫進行比對及致病性鑒定。結(jié)果 患者父母染色體核型及aCGH技術(shù)掃描結(jié)果均正常?；颊呷旧w核型為46XX，der(6)?dup(6)(p21.3p21.1)；aCGH技術(shù)掃描結(jié)果發(fā)現(xiàn)6號染色體短臂存在1個重復(fù)的CNVs，位于6p21.32-p21.1(hg19：32261671-43333192)，片段大小為11.07 Mb，區(qū)內(nèi)約有180個基因，其中OMIM中23個。結(jié)論 6p21.32-p21.1區(qū)域染色體重復(fù)可能為該例性發(fā)育異常伴智力低下患者的主要致病原因；G顯帶聯(lián)合aCGH技術(shù)可對染色體微變異進行精確定位，有助于為臨床診療提供準(zhǔn)確的遺傳學(xué)依據(jù)。

性發(fā)育障礙；智力障礙；比較基因組雜交；核型分析

馮戰(zhàn)啟，景治安，胡和平，等.6號染色體短臂部分重復(fù)致性發(fā)育異常伴智力低下患者一例遺傳學(xué)分析[J].中國全科醫(yī)學(xué)，2016，19(35)：4388-4391.[www.chinagp.net]

FENG Z Q,JING Z A,HU H P,et al.Genetic analysis of one patient with disorders of sexual development combined with mental retardation due to partial duplication of short arm of chromosome 6[J].Chinese General Practice，2016，19(35)：4388-4391.

部分性發(fā)育異?；颊咧燎啻浩诓疟憩F(xiàn)出相應(yīng)臨床癥狀，其及時診斷對臨床治療具有重要意義。對于發(fā)育遲緩、身材矮小、性器官異常、第二性征不發(fā)育或發(fā)育不良以及原發(fā)閉經(jīng)者，細胞遺傳學(xué)分析是確定病因的重要依據(jù)。目前，臨床采用微陣列比較基因組雜交(aCGH)技術(shù)用于染色體微變異攜帶者檢測，其可發(fā)現(xiàn)染色體非整倍體、微小缺失和擴增等，分辨率達到50 kb，是檢測基因微小變異的高分辨率基因分析技術(shù)，應(yīng)用于遺傳學(xué)診斷及科研等眾多領(lǐng)域[1]。本研究對1例6號染色體短臂部分重復(fù)致性發(fā)育異常伴智力低下患者的臨床特征和遺傳學(xué)檢測結(jié)果進行分析，現(xiàn)報道如下。

1 對象與方法

1.1 研究對象 患者女，16歲，因“原發(fā)性閉經(jīng)、身材矮小和第二性征發(fā)育不良”于2015年2月先后至鄭州市第一人民醫(yī)院泌尿外科及河南省人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)遺傳研究所進行治療、遺傳咨詢?；颊咻p度智力低下，體質(zhì)量為36 kg,身高148 cm；子宮大小為1.25 cm×1.05 cm×0.53 cm；卵巢大小為1.05 cm×0.80 cm×0.45 cm；雌激素為37 ng/L(卵泡期參考范圍21～251 ng/L)；患者第二性征發(fā)育不良，乳房乳頭小，陰毛稀少。患者足月順產(chǎn)，家屬自訴出生時有缺氧情況，出生體質(zhì)量2 900 g，身長45 cm，頭圍29 cm?；颊吒改改挲g均為38歲，非近親結(jié)婚，否認其他誘發(fā)基因突變因素接觸史，雙方家族無遺傳病家族史，平日體健，孕2產(chǎn)2。綜合考慮建議進行染色體核型分析和aCGH技術(shù)檢測患者DNA，同時作為對照對父母外周血核型進行分析和aCGH技術(shù)檢測。

1.2 方法

1.2.1 染色體核型分析 取患者及其父母靜脈血各3 ml，肝素抗凝，培養(yǎng)、收獲，常規(guī)G顯帶核型分析，鏡下分析30個分裂相，確定染色體核型。

