Abstrakt
Duplikace chromozomu 3q je vzácná porucha s různými chromozomálními zlomy a následně i příznaky. Ještě vzácnější je nebalancovaný výsledek rodičovského inv(3), jehož výsledkem je duplikace 3q a delece 3p. Molekulární karyotypizace by měla pomoci přesně určit délku a zlomové body 3q+/3p-, aby bylo možné lépe pochopit budoucí vývoj a potřeby dítěte. Uvádíme případ kojence mužského pohlaví s 57,5 Mb duplikací z 3q23-qter. Tento pacient má také doprovodnou deleci 3p26.3 o velikosti 1,7 Mb. Duplikovaný úsek u tohoto pacienta zahrnuje známou kritickou oblast 3q26.3-q27, která se podílí na dříve popsaném syndromu 3q dup; doprovodná delece 3p26.3 je však menší než u dříve popsaných případů. Klinický fenotyp tohoto pacienta se vztahuje k dříve hlášeným případům 3q+, což může naznačovat, že doprovodná 1,7 Mb heterozygotní delece není klinicky relevantní. Souhrnně naše údaje upřesnily umístění a rozsah dysbalance chromozomu 3, což pomůže lépe pochopit molekulární podstatu syndromu 3q.
1. Úvod
Genetická analýza dětí s mnohočetnými vrozenými vadami je velmi důležitou pomůckou pro pochopení budoucí prognózy a vývoje dítěte. Technologie microarray se stále častěji stávají nástrojem volby pro přesné určení základní genetické příčiny a výsledného fenotypu .
Duplikace chromozomu 3q je vzácná genetická porucha, která vede k mentální retardaci, záchvatům, širokému nosu, srdečním, renálním a genitálním malformacím . Kritická oblast 3q+ byla definována Aqua et al. jako 3q26.31-q27.3 . Naproti tomu delece chromozomu 3p jsou spojeny s intrauterinní a postnatální růstovou retardací s opožděným kostním zráním, těžkou psychomotorickou retardací, dysmorfismem včetně ptózy, úzkého nosu, plochého nosního můstku, klinodaktylie, srdečních a ledvinových vad a poruch vidění . Zdá se, že velikost delece koreluje se závažností fenotypu, takže pacienti s velkou delecí vykazují těžké malformace a mentální retardaci . Uváděné body zlomu pro syndrom 3p- se zdají být variabilní, ale fenotyp 3p- je spojen s delecemi v oblasti 3pter-3p25 .
Dříve popsané případy pacientů nesoucích duplikaci v oblasti 3q23-ter i velkou deleci v oblasti pter-3p25 mají fatální průběh . Zde uvádíme případ, kdy má pacient mnohem menší deleci 3p v kombinaci s duplikací 3q23-ter, a diskutujeme, zda velikost delece 3p ovlivňuje fenotyp pacienta a jeho výsledek.
2. Kazuistika
Jednoměsíční chlapec se prezentoval velkým defektem komorového septa (VSD), velkou zadní a přední fontanelou, dysmorfními rysy, jedinou palmární rýhou, nedostatečně vyvinutými varlaty a mírnými záchvaty. Dítě bylo produktem normálního prvního těhotenství a narodilo se ve 41. týdnu a 6 dnech s porodní hmotností 4,1 kg. Porod byl komplikován tísní plodu a porod proběhl císařským řezem a 2. den byl přijat na jednotku intenzivní péče o novorozence (JIP) pro dechovou tíseň.
Ultrazvukové vyšetření odhalilo tenké corpus callosum a následná magnetická rezonance mozku a páteře odhalila malé krvácení do pravé zárodečné matrix a mírnou kraniofaciální disproporci a mírnou mikrognácii. Nalezena byla také samostatná cysta choroidální štěrbiny vlevo o maximálním rozměru 9 mm. Corpus callosum bylo tenké, ale přítomné.
Ve věku 14 měsíců proband přibýval na váze navzdory obtížím s krmením a byl kojen; po operaci dítě vykazovalo normální biventrikulární funkci bez reziduální VSD a bez slyšitelných šelestů; bylo tachypnoické s dechovou frekvencí 60, ale jeho hrudník byl čistý. Měl ztluštělé filum a v kojeneckém věku byla navržena operace, aby se předešlo pozdějším problémům s vývojem nohou. Měl také snížené antigravitační pohyby horních a dolních končetin se sníženým centrálním tonusem, ale zvýšeným tonusem končetin.
2.1. Jaké byly výsledky vyšetření? Cytogenetická a mikroarray analýza
Metafázové chromozomy byly připraveny ze stimulovaných buněk periferní krve podle standardních metod a karyotypizace byla provedena pomocí metafázové analýzy G-pásma. Tato analýza prokázala rozsáhlou duplikaci materiálu na krátkém raménku chromozomu 3, která se jevila jako 3q (obrázek 1).
Karyotyp a ideogram chromozomu 3 probanda. Panel A ukazuje karyotyp probanda, 46,XY,rec(3)dup(3q)inv(3)(p26.3q23)mat.arr 3p26.3(56,669-1,850,707)x1,3q23q29(141,829,104-199,355,203)x3. Panel B ukazuje normální a derivační chromozomy 3 spolu s příslušným ideogramem. Panel C je souhrnný ideogram oblastí chromozomu 3, které jsou u probanda duplikovány a odstraněny.
K určení rozsahu oblasti 3q+ byla provedena molekulární analýza karyotypu s vyšším rozlišením. Stručně řečeno, genomová DNA byla izolována z periferní krve pomocí soupravy Gentra Puregene blood kit podle pokynů výrobce (Qiagen Pty Ltd., MD, USA). 0,1 mikrogramu genomové DNA bylo označeno pomocí sady Affymetrix Cytogenetics Reagent Kit a označená DNA byla aplikována na Affymetrix Cytogenetics Array (2,7 milionu sond) podle pokynů výrobce (Affymetrix Inc, CA, USA). Pole bylo naskenováno a data analyzována pomocí Affymetrix Chromosome Analysis Suite (ChAS; verze 1.0.1) a interpretována pomocí UCSC genome browser (http://genome.ucsc.edu/; hg18 assembly). Tato analýza potvrdila změnu počtu kopií jako terminální duplikaci o velikosti 57,5 Mb z 3q23-qter spolu s netušenou delecí o velikosti 1,7 Mb na 3p26.3 (obrázek 1). Deletovaná oblast obsahuje dva geny, CNTN6 a CHL1 (obrázek 2).
(a)
(b)
(a)
(b)
Schéma deletované oblasti chromozomu 3 u probanda. Panel A ukazuje ideogram chromozomu 3 spolu s červeně vyznačeným místem delece. Panel B ukazuje geny, které jsou lokalizovány v deletované oblasti, geny uvedené v databázi OMIM (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/omim/) spolu s umístěním a rozsahem duplikací (znázorněno modře) a delecí (znázorněno červeně) u pacientů uvedených v databázi DECIPHER (http://decipher.sanger.ac.uk/). Zde uvedené obrázky jsou převzaty z prohlížeče genomu UCSC (http://genome.ucsc.edu/).
Rodičovská analýza potvrdila, že tyto změny chromozomu 3 vznikly jako nebalancovaný produkt meiotické rekombinace u matky, která má pericentrickou inverzi jednoho homologu chromozomu 3 mezi p26 a q23 (obrázek 3).
Karyotyp a ideogram chromozomu 3 u matky. Panel A ukazuje karyotyp matky 46,XX,inv(3)(p26.3q23). Panel B ukazuje normální a strukturálně přestavěné chromozomy 3 spolu se souvisejícím ideogramem.
