Abstract
Duplikationen af kromosom 3q er en sjælden sygdom med varierende kromosomale brudpunkter og deraf følgende symptomer. Endnu sjældnere er det ubalancerede resultat af en forældrenes inv(3), der resulterer i duplikeret 3q og en deletion af 3p. Molekylær karyotyping bør bidrage til en præcis bestemmelse af længden og brudpunkterne for 3q+/3p- med henblik på at opnå en bedre forståelse af barnets fremtidige udvikling og behov. Vi rapporterer et tilfælde af et spædbarn af hankøn med en 57,5 Mb duplikation fra 3q23-qter. Denne patient har også en ledsagende 1,7 Mb deletion af 3p26.3. Det duplikerede segment hos denne patient omfatter den kendte kritiske region 3q26.3-q27, som er involveret i det tidligere rapporterede 3q dup-syndrom; den ledsagende 3p26.3-deletion er dog mindre end de tidligere rapporterede tilfælde. Den kliniske fænotype hos denne patient er relateret til tidligere rapporterede tilfælde af 3q+, hvilket kan tyde på, at den ledsagende 1,7 Mb heterozygote deletion ikke er klinisk relevant. Samlet set har vores data forfinet placeringen og omfanget af ubalancen på kromosom 3, hvilket vil bidrage til en bedre forståelse af den molekylære underbygning af 3q-syndromet.
1. Indledning
Den genetiske analyse af spædbørn med flere medfødte abnormiteter er en meget vigtig hjælp til at forstå et barns fremtidige prognose og udvikling. Microarray-teknologier er mere og mere almindeligt ved at blive det foretrukne værktøj til nøjagtigt at bestemme den underliggende genetiske årsag og den resulterende fænotype.
Duplikationen af kromosom 3q er en sjælden genetisk lidelse, der resulterer i mental retardering, kramper, bred næse, hjerte-, nyre- og genital misdannelser . Den kritiske region af 3q+ er blevet defineret af Aqua et al. som 3q26.31-q27.3. I modsætning hertil er deletioner af kromosom 3p forbundet med intrauterin og postnatal væksthæmning med forsinket knoglemodning, alvorlig psykomotorisk retardering, dysmorfisme, herunder ptose, smal næse, flad næseryg, klinodaktyli, hjerte- og nyrefejl og nedsat syn . Størrelsen af deletionen synes at korrelere med fænotypens sværhedsgrad, således at patienter med en stor deletion udviser alvorlige misdannelser og mental retardering . De rapporterede brudpunkter for 3p-syndromet synes at være variable, men 3p-fænotypen er forbundet med deletioner i 3pter-3p25-regionen .
Tidligere rapporterede tilfælde af patienter, der bærer en duplikation på 3q23-ter samt en stor deletion på pter-3p25, har et fatalt udfald . Vi rapporterer her et tilfælde, hvor patienten har en meget mindre 3p-deletion i kombination med 3q23-ter-duplikationen, og diskuterer, om 3p-deletionens størrelse påvirker patientens fænotype og resultat.
2. Case Report
En en måned gammel mand præsenterede sig med en stor ventrikelseptumdefekt (VSD), stor posteriort og anterior fontanelle, dysmorfiske træk, enkelt palmar fold, underudviklede testikler og lette anfald. Barnet var resultatet af en normal første graviditet og blev født i 41 uger og 6 dage med en fødselsvægt på 4,1 kg (9 lbs). Fødselsforløbet blev kompliceret af føtal nød, og fødslen foregik ved kejsersnit, og barnet blev indlagt på Newborn Intensive Care Unit (NICU) på dag 2 på grund af åndedrætsbesvær.
Ultralydsanalyse afslørede et tyndt corpus callosum, og en efterfølgende MR-scanning af hjernen og rygsøjlen afslørede en lille højre germinal matrixblødning og en let kraniofacial disproportion og let mikrognathi. Der var også en separat choroidal fissurcyste på venstre side på 9 mm i maksimal dimension. Corpus callosum var tyndt, men til stede.
