Abstract
Kromosomi 3q:n duplikaatio on harvinainen häiriö, jolla on vaihtelevia kromosomikatkopisteitä ja näin ollen erilaisia oireita. Vielä harvinaisempaa on vanhempien inv(3):n aiheuttama epätasapainoinen lopputulos, joka johtaa 3q:n duplikaatioon ja 3p:n deleetioon. Molekulaarisen karyotyypin määrityksen pitäisi auttaa 3q+/3p-:n pituuden ja murtumakohtien tarkassa määrittämisessä, jotta lapsen tulevaa kehitystä ja tarpeita voitaisiin ymmärtää paremmin. Raportoimme tapauksen, jossa poikalapsella oli 57,5 Mb:n duplikaatio 3q23-qter:stä. Tällä potilaalla on myös siihen liittyvä 1,7 Mb:n deletio 3p26.3:sta. Tämän potilaan duplikaatio kattaa tunnetun kriittisen alueen 3q26.3-q27, joka on osallisena aiemmin raportoidussa 3q-duplikaatio-oireyhtymässä; siihen liittyvä 3p26.3-deleetio on kuitenkin pienempi kuin aiemmin raportoidut tapaukset. Tämän potilaan kliininen fenotyyppi liittyy aiemmin raportoituihin 3q+-tapauksiin, mikä saattaa viitata siihen, että siihen liittyvä 1,7 Mb:n heterotsygoottinen deleetio ei ole kliinisesti merkityksellinen. Kaiken kaikkiaan tietomme ovat tarkentaneet kromosomi 3:n epätasapainon sijaintia ja laajuutta, mikä auttaa ymmärtämään paremmin 3q-oireyhtymän molekulaarista taustaa.
1. Johdanto
Lasten, joilla on useita synnynnäisiä poikkeavuuksia, geneettinen analyysi on erittäin tärkeä apu lapsen tulevan ennusteen ja kehityksen ymmärtämisessä. Mikrosirutekniikoista on tulossa yhä yleisemmin ensisijainen väline, jonka avulla voidaan määrittää tarkasti taustalla oleva geneettinen syy ja siitä johtuva fenotyyppi .
Kromosomi 3q:n duplikaatio on harvinainen perinnöllinen häiriö, joka johtaa älylliseen jälkeenjääneisyyteen, kouristuskohtauksiin, laaja-alaisiin nenä-, sydän-, munuais- ja sukupuolielinten epämuodostumiin . Kriittinen alue 3q+ on määritelty Aqua ym. mukaan 3q26.31-q27.3:ksi. Kromosomi 3p:n deleetioihin sen sijaan liittyy kohdunsisäistä ja postnataalista kasvun hidastumista ja viivästynyttä luun kypsymistä, vakavaa psykomotorista hidastumista, dysmorfismia, kuten ptoosia, kapeaa nenää, litteää nenäsiltaa, klinodaktyylisyyttä, sydän- ja munuaisvikoja ja heikentynyttä näköä . Deleetion koko näyttää korreloivan fenotyypin vakavuuden kanssa siten, että potilailla, joilla on suuri deleetio, esiintyy vakavia epämuodostumia ja henkistä jälkeenjääneisyyttä . Ilmoitetut 3p-oireyhtymän taitekohdat näyttävät olevan vaihtelevia, mutta 3p-fenotyyppi liittyy deletioihin 3pter-3p25-alueella .
Edellisissä raportoiduissa tapauksissa potilailla, joilla on duplikaatio 3q23-ter:ssä sekä suuri deleetio pter-3p25:ssä, on kohtalokas lopputulos . Raportoimme tässä tapauksen, jossa potilaalla on paljon pienempi 3p-deleetio yhdessä 3q23-ter-duplikaation kanssa, ja keskustelemme siitä, vaikuttaako 3p-deleetion koko potilaan fenotyyppiin ja lopputulokseen.
2. Tapausselostus
Kuukauden ikäinen mies esiteltiin suurella kammioväliseinän defektillä, suurella takimmaisella ja etupuolisella fonttanellalla, dysmorfisilla piirteillä, yksittäisellä kämmenen rypytyksellä, alikehittyneillä kiveksillä ja lievillä kohtauksilla. Vauva oli normaalin ensimmäisen raskauden tulos, ja hänet synnytettiin 41 viikon ja 6 päivän iässä, ja hänen syntymäpainonsa oli 4,1 kiloa. Synnytys vaikeutui sikiövaikeuksien vuoksi, ja synnytys tehtiin keisarileikkauksella, ja lapsi otettiin vastasyntyneiden teho-osastolle (NICU) toisena päivänä hengitysvaikeuksien vuoksi.
Ultraäänitutkimuksessa havaittiin ohut aivokurkiainen, ja aivojen ja selkärangan magneettikuvaus paljasti pienen oikeanpuoleisen itiöemätriinin aiheuttaman verenvuodon sekä lievän kallon ja kasvojen epäsuhtaisuuden (disproproproportionaalisuus) ja lievän mikrognatian. Vasemmalla oli myös erillinen suonikalvon halkeamakysta, jonka maksimimitta oli 9 mm. Corpus callosum oli ohut, mutta läsnä.
14 kuukauden iässä koehenkilö oli lihonut ruokintavaikeuksista huolimatta ja imetti. Leikkauksen jälkeen lapsella oli normaali biventrikulaarinen toiminta ilman jäännös-VSD:tä eikä hänellä ollut kuultavissa olevia sivuääniä; hän oli takypnoeinen ja hengitystaajuus oli 60, mutta hänen rintakehänsä oli puhdas. Hänellä oli paksuuntunut sädekehä, ja leikkausta ehdotettiin imeväisiässä, jotta estettäisiin myöhemmät ongelmat jalkojen kehityksessä. Hänellä oli myös heikentynyt painovoiman vastainen liike ylä- ja alaraajoissaan, ja hänen keskusjalkojensa tonus oli vähentynyt, mutta raajojen tonus oli lisääntynyt.
2.1. Sytogeneettinen ja mikroarray-analyysi
Metafaasikromosomit valmistettiin stimuloiduista perifeerisistä verisoluista standardimenetelmien mukaisesti, ja karyotyypitys suoritettiin G-kaistan metafaasianalyysillä. Tämä analyysi osoitti, että kromosomi 3:n lyhyessä haarassa oli suuri duplikaatio, joka näytti 3q:n kaltaiselta (kuva 1).
Karyotyyppi ja kromosomi 3:n kromosomi-ideogrammi koehenkilöllä. Paneelissa A on esitetty koehenkilön karyotyyppi, 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. Paneelissa B on esitetty normaalit ja johdetut kromosomit 3 sekä niihin liittyvä ideogrammi. Paneelissa C on yhteenvetoideogrammi kromosomin 3 alueista, jotka ovat duplikoituneet ja deletoituneet koehenkilöllä.
Korkeamman resoluution molekyylikaryotyyppianalyysi tehtiin 3q+-alueen laajuuden määrittämiseksi. Lyhyesti sanottuna genominen DNA eristettiin perifeerisestä verestä Gentra Puregene blood kitillä valmistajan ohjeiden mukaisesti (Qiagen Pty Ltd., MD, USA). 0,1 mikrogrammaa genomista DNA:ta leimattiin Affymetrix Cytogenetics Reagent Kitillä, ja leimattu DNA levitettiin Affymetrix Cytogenetics Arrayyn (2,7 miljoonaa koetinta) valmistajan ohjeiden mukaisesti (Affymetrix Inc, CA, USA). Array skannattiin ja tiedot analysoitiin Affymetrix Chromosome Analysis Suite (ChAS; versio 1.0.1) -ohjelmalla ja tulkittiin UCSC:n genomiselaimen avulla (http://genome.ucsc.edu/; hg18 assembly). Tämä analyysi vahvisti kopioluvun muutoksen 57,5 Mb:n terminaaliseksi duplikaatioksi 3q23-qter:stä yhdessä epäilemättömän 1,7 Mb:n deletion kanssa 3p26.3:ssa (kuva 1). Poistettu alue sisältää kaksi geeniä, CNTN6 ja CHL1 (kuva 2).
(a)
(b)
(a)
(b)
Kaavio koehenkilön deletoidusta kromosomin 3 alueesta. Paneelissa A on kromosomi 3:n ideogrammi, johon on merkitty punaisella deletion sijainti. Paneelissa B esitetään OMIM-tietokannassa (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/omim/) ilmoitetut geenit, jotka sijaitsevat poistetulla alueella, sekä DECIPHER-tietokannassa (http://decipher.sanger.ac.uk/) ilmoitettujen potilaiden duplikaatioiden (merkitty sinisellä) ja deleetioiden (merkitty punaisella) sijainti ja laajuus. Tässä esitetyt kuvat on otettu UCSC:n genomiselaimesta (http://genome.ucsc.edu/).
Vanhempien analyysi vahvisti, että nämä kromosomi 3:n muutokset syntyivät meioottisen rekombinaation epätasapainoisena tuotteena äidissä, jolla on kromosomin 3 yhden homologin perisentrinen inversio p26:n ja q23:n välillä (kuva 3).
Karyotyyppi ja kromosomi 3:n ideogrammi äidin kromosomeista. Paneelissa A on äidin karyotyyppi 46,XX,inv(3)(p26.3q23). Paneelissa B näkyvät normaalit ja rakenteellisesti uudelleen järjestäytyneet kromosomit 3 sekä niihin liittyvä ideogrammi.
Potilailla, joilla on 3p- ja jotka on ilmoitettu DECIPHER-tietokannassa, on erilaisia fenotyyppejä (taulukko 1). Näiden potilaiden deleetioiden pituus vaihtelee 200 kb:stä 12,5 Mb:iin, ja ne sisältävät 42 tunnettua 3pter-3p25-geeniä. Pääasiassa näiden potilaiden kliiniset fenotyypit eivät vastaa niitä, jotka on todettu koehenkilöllä, jolla on pienempi distaalinen 3p-deleetio ja 3q:n duplikaatio. Vastaavat fenotyypit, kuten älyllinen jälkeenjääneisyys/kehityksen viivästyminen, VSD, dysmorfismi ja kouristukset, ovat myös oireita, jotka liittyvät 3q+-oireyhtymään.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DECIPHER-potilasnumeroita käytetty: 256371, 249344, 261155, 256542, 251667, 1876, 253652, 249965 253231, 248772 258577, 248715, 248716, 253820, 251867, 253894, 1372, 1213. Nämä tiedot on otettu DECIPHER-konsortion tietokannasta (http://decipher.sanger.ac.uk/). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Keskustelu
Tässä kuvatun koehenkilön duplikoitunut segmentti kattaa tunnetun kriittisen alueen 3q26.3-q27 , joka on osallisena aiemmin raportoidussa 3q+-oireyhtymässä; koehenkilöllä on 3q+-oireyhtymän fenotyyppi . Tähän liittyvä poistettu alue 3pterissä on pieni ja kattaa vain kaksi geeniä, CNTN6:n ja CHL1:n. Molemmat näistä geeneistä ovat osallisina psykomotorisessa hidastuneisuudessa , joka on 3q+-oireyhtymää sairastavien potilaiden fenotyyppi.
Vähän aiemmin raportoiduilla potilailla, joilla on pienempi 3p-deleetio kohdissa 3p26.1-3pter ja 3p26.3-3pter, on lievä fenotyyppi, jossa ei esiinny sydänsairauksia eikä lievää tai ei lainkaan psyykkistä jälkeenjääneisyyttä , mikä viittaa siihen, että nämä pienemmät deletiot eivät aiheuta 3p-fenotyyppiä. 3p- fenotyyppiä on luonnehdittu hyvin, ja useimmilla raportoiduilla tapauksilla on koehenkilöä suurempi deleetio 3pter-p25 . Cargile et al. raportoivat potilaasta, jolla oli pieni interstitiaalinen deleetio kohdissa 3p25.3-p26.2 ja jonka kliininen 3p-fenotyyppi koostui ptoosista, mikrokefaliasta, kasvun hidastumisesta ja kehityksen viivästymisestä. Muissa raportoiduissa 3p-fenotyyppitapauksissa on todettu suurempi deleetio, joka sisältää alueen 3p25.3-p26.2, mikä viittaa siihen, että 3p-fenotyyppiä aiheuttava geeni tai aiheuttavat geenit sijaitsevat tällä alueella. Malmgren ja muut (2007) ilmoittivat, että heidän mielestään tämä raportoitujen tapausten välinen minimaalinen päällekkäisyysalue, joka sisältää 12 geeniä, sisältää 3p-fenotyypin ehdokkaat.
Potentiaalisina 3p- fenotyypin kandidaattigeeneinä raportoituihin moniin geeneihin kuuluvat ATP2B2, CNTN4, ITPR1, LRRN1, SUMF1 ja SRGAP3 , jotka esiintyvät Cargilen ym. raportoimalla minimaalisella päällekkäisyysalueella osoitteessa 3p25.3-p26.2; tätä aluetta ei ole deletoitu tässä kuvatulla koehenkilöllä. Todisteita siitä, että geenit alueella 3p25.3-p26.2 osallistuvat 3p-fenotyyppiin, tukee tapaus, jossa kromosomien 3 ja 10 välillä oli de novo tasapainoinen translokaatio, joka häiritsi CNTN4-geeniä. Tällä potilaalla oli 3p- fenotyyppi .
Useimmilla potilailla, joilla on raportoitu kromosomi 3:n deleetio/duplikaatio, on suurempi deleetio 3pter-p25:stä ja duplikaatio joko 3p21:ssä tai 3p23:ssa, ja heidän lopputuloksensa on hyvin huono, ja heidän kliininen kuvansa on kasvuhäiriöinen, luun kypsymisviiveinen, mikrokefalinen, kapea nenäinen ja moninaisia epämuodostumia . Potilaamme kliininen fenotyyppi sopii paremmin yhteen pelkän 3q+-oireyhtymän fenotyypin diagnoosin kanssa. Potilaalla oli korkea syntymäpaino ja leveä nenä, mikä ei vastaa deleetiofenotyyppiä. Microarray-analyysi vahvisti, että tällä potilaalla on pienempi mukana oleva 1,7 Mb:n deletio 3pter-p26.3:sta. Deletion koolla näyttää olevan minimaalinen vaikutus tämän potilaan fenotyyppiin, ja tämä vastaa aiemmin raportoituja tapauksia. Tärkein johtopäätös on siis se, että potilaan kliinisen etenemisen pitäisi seurata 3q-oireyhtymän fenotyyppiä.
4. Johtopäätös
Kokonaisuudessaan tietomme ovat tarkentaneet kromosomi 3:n epätasapainon sijaintia ja laajuutta. Molekulaarinen karyotyypin määritys on johtanut parempaan ymmärrykseen tässä raportoidun koehenkilön molekulaarisesta taustatekijästä ja fenotyyppisestä lopputuloksesta, ja sitä olisi harkittava tulevissa tapauksissa ennusteen avuksi.
Kiitokset
Tässä tutkimuksessa on hyödynnetty DECIPHER-konsortion tuottamia tietoja. Täydellinen luettelo keskuksista, jotka osallistuivat tietojen tuottamiseen, on saatavissa osoitteesta http://decipher.sanger.ac.uk/ ja sähköpostitse osoitteesta [email protected].