Pacienti s 3p-, kteří byli zaznamenáni v databázi DECIPHER, vykazují řadu fenotypů (tabulka 1). Délka delecí u těchto pacientů se pohybuje od 200 kb do 12,5 Mb a zahrnuje 42 známých genů z 3pter-3p25. Většinou se související klinické fenotypy těchto pacientů neshodují s fenotypy zjištěnými u probandů, kteří nesou menší distální deleci 3p a také duplikaci 3q. Fenotypy, které se shodují, jako je mentální retardace/opoždění vývoje, VSD, dysmorfismus a záchvaty, jsou také příznaky, které jsou spojeny se syndromem 3q+.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Použitá čísla pacientů DECIPHER: 256371, 249344, 261155, 256542, 251667, 1876, 253652, 249965 253231, 248772 258577, 248715, 248716, 253820, 251867, 253894, 1372, 1213. Tyto údaje byly převzaty z databáze konsorcia DECIPHER (http://decipher.sanger.ac.uk/). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Diskuse
Duplikovaný segment u zde popsaného probanda zahrnuje známou kritickou oblast 3q26.3-q27 , která se podílí na dříve hlášeném syndromu 3q+; proband vykazuje fenotyp syndromu 3q+ . Doprovodná odstraněná oblast u 3pter je malá a zahrnuje pouze dva geny, CNTN6 a CHL1. Oba tyto geny se podílejí na psychomotorické retardaci , což je fenotyp, který vykazují pacienti se syndromem 3q+.
Dříve popsaní pacienti s menší delecí 3p na 3p26.1-3pter a 3p26.3-3pter vykazují mírný fenotyp bez srdečních onemocnění a mírnou nebo žádnou mentální retardaci , což naznačuje, že tyto menší delece nejsou příčinou fenotypu 3p-. Fenotyp 3p- byl dobře charakterizován a většina popsaných případů má větší deleci než proband, od 3pter-p25 . Cargile a kol. popsali pacienta s malou intersticiální delecí 3p25.3-p26.2, který měl klinický fenotyp 3p- ptózu, mikrocefalii, růstovou retardaci a opožděný vývoj. Další hlášené případy 3p- fenotypu odpovídají větší deleci zahrnující oblast 3p25.3-p26.2, což naznačuje, že gen/geny přispívající k 3p- fenotypu se nacházejí v této oblasti . Malmgren et al. (2007) uvádějí, že tuto minimální oblast překrývání hlášených případů, která zahrnuje 12 genů, považují za oblast obsahující kandidáty na 3p- fenotyp.
Mezi mnoho genů uváděných jako potenciální kandidátské geny pro 3p- fenotyp patří ATP2B2, CNTN4, ITPR1, LRRN1, SUMF1 a SRGAP3 , které jsou přítomny v minimální oblasti překryvu uváděné Cargile et al. na 3p25.3-p26.2; tato oblast není u zde popisovaného probanda odstraněna. Důkazy naznačující, že geny v oblasti 3p25.3-p26.2 se podílejí na fenotypu 3p-, podporuje případ s de novo vyváženou translokací mezi chromozomy 3 a 10, která narušila gen CNTN4. Tento pacient vykazoval 3p- fenotyp .
Většina pacientů hlášených s delecí/duplikací chromozomu 3 má větší deleci z 3pter-p25 s duplikací na 3p21 nebo 3p23 a má velmi špatný výsledek s klinickým obrazem růstového deficitu, opožděného kostního zrání, mikrocefalie, úzkého nosu a mnohočetných malformací . Klinický fenotyp našeho pacienta odpovídá spíše diagnóze samotného fenotypu syndromu 3q+. Pacient měl vysokou porodní hmotnost a široký nos, což neodpovídá delečnímu fenotypu. Analýza mikročipů potvrdila, že tento pacient má menší doprovodnou deleci 1,7 Mb z 3pter-p26.3. Zdá se, že velikost delece má na fenotyp tohoto pacienta minimální vliv, což je v souladu s dříve popsanými případy. Hlavním závěrem tedy je, že klinický vývoj pacienta by se měl řídit fenotypem syndromu 3q.
4. Závěr
Souhrnně vzato naše údaje upřesnily lokalizaci a rozsah dysbalancí chromozomu 3. Na základě těchto údajů lze konstatovat, že se jedná o velmi závažné onemocnění. Molekulární karyotypizace vedla k lepšímu pochopení molekulárního podkladu a fenotypového výsledku u zde uváděného probanda a měla by být zvážena v budoucích případech, aby pomohla stanovit prognózu.
Poděkování
Tato studie využívá data získaná konsorciem DECIPHER. Úplný seznam center, která se podílela na generování dat, je k dispozici na adrese http://decipher.sanger.ac.uk/ a e-mailem na adrese [email protected].