Der var 14 måneder gammel og havde taget på trods af ernæringsvanskeligheder og ammede. Efter operationen udviste barnet normal biventrikulær funktion uden tilbageværende VSD og uden hørbar mumlen; han var tachypnoisk med en respirationsfrekvens på 60, men hans brystkasse var klar. Han havde et fortykket filum, og der blev foreslået operation i spædbarnsalderen for at forebygge senere problemer med fodudviklingen. Han havde også nedsat antigravitationsbevægelse i sine øvre og nedre lemmer med nedsat central tone, men øget tone i sine lemmer.
2.1. Cytogenetisk og mikroarrayanalyse
Metafasekromosomer blev fremstillet fra stimulerede perifere blodceller i henhold til standardmetoder, og karyotyping blev udført ved G-band metafaseanalyse. Denne analyse viste en stor duplikation af materiale på den korte arm af kromosom 3, som fremstod 3q-lignende (figur 1).
Karyotype og kromosom 3-ideogram hos proband. Panel A viser karyotype af proband, 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 viser de normale og afledte kromosomer 3 sammen med et tilhørende ideogram. Panel C er et sammenfattende ideogram af de regioner af kromosom 3, der er duplikeret og slettet hos proband.
Der blev foretaget en molekylær karyotypeanalyse med højere opløsning for at bestemme omfanget af 3q+-regionen. Kort fortalt blev genomisk DNA isoleret fra perifert blod ved hjælp af Gentra Puregene blodkit i henhold til producentens anvisninger (Qiagen Pty Ltd., MD, USA). 0,1 mikrogram genomisk DNA blev mærket ved hjælp af Affymetrix Cytogenetics Reagent Kit, og det mærkede DNA blev påført et Affymetrix Cytogenetics Array (2,7 mio. prober) i henhold til producentens anvisninger (Affymetrix Inc, CA, USA). Arrayet blev scannet, og dataene blev analyseret ved hjælp af Affymetrix Chromosome Analysis Suite (ChAS; version 1.0.1) og fortolket ved hjælp af UCSC-genombrowseren (http://genome.ucsc.edu/; hg18 assemblage). Denne analyse bekræftede ændringen i antallet af kopier som en 57,5 Mb terminal duplikation fra 3q23-qter sammen med en uventet 1,7 Mb deletion ved 3p26,3 (figur 1). Den slettede region indeholder to gener, CNTN6 og CHL1 (figur 2).
(a)
(b)
(a)
(b)
Skematisk oversigt over den slettede kromosom 3-region hos proband. Panel A viser et ideogram af kromosom 3 sammen med placeringen af deletionen angivet med rødt. Panel B viser de gener, der er lokaliseret inden for den slettede region, de gener, der er rapporteret i OMIM-databasen (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/omim/), sammen med placeringen og omfanget af duplikationer (vist med blå farve) og deletioner (vist med rød farve) hos patienter, der er rapporteret i DECIPHER-databasen (http://decipher.sanger.ac.uk/). De billeder, der præsenteres her, er taget fra UCSC-genombrowseren (http://genome.ucsc.edu/).
Forældreanalyse bekræftede, at disse kromosom 3-ændringer opstod som et ubalanceret produkt af en meiotisk rekombination hos moderen, som har en pericentrisk inversion af en homolog af kromosom 3 mellem p26 og q23 (figur 3).
Karyotype og kromosom 3-ideogram af moderkromosomer. Panel A viser moderens karyotype 46,XX,inv(3)(p26.3q23). Panel B viser de normale og strukturelt omlagte kromosomer 3 sammen med et tilhørende ideogram.
Patienter med 3p-, som er blevet rapporteret i DECIPHER-databasen, udviser en række forskellige fænotyper (tabel 1). Deletionerne hos disse patienter varierer i længde fra 200 kb til 12,5 Mb og omfatter 42 kendte gener fra 3pter-3p25. De tilknyttede kliniske fænotyper hos disse patienter svarer i det store og hele ikke til dem, der er identificeret hos den proband, som bærer en mindre distal 3p-deletion samt en duplikation af 3q. De fænotyper, der matcher, såsom mental retardering/udviklingsforsinkelse, VSD, dysmorfisme og kramper, er også symptomer, der er forbundet med 3q+-syndromet.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DECIPHER anvendte patientnumre: 256371, 249344, 261155, 256542, 251667, 1876, 253652, 249965 253231, 248772 258577, 248715, 248716, 253820, 251867, 253894, 1372, 1213. Disse data stammer fra DECIPHER-konsortiets database (http://decipher.sanger.ac.uk/). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Diskussion
Det duplikerede segment hos den her beskrevne proband omfatter den kendte kritiske region 3q26.3-q27 , som er impliceret i det tidligere rapporterede 3q+ syndrom; proband udviser 3q+ syndrom-fænotypen . Den ledsagende slettede region på 3pter er lille og omfatter kun to gener, CNTN6 og CHL1. Begge disse gener er involveret i psykomotorisk retardering , som er en fænotype, der optræder hos patienter med 3q+-syndromet.
Tidligere rapporterede patienter med en mindre 3p-deletion ved 3p26.1-3pter og 3p26.3-3pter udviser en mild fænotype uden hjertesygdomme og mild eller ingen mental retardering , hvilket tyder på, at disse mindre deletioner ikke forårsager 3p- fænotypen. 3p-fænotypen er blevet velkarakteriseret, og de fleste rapporterede tilfælde har en større deletion end probandens, fra 3pter-p25 . Cargile et al. rapporterede en patient med en lille interstitiel deletion ved 3p25.3-p26.2, som havde en 3p- klinisk fænotype med ptose, mikrocefali, væksthæmning og udviklingsforsinkelse. Andre rapporterede tilfælde af 3p-fænotyper er i overensstemmelse med en større deletion, der omfatter 3p25.3-p26.2-regionen, hvilket tyder på, at det/de gener, der bidrager til 3p-fænotypen, befinder sig i denne region . Malmgren et al. (2007) rapporterede, at de anser dette minimale område med overlapning mellem de rapporterede tilfælde, som omfatter 12 gener, for at indeholde kandidaterne til 3p-fænotypen.
De mange gener, der er rapporteret som potentielle kandidatgener i 3p- fænotypen, omfatter ATP2B2, CNTN4, ITPR1, LRRN1, SUMF1 og SRGAP3 , som er til stede i den minimale region af overlapning rapporteret af Cargile et al. på 3p25.3-p26.2; denne region er ikke slettet hos den her beskrevne proband. Bevis for, at gener i 3p25.3-p26.2-regionen er involveret i 3p-fænotypen understøttes af et tilfælde med en de novo balanceret translokation mellem kromosom 3 og 10, der forstyrrede CNTN4-genet. Denne patient udviste en 3p-fænotype .
De fleste patienter, der er rapporteret med en deletion/duplikation af kromosom 3, har en større deletion fra 3pter-p25 med en duplikation på enten 3p21 eller 3p23 og har et meget dårligt resultat med et klinisk billede med vækstunderskud, forsinket knoglemodning, mikrocefali, smal næse og flere misdannelser . Den kliniske fænotype hos vores patient er mere i overensstemmelse med en diagnose af fænotypen 3q+ syndromet alene. Patienten havde en høj fødselsvægt og en bred næse, hvilket ikke er i overensstemmelse med deletionsfænotypen. Microarray-analyse bekræftede, at denne patient har en mindre ledsagende 1,7 Mb deletion fra 3pter-p26.3. Størrelsen af deletionen synes at have minimal indflydelse på denne patients fænotype, og dette er i overensstemmelse med tidligere rapporterede tilfælde. Den vigtigste konklusion er derfor, at patientens kliniske udvikling bør følge en 3q-syndrom-fænotype.
4. Konklusion
Samlet set har vores data præciseret placeringen og omfanget af kromosom 3-ubalancer. Molekylær karyotyping har ført til en bedre forståelse af den molekylære underbygning og det fænotypiske resultat hos den proband, der er rapporteret her, og bør overvejes i fremtidige tilfælde for at støtte en prognose.
Akkreditering
Denne undersøgelse gør brug af data genereret af DECIPHER-konsortiet. En fuldstændig liste over de centre, der har bidraget til generering af dataene, kan fås på http://decipher.sanger.ac.uk/ og via e-mail fra [email protected].