1.2.2 DNA提取 采用基因組DNA提取試劑盒〔天根生化科技(北京)有限公司〕按照說明書進行操作。超微量分光光度計(NanoDrop2000，美國)測定提取的DNA濃度和純度，DNA樣本A260/A280值控制在1.80～1.90。

1.2.3 aCGH技術(shù)檢測 對患者及其父母DNA進行質(zhì)控檢驗，合格后應(yīng)用Agilent array平臺及SurePrint G3 Human CGH Microarray 8×60K芯片(Agilent公司，美國)進行檢測，按照操作說明書進行消化、標(biāo)記、雜交及洗滌，采用Microarray Scanner(Agilent公司，美國)及其配套軟件對芯片進行掃描和分析，芯片序列信息來源于hg19，檢索UCSC、DGV、DECIPHER、ISCA及在線孟德爾人類遺傳學(xué)數(shù)據(jù)庫(OMIM)等數(shù)據(jù)庫對芯片結(jié)果進行進一步的比對及致病性鑒定。

1.2.4 基因拷貝數(shù)變異(CNVs)的判斷 應(yīng)用Agilent array平臺及SurePrint G3 Human CGH Microarray 8×60K芯片檢測全基因組CNVs，其包含了約6萬個拷貝數(shù)標(biāo)記探針。研究表明，99.34%的致病性CNVs大于300 kb[2]，臨床中一般針對200 kb以上的CNVs進行檢測[3]。因此本研究針對染色體非整倍體性改變及200 kb以上的CNVs進行檢測，不能排除更小的染色體結(jié)構(gòu)或基因片段異常的可能性。

2 結(jié)果

2.1 染色體核型分析 患者父母染色體核型正常，患者染色體核型為46XX，der(6)?dup(6)(p21.3p21.1)。

2.2 aCGH技術(shù)檢測結(jié)果 患者父母aCGH技術(shù)掃描結(jié)果正常；患者aCGH技術(shù)掃描結(jié)果發(fā)現(xiàn)6號染色體短臂存在1個重復(fù)的CNVs，位于6p21.32-p21.1(hg19：32261671-43333192)，片段大小為11.07 Mb(見圖1,本文彩圖詳見本刊官網(wǎng)www.chinagp.net電子期刊相應(yīng)文章附件)。經(jīng)查在6p21.32-p21.1區(qū)內(nèi)約有180個基因，其中OMIM中23個(見表1)。

3 討論

aCGH技術(shù)能夠在全基因組水平進行掃描，檢測染色體不平衡的CNVs，尤其是對于檢測染色體微小缺失、重復(fù)等不平衡性重排具有突出優(yōu)勢。2010年，國際細胞基因組芯片標(biāo)準(zhǔn)協(xié)作組(ISCA Consortium)在研究了21 698例智力低下、發(fā)育遲緩、多種體征畸形以及孤獨癥的先證者基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)aCGH技術(shù)對致病性CNVs的檢出率為12.2%，比傳統(tǒng)G顯帶核型分析提高了10%。ISCA Consortium推薦將aCGH技術(shù)作為對原因不明的發(fā)育遲緩、智力低下、多種體征畸形以及孤獨癥患者的臨床首選檢測方法[3]。

人類性分化和發(fā)育取決于正常的染色體核型。X、Y系性染色體，攜帶著人類性別決定和分化的相關(guān)基因，數(shù)目和結(jié)構(gòu)的異常可導(dǎo)致性發(fā)育異常。Y染色體含有睪丸決定因子基因，因此Y染色體在性別決定中的作用較X染色體更重要[4]。據(jù)報道，常染色體結(jié)構(gòu)異常也會影響性發(fā)育，臨床可表現(xiàn)為性腺發(fā)育不全、外生殖器及第二性征發(fā)育不良，生殖功能低下等[5]。目前，對于常染色體結(jié)構(gòu)異常導(dǎo)致性發(fā)育異常的報道較少。國內(nèi)外文獻及相關(guān)數(shù)據(jù)庫均未見類似本例患者6號染色體短臂部分重復(fù)致性發(fā)育異常的報道。

本例患者有輕度智力低下、體質(zhì)量偏輕及身高偏低、子宮和卵巢發(fā)育不良、雌激素水平低、原發(fā)性閉經(jīng)、第二性征發(fā)育不良，且以性發(fā)育異常為首要突出癥狀。該患者重復(fù)的6號染色體位于6p21.32-p21.1(hg19：32261671-43333192)，片段大小為11.07 Mb，該重復(fù)區(qū)域內(nèi)約有180個基因，其中OMIM中23個。

圖1 患者6號染色體aCGH掃描結(jié)果

序號相關(guān)基因OMIM編號基因功能相關(guān)疾病及表型1BTNL2606000免疫球蛋白基因超家族成員結(jié)節(jié)病易患性2HLA-DQA1146880主要組織抗原性復(fù)合體基因,Ⅱ類乳糜瀉病易患性3HLA-DQB1604305主要組織抗原性復(fù)合體基因,Ⅱ類乳糜瀉病、多發(fā)性硬化及克-亞綜合征易患性4TAP2170261編碼三磷腺苷結(jié)合轉(zhuǎn)運體膜相關(guān)蛋白(三磷腺苷結(jié)合轉(zhuǎn)運體超家族成員)裸淋巴細胞綜合征,Ⅰ型;Wegener-like肉芽腫5TAP1170260編碼三磷腺苷結(jié)合轉(zhuǎn)運體膜相關(guān)蛋白裸淋巴細胞綜合征,Ⅰ型6HLA-DPB1142858主要組織抗原性復(fù)合體基因,Ⅱ類慢性鈹塵病7COL11A2120290編碼Ⅺ型膠原蛋白,主要參與軟骨細胞外基質(zhì)形成,對骨骼的形成和生長有重要作用Stickler綜合征,Ⅲ型;Weissenbacher-Zweymuller綜合征;OtospondylomegaepiphysealDysplasia;聽覺障礙8TAPBP607081免疫球蛋白超家族成員鏈接主要組織相容性復(fù)合體Ⅰ類分子與抗原加工處理轉(zhuǎn)運蛋白9ITPR3147267在腸上皮細胞介導(dǎo)激素信號調(diào)節(jié)鈣依賴性過程1型糖尿病易患性10HMGA1600701非組蛋白染色體結(jié)構(gòu)蛋白,參與多種細胞過程2型糖尿病易患性11FANCE613976范可尼貧血核復(fù)合體,防止染色體的斷裂范可尼貧血12TULP1602280TULP家族成員,表達在視網(wǎng)膜,參與視紫紅質(zhì)的轉(zhuǎn)運Leber視神經(jīng)病,視網(wǎng)膜色素變性13FKBP5602623高保守性蛋白家族成員,參與包括蛋白折疊、轉(zhuǎn)運、轉(zhuǎn)錄,細胞凋亡及T細胞活化等多種生物學(xué)過程重度抑郁癥14LHFPL5609427LHFP家族成員聽覺障礙15FGD2605091FYVE、RhoGEF和PH決定域2未知16GLO1138750谷胱甘肽結(jié)合蛋白參與甲基乙二醛解毒過程,該基因突變可能會加重孤獨癥的發(fā)展17MOCS1603707編碼的酶參與鉬輔因子生物合成途徑鉬輔因子缺乏癥18TREM2605086編碼蛋白是免疫球蛋白受體超家族成員Nasu-Hakola病19GUCA1A600364鳥苷酸環(huán)化酶激酶是鈣依賴性激酶,刺激細胞合成環(huán)磷酸鳥苷視桿視錐萎縮;視錐細胞營養(yǎng)不良20GUCA1B602275鳥苷酸環(huán)化酶激酶是鈣依賴性激酶,刺激細胞合成環(huán)磷酸鳥苷視網(wǎng)膜色素變性21GNMT606628甘氨酸N甲基轉(zhuǎn)移酶甘氨酸N甲基轉(zhuǎn)移酶缺乏癥22PEX6601498過氧化物酶生物合成因子6Heimler綜合征;過氧化物酶生物合成障礙23CUL7609577該基因編碼的蛋白是泛素蛋白連接酶復(fù)合物的組成部分3-M綜合征

注：OMIM=在線孟德爾人類遺傳學(xué)數(shù)據(jù)庫

該區(qū)域包含了多個主要組織相容性抗原復(fù)合體Ⅱ類基因及相關(guān)基因，查找相關(guān)數(shù)據(jù)庫及文獻表明，這可能使患者發(fā)生免疫系統(tǒng)及內(nèi)分泌代謝系統(tǒng)疾病[6-7]。本例患者內(nèi)分泌異常，但尚未見報道證實這些相關(guān)基因與性發(fā)育直接相關(guān)。與神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙相關(guān)的基因包括FKBP5、GLO1及GNMT等，其中FKBP5和GLO1基因與孤獨癥相關(guān)，GNMT基因與神經(jīng)干細胞分化相關(guān)。該段區(qū)域還包括一些生物酶相關(guān)基因，其發(fā)生突變會導(dǎo)致一系列綜合征，其中CUL7基因編碼的蛋白是泛素蛋白連接酶復(fù)合物的組成部分，與3-M綜合征相關(guān)[8]，該綜合征可導(dǎo)致生長受限，本例患者也有發(fā)育落后現(xiàn)象。另外本區(qū)域還包括COL11A2基因，該基因編碼Ⅺ型膠原蛋白，主要參與軟骨細胞外基質(zhì)形成，對骨骼的形成和生長具有重要作用，該基因的突變可導(dǎo)致單系統(tǒng)或全身性的綜合征，這也可部分解釋患者發(fā)育落后的原因[9]。

總之，本研究對1例性發(fā)育異常伴智力低下患者采用常規(guī)G顯帶核型分析結(jié)合aCGH技術(shù)檢測DNA，發(fā)現(xiàn)了6號染色體短臂部分重復(fù)，明確診斷了本例患者6號染色體短臂重復(fù)的斷裂位點、片段大小及包含基因。6號染色體短臂重復(fù)具有多種臨床特征，可見特殊面容、嚴重心臟畸形、大腦發(fā)育畸形等，臨床特征的可辨識性不高，仍需分子細胞遺傳學(xué)實驗分析明確診斷。aCGH技術(shù)是常規(guī)G顯帶核型分析的有效補充，可對重復(fù)或缺失的具體位置進行精確定位，分辨率高，對有顯著臨床表型的患者，染色體微缺失、微重復(fù)檢測分析可能為患者診斷提供重要參考[10]。

作者貢獻：馮戰(zhàn)啟、王紅丹進行課題設(shè)計與實施、資料收集整理、成文并對文章負責(zé)；景治安、胡和平、黃飛飛、李紀(jì)華、吳輝進行課題實施、評估、資料收集整理；王紅丹進行質(zhì)量控制及審校。

本文無利益沖突。

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(本文編輯：吳立波)

Genetic Analysis of One Patient with Disorders of Sexual Development Combined with Mental Retardation Due to Partial Duplication of Short Arm of Chromosome 6

FENGZhan-qi,JINGZhi-an,HUHe-ping,HUANGFei-fei,LIJi-hua,WUHui,WANGHong-dan.

DepartmentofUrology,ZhengzhouFirstPeople′sHospital,Zhengzhou450004,China

Correspondingauthor:WANGHong-dan,ResearchInstituteofMedicalGenetics,People′sHospitalofZhengzhouUniversity,HenanProvincialPeople′sHospital,Zhengzhou450003,China；E-mail：wanghongdan5495@163.com

Objective To identify the genetic causes of one patient with disorders of sexual development combined with mental retardation.Methods One patient with disorders of sexual development combined with mental retardation,who received treatment and genetic counseling in Department of Urology of Zhengzhou First People′s Hospital and Research Institute of Medical Genetics of Henan Provincial People′s Hospital in February 2015,were selected.Venous blood of the patient and her parents was taken,conventional G-banding was applied to determine the chromosome karyotype;genome DNA was extracted,array comparative genomic hybridization (aCGH) was used for scanning and analyzing,changes of aneuploidy of chromosome and gene copy number variations (CNVs) that over 200 kb were screened,UCSC,DGV,DECIPHER,ISCA and Online Mendelian Inheritance In Man (OMIM) were retrieved to compare and identify pathogenicity.Results Both the karyotype and scanning results of aCGH of the patient′s parents were normal.The karyotype of the patient was 46XX,der(6)?dup(6)(p21.3p21.1);the scanning results found that there was one duplicated CNVs in the short arm of chromosome 6,at 6p21.32-p21.1(hg19:32261671-43333192),the segment size was 11.07 Mb,and 180 genes were in the regions,of which 23 were in OMIM genes.Conclusion The chromosome duplication at 6p21.32-p21.1 region may be the main cause of the disease of this patient with disorders of sexual development combined with mental retardation;G-banding combined with aCGH technique can make accurate positioning of microvariations of the chromosome,and help provide genetic

for clinical diagnosis and treatment.

Disorders of sex development;Intellectual disability;Comparative genomic hybridization;Karyotyping

國家自然科學(xué)基金資助項目(81501336)

450004河南省鄭州市第一人民醫(yī)院泌尿外科(馮戰(zhàn)啟，景治安，胡和平，李紀(jì)華，吳輝)；鄭州大學(xué)人民醫(yī)院 河南省人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)遺傳研究所(黃飛飛，王紅丹)

王紅丹，450003河南省鄭州市，鄭州大學(xué)人民醫(yī)院 河南省人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)遺傳研究所；E-mail：wanghongdan5495@163.com

R 711.1 R 749.93

D

10.3969/j.issn.1007-9572.2016.35.020

2016-04-04；

2016-09-08)