Genomo pirmojo požiūrio metu diagnozuotas kaezos sindromas nustatant naują kulinarinio kulto mutaciją | žmogaus genomo kitimas

Genomo pirmojo požiūrio metu diagnozuotas kaezos sindromas nustatant naują kulinarinio kulto mutaciją | žmogaus genomo kitimas

Anonim

Dalykai

  • Genetiniai tyrimai
  • Medicininė genetika
  • Naujos kartos sekos

Anotacija

Kabezo sindromas yra sindromo forma, susijusi su intelektualine negalia, sujungta su X, pirmiausia būdingu trumpu ūgiu, hipogonadizmu ir nenormalia eisena, o kiti kintamieji požymiai atsiranda dėl CUL4B geno mutacijų. Čia pranešame apie kliniškai nediagnozuotą 5 metų vyrą, turintį sunkią intelekto negalią. Pirmasis genomo metodas, naudojant tikslingą egzomo sekos nustatymą, nustatė naują nesąmonių mutaciją [NM_003588.3: c.2698G> T, p. (Glu900 *)] paskutiniame koduojančiame CUL4B egzone , taip diagnozuodamas šiam pacientui Cabezas sindromą.

Intelekto negalia (ID) pasireiškia 1–3% visų gyventojų ir yra labiau paplitusi vyrams nei moterims. 1 su X susijęs ID (XLID) sudaro 5–10% visų tipų ID ir yra dažniausia vyrų tapatybės priežastis. 1 Nesyndrominio XLID atveju ID yra vienintelis klinikinis požymis. Priešingai, sindrominis ID yra susijęs su įvairiomis neurologinėmis ir (arba) elgesio apraiškomis bei struktūrinėmis anomalijomis. Iki šiol aprašyta daugiau nei 150 XLID sutrikimų, maždaug pusė iš jų sudaro daugiau kaip 100 mutavusių genų. 2 Vis dėlto, atsižvelgiant į didelę XLID sutrikimų fenotipinę ir genetinę heterogeniškumą, nustatyti priežastines genų mutacijas X chromosomoje šeimose, kuriose yra XLID, ir tarp sporadinių XLID atvejų, remiantis klinikine diagnoze pagrįstais metodais. 3 CUL4B (MIM # 300304) yra palyginti didelis genas (913 aminorūgščių), turintis 21 koduojantį egzoną (2–22 egzonai), koduojantis „Cullin-4B“ pastolių baltymą, sudarantį ubiquitin – ligazės kompleksą. Šio geno variantai yra žinoma „Cabezas“ tipo X-sujungto sindromo ID priežastis (MRXSC arba Cabezas sindromas, MIM # 300354). 4, 5, 6 Atliekant XLID šeimų ir pacientų, sergančių ID, atranką, naudojant tikslinį skydeliu pagrįstą naujos kartos sekos nustatymą (NGS), nustatytas CUL4B variantų, sukeliančių XLID ir ID, dažnis, kuris buvo ~ 2% (8/407). 7–3% (8/250) 4 ir 0, 5% (5/986) 8–0, 9% (1/106), 9 . Šis rezultatas reiškia, kad pacientams, sergantiems ID, CUL4B yra vienas iš dažniausiai mutavusių genų su funkcijos praradimo variantais, neatsižvelgiant į jų paveldėjimo būdą. Pacientų, sergančių Cabezas sindromu, fenotipai sutampa, įskaitant trumpą ūgį, hipogonadizmą, eisenos anomalijas ir kitus kintamus požymius, tokius kaip ID, traukuliai, drebulys, elgesio problemos, makrocefalija, nutukimas ir įvairūs dismorfiniai požymiai. 7 Tai, kad sutampa kiti požymiai nei ID, rodo sindromą, susijusį su CUL4B variantais, 7 ir gairę galima naudoti norint nustatyti potencialius pacientus, sergančius šiuo sindromu (papildoma S1 lentelė); 4, tačiau vienintelis anksčiau pastebėtas nuoseklus paveiktų asmenų požymis buvo ID, 4 ir bent keletas šių požymių dažniausiai pastebimi asmenims, sergantiems ID. Iš tiesų, pranešta apie kai kuriuos su CUL4B susijusius XLID atvejus, kuriuose nėra požymių arba jie iš dalies sutampa. 9, 11 Todėl diagnozė gali būti sudėtinga dėl daugybės sindromų fenotipų sutapimo.

Be minėtų CUL4B variantų, bendrosios delecijos CUL4B viduje arba aplink jį taip pat pastebėtos kaip ligą sukeliantys pakitimai. 12 Todėl genomo pirmojo metodo taikymas naudojant NGS, kuris gali vienu metu aptikti vieno nukleotido variantus ir nukopijuoti su ID susijusių asocijuotų genų, įskaitant CUL4B , 13, nukrypimus nuo skaičiaus , gali būti naudingas rentabiliai ir laiku atrankai bei diferencinei CUL4B diagnozei nustatyti. asocijuotasis XLID. Pateikiame pirmąjį Japonijos Cabezas sindromo atvejį, kurį sukėlė naujoji nesąmonė CUL4B mutacija ir kurį sėkmingai galima nustatyti taikant genomo pirmą metodą, naudojant tikslingą egzomo seką.

Pacientas buvo 5 metų, pirmagimio, sveiko, nesergančio japonų tėvo vaikas, turintis nepaprastą šeimos istoriją. Jis buvo gimdytas per visą gimdymą, kurio gimimo svoris buvo 2500 g (–1, 5 sd), kūno ilgis 46, 5 cm (–1, 3 sd), o pakaušio galvutės apskritimo ilgis buvo 28, 6 cm (–3, 4 sd). Naujagimiui pasireiškė sunkumas maitintis ir klestėti. Psichomotorinis vystymasis buvo atidėtas nuo kūdikystės laikotarpio ir, matyt, nuo 5 metų amžiaus; jis negalėjo sėdėti ar šliaužti ir negalėjo kalbėti. Jis demonstravo stereotipinius elgesio modelius, įskaitant galvos daužymą, rankų laižymą ir bruksizmą. Smegenų magnetinio rezonanso tomografija parodė žievės displaziją, ventrikulomegaliją, galvos smegenų baltosios medžiagos praradimą ir ploną geltonkūnį (1 paveikslas), kurie buvo pastebėti 33%, 53%, 27% ir 20% XLID atvejų su CUL4B mutacijomis. atitinkamai. 7 metų amžiaus pacientas lankėsi vaikų neurologijos skyriuje dėl dažnų sudėtingų dalinių traukulių. Normalūs rezultatai buvo gauti atliekant įprastinius laboratorinius tyrimus ir medžiagų apykaitos tyrimus. Atlikus fizinį patikrinimą, vaikas parodė trumpą ūgį ir santykinę makrocefaliją: jo svoris, ūgis ir pakaušio galvutės perimetras buvo atitinkamai 13, 0 kg (–2, 2 sd), 101 cm (–2, 0 sd) ir 52, 5 cm (+0, 8 sd), esant 5 metų ir 7 mėnesių amžiaus. Kraniofacialiniai dismorfiniai požymiai, įskaitant priekinę karvės sruogą, plačią kaktą, nedažančius antakius, iškilias akis, žemyn pasvirusius delno plyšius, žemai uždėtas ausis, plokščią nosies tiltą, trumpą nosį, trumpą pluoštą, aukštą arkos gomurį ir plačią burną su iškilia apatine lūpa. buvo pažymėti. Jis eksponavo mikropenį ir mažas sėklides. Standartinis kariotipų nustatymas naudojant periferinį kraują nenormalus. Nors klinikiniai požymiai, įskaitant smegenų magnetinio rezonanso tomografijos sutrikimus, retrospektyviai bent iš dalies atitiko neseniai pasiūlytą klinikinį spektrą, susijusį su CUL4B mutacijomis (papildoma S1 lentelė), 7 pacientas liko nediagnozuotas, nes nebuvo keletas simptomų, įskaitant drebulį, eiseną. anomalijos ir elgesio problemos.

Image

Tipiniai paciento magnetinio rezonanso tomografijos (MRT) vaizdai iš 1 metų ir 6 mėnesių amžiaus. MRT T1 ašiniuose ( a ) ir sagitaliniuose ( b ) pjūviuose matomas išsiplėtęs šoninis skilvelis, ertmė (rodyklė), baltųjų medžiagų tūrio praradimas ir plonas korpusas.

Visas dydis

Gavus informuotą tėvų sutikimą, molekulinė diagnozė buvo atlikta naudojant genomo DNR, paimtą iš kraujo mėginio. Tyrimą patvirtino Tokushimos universiteto ir Osakos medicinos centro bei Motinos ir vaiko sveikatos tyrimų instituto etikos komitetai. Norėdami patikrinti žinomus su liga susijusius genus, mes panaudojome „TruSight One Sequencing Panel“ (Illumina, San Diegas, CA, JAV), kad atliktume NGS su „MiSeq“ sekvenatoriumi (Illumina) ir mūsų NGS duomenų analizės dujotiekį, kaip aprašyta kitur, 14 su nedideli pakeitimai dėl programinės įrangos atnaujinimo, skirto bioinformatikos dujotiekiui. 13 Norėdami identifikuoti tariamai patogeninius vieno nukleotido variantus, išskyrėme sekos variantus, kurių mažo alelio dažnis, ty> 0, 01, įtrauktas į 1000 genomų projekto duomenų bazę (//www.1000genomes.org/), NHLBI GO Exome Sequencing Project (ESP6500)., //evs.gs.washington.edu/EVS/), žmogaus genetinių variacijų duomenų bazę (HGVD, //www.genome.med.kyoto-u.ac.jp/SnpDB/) ir integruotą japonų genomo variacijų duomenų bazę (iJGVD, //ijgvd.megabank.tohoku.ac.jp/). Taip pat buvo atlikta kopijų skaičiaus aberacijos analizė, kaip aprašyta kitur. 13, 15 Šios analizės metu buvo aptiktas vienos bazės pakaitalas, c.2698G> T, paskutiniame NM_003588.3 kodavimo egzone (22 egzonas) (CUL4B_v001), kuris buvo patvirtintas Sangerio seka (2a pav.). Grunto sekos yra pateikiamos paprašius. Ši mutacija pavertė glutamo rūgšties 900 kodoną į priešlaikinį stop kodoną baltymų seka [NM_003588.3 (CUL4B_i001): p. (Glu900 *)] (2a paveikslas). Šios mutacijos nėra žmogaus profesionalių genų mutacijų duomenų bazėje 2016.2 (HGMD, //www.hgmd.org/) arba „ClinVar“ (//www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar/) ir ji yra pirmoji mutacija, aptinkama paskutinis CUL4B egzonas . Kadangi nesąmoningos mutacijos paskutiniame egzone nesuaktyvina nesąmonių tarpininkaujamo pasiuntinio RNR irimo, ši mutacija suteikia stabilią CUL4B pasiuntinio RNR, nukreipiančią C gale sutrumpintų polipeptidų sintezę. 16, 17 C galinė galūnė yra labiausiai konservuota kulinarų šeimos baltymo dalis (2b paveikslas), o CULLIN_1 kulinarų šeimos parašas ([LIV] - [KL] -x (2) - [LIVM] -x (2) ) -L- [IL] - [DEQGVT] - [KRHNQ] -x- [YT] - [LIVM] -xRx (5, 7) - [FYLV] -xYx- [SAT]; PROSITE įrašas PS01256, // prosite .expasy.org /), esantis tarp 886 ir 913 kodonų CUL4B baltyme, yra vienas iš sutarimo modelių šiame konservuotame regione. Keturiolