Abstract
Duplikationen av kromosom 3q är en sällsynt sjukdom med varierande kromosomala brytpunkter och följaktligen symtom. Ännu mer sällsynt är det obalanserade resultatet av en föräldrarnas inv(3) som resulterar i duplicerad 3q och en deletion av 3p. Molekylär karyotypering bör bidra till att exakt fastställa längden och brytpunkterna för 3q+/3p- för att bättre förstå barnets framtida utveckling och behov. Vi rapporterar ett fall av ett manligt spädbarn med en 57,5 Mb duplikation från 3q23-qter. Denna patient har också en medföljande 1,7 Mb deletion av 3p26.3. Det duplicerade segmentet hos denna patient omfattar den kända kritiska regionen 3q26.3-q27, som är inblandad i det tidigare rapporterade 3q dup-syndromet; den medföljande 3p26.3-deletionen är dock mindre än de tidigare rapporterade fallen. Den kliniska fenotypen hos denna patient relaterar till tidigare rapporterade fall av 3q+ vilket kan tyda på att den åtföljande heterozygota deletionen på 1,7 Mb inte är kliniskt relevant. Sammantaget har våra data förfinat lokaliseringen och omfattningen av obalansen på kromosom 3, vilket kommer att bidra till en bättre förståelse av det molekylära underlaget för 3q-syndromet.
1. Introduktion
Den genetiska analysen av spädbarn med flera medfödda avvikelser är ett mycket viktigt hjälpmedel för att förstå barnets framtida prognos och utveckling. Mikroarrayteknik blir allt oftare det verktyg som väljs för att noggrant fastställa den underliggande genetiska orsaken och den resulterande fenotypen .
Dupliceringen av kromosom 3q är en sällsynt genetisk störning som resulterar i mental retardation, kramper, breda näsor, hjärt-, njur- och genitala missbildningar . Den kritiska regionen för 3q+ har definierats av Aqua et al. som 3q26.31-q27.3. Deletioner av kromosom 3p är däremot förknippade med intrauterin och postnatal tillväxthämning med försenad benmognad, allvarlig psykomotorisk retardation, dysmorfism inklusive ptos, smal näsa, platt näsbro, klinodaktyli, hjärt- och njurdefekter och nedsatt syn . Storleken på deletionen tycks korrelera med fenotypens svårighetsgrad, så att patienter med en stor deletion uppvisar allvarliga missbildningar och mental retardation . De rapporterade brytpunkterna för 3p-syndromet verkar vara varierande, men 3p-fenotypen är förknippad med deletioner i 3pter-3p25-regionen .
Förut rapporterade fall av patienter som bär på en duplikation vid 3q23-ter samt en stor deletion vid pter-3p25 har en dödlig utgång . Vi rapporterar här ett fall där patienten har en mycket mindre 3p-deletion i kombination med 3q23-ter-duplikationen och diskuterar om 3p-deletionens storlek påverkar patientens fenotyp och utfall.
2. Fallbeskrivning
En en månad gammal pojke presenterade sig med en stor ventrikelseptumdefekt (VSD), stor bakre och främre fontanell, dysmorfiska drag, en enda palmarvecka, underutvecklade testiklar och milda kramper. Barnet var resultatet av en normal första graviditet och föddes vid 41 veckor och 6 dagar med en födelsevikt på 4,1 kg. Förlossningen komplicerades av fosterstress och förlossningen skedde genom kejsarsnitt och barnet togs in på intensivvårdsavdelningen för nyfödda på dag 2 på grund av andningsstörningar.
Ultraljudsanalys avslöjade ett tunt corpus callosum och en efterföljande magnetkameraundersökning av hjärnan och ryggraden avslöjade en liten höger germinal matrisblödning och en mild kraniofacial disproportion och mild mikrognathi. Det fanns också en separat cysta i den choroidala sprickan på vänster sida som var 9 mm i maximal storlek. Corpus callosum var tunt, men närvarande.
Vid 14 månaders ålder hade den prövande mannen gått upp i vikt trots matningssvårigheter och ammade. Efter operationen uppvisade barnet normal biventrikulär funktion utan kvarvarande VSD och utan hörbart mumlande; han var takypnoeisk med en andningsfrekvens på 60, men bröstkorgen var klar. Han hade en förtjockad filum, och operation föreslogs i spädbarnsåldern för att förhindra senare problem med fotutvecklingen. Han hade också nedsatt antigravitationsrörelse i övre och nedre extremiteterna med minskad central tonus, men ökad tonus i extremiteterna.
2.1. Cytogenetisk och mikroarrayanalys
Metafasekromosomer framställdes från stimulerade perifera blodceller enligt standardmetoder och karyotypering utfördes genom G-band metafasanalys. Denna analys visade en stor duplikation av material på den korta armen av kromosom 3, som verkade 3q-liknande (figur 1).
Karyotyp och ideogram för kromosom 3 hos proband. Panel A visar probandens karyotyp, 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 visar de normala och derivativa kromosomerna 3 tillsammans med ett tillhörande ideogram. Panel C är ett sammanfattande ideogram över de regioner av kromosom 3 som är duplicerade och borttagna hos proband.
En molekylär karyotypanalys med högre upplösning utfördes för att fastställa omfattningen av 3q+-regionen. Kortfattat isolerades genomiskt DNA från perifert blod med hjälp av Gentra Puregene blood kit enligt tillverkarens instruktioner (Qiagen Pty Ltd., MD, USA). 0,1 mikrogram genomiskt DNA märktes med Affymetrix Cytogenetics Reagent Kit och märkt DNA applicerades på en Affymetrix Cytogenetics Array (2,7 miljoner prober) enligt tillverkarens anvisningar (Affymetrix Inc, CA, USA). Arrayen skannades och data analyserades med hjälp av Affymetrix Chromosome Analysis Suite (ChAS; version 1.0.1) och tolkades med hjälp av UCSC:s genombrowser (http://genome.ucsc.edu/; hg18 assembly). Denna analys bekräftade att ändringen av antalet kopior var en 57,5 Mb terminal duplikation från 3q23-qter, tillsammans med en oväntad 1,7 Mb deletion vid 3p26.3 (figur 1). Den borttagna regionen innehåller två gener, CNTN6 och CHL1 (figur 2).
(a)
(b)
(a)
(b)
Skematisk bild av det borttagna kromosom 3-området hos proband. Panel A visar ett ideogram av kromosom 3, tillsammans med platsen för deletionen markerad med rött. Panel B visar de gener som är lokaliserade inom den borttagna regionen, de som rapporterats i OMIM-databasen (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/omim/) tillsammans med platsen och omfattningen av duplikationer (visas i blått) och deletioner (visas i rött) hos patienter som rapporterats i DECIPHER-databasen (http://decipher.sanger.ac.uk/). De bilder som presenteras här är hämtade från UCSC:s genombrowser (http://genome.ucsc.edu/).
Föräldraanalysen bekräftade att dessa kromosom 3-förändringar uppstod som en obalanserad produkt av en meiotisk rekombination hos modern som har en pericentrisk inversion av en homolog av kromosom 3 mellan p26 och q23 (figur 3).
Karyotyp och ideogram för kromosom 3 hos moderns kromosomer. Panel A visar moderns karyotyp 46,XX,inv(3)(p26.3q23). Panel B visar de normala och strukturellt omlagda kromosomerna 3, tillsammans med ett tillhörande ideogram.
Patienter med 3p- som har rapporterats i DECIPHER-databasen uppvisar en rad olika fenotyper (tabell 1). Deletionerna hos dessa patienter varierar i längd från 200 kb till 12,5 Mb och omfattar 42 kända gener från 3pter-3p25. I huvudsak stämmer inte de associerade kliniska fenotyperna hos dessa patienter överens med dem som identifierats hos den proband som bär på en mindre distal 3p-deletion samt en duplikation av 3q. De fenotyper som stämmer överens, t.ex. mental retardation/utvecklingsförsening, VSD, dysmorfism och kramper, är också symtom som är förknippade med 3q+-syndromet.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DECIPHER patientnummer används: 256371, 249344, 261155, 256542, 251667, 1876, 253652, 249965 253231, 248772 258577, 248715, 248716, 253820, 251867, 253894, 1372, 1213. Dessa uppgifter hämtades från DECIPHER-konsortiets databas (http://decipher.sanger.ac.uk/). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Diskussion
Det duplicerade segmentet hos den proband som beskrivs här omfattar den kända kritiska regionen 3q26.3-q27 , som är inblandad i det tidigare rapporterade 3q+-syndromet; proband uppvisar 3q+-syndromets fenotyp . Den medföljande borttagna regionen vid 3pter är liten och omfattar endast två gener, CNTN6 och CHL1. Båda dessa gener är inblandade i psykomotorisk retardation , vilket är en fenotyp som uppvisas av patienter med 3q+-syndromet.
På tidigare rapporterade patienter med en mindre 3p-deletion vid 3p26.1-3pter och 3p26.3-3pter uppvisar en mild fenotyp utan hjärtsjukdom och mild eller ingen mental retardation , vilket tyder på att dessa mindre deletioner inte orsakar 3p-fenotypen. 3p-fenotypen är väl karakteriserad och de flesta rapporterade fall har en större deletion än probandens, från 3pter-p25 . Cargile et al. rapporterade en patient med en liten interstitiell deletion vid 3p25.3-p26.2 som hade en 3p-klinisk fenotyp med ptos, mikrocefali, tillväxthämning och utvecklingsförsening. Andra rapporterade fall av 3p-fenotyper stämmer överens med en större deletion som omfattar regionen 3p25.3-p26.2, vilket tyder på att den eller de gener som bidrar till 3p-fenotypen finns inom denna region . Malmgren et al. (2007) rapporterade att de anser att denna minimala region med överlappning mellan de rapporterade fallen, som omfattar 12 gener, innehåller kandidaterna för 3p-fenotypen.
De många gener som rapporterats som potentiella kandidatgener i 3p-fenotypen inkluderar ATP2B2, CNTN4, ITPR1, LRRN1, SUMF1 och SRGAP3 , som finns i den minimala region av överlappning som rapporterats av Cargile et al. vid 3p25,3-p26,2; denna region är inte borttagen hos den proband som beskrivs här. Bevis för att gener i regionen 3p25.3-p26.2 är involverade i 3p-fenotypen stöds av ett fall med en de novo balanserad translokation mellan kromosomerna 3 och 10 som störde CNTN4-genen. Denna patient uppvisade en 3p-fenotyp .
De flesta patienter som rapporterats med en deletion/duplikation av kromosom 3 har en större deletion från 3pter-p25 med en duplikation vid antingen 3p21 eller 3p23 och har ett mycket dåligt utfall med en klinisk bild av tillväxtunderskott, försenad benmognad, mikrocefali, smal näsa och multipla missbildningar . Den kliniska fenotypen hos vår patient är mer förenlig med en diagnos av enbart 3q+-syndromets fenotyp. Patienten hade hög födelsevikt och bred näsa, vilket inte stämmer överens med deletionsfenotypen. Microarrayanalys bekräftade att denna patient har en mindre medföljande 1,7 Mb-deletion från 3pter-p26.3. Storleken på deletionen verkar ha minimal inverkan på denna patients fenotyp och detta stämmer överens med tidigare rapporterade fall. Den viktigaste slutsatsen är därför att patientens kliniska utveckling bör följa en 3q-syndromfenotyp.
4. Slutsats
Tillsammans har våra data förfinat lokaliseringen och omfattningen av obalanser på kromosom 3. Molekylär karyotypering har lett till en bättre förståelse av det molekylära underlaget och det fenotypiska utfallet hos den proband som rapporterats här och bör övervägas i framtida fall för att underlätta en prognos.
Acknowledgments
Denna studie använder sig av data som genererats av DECIPHER-konsortiet. En fullständig lista över centra som bidrog till genereringen av data finns tillgänglig från http://decipher.sanger.ac.uk/ och via e-post från [email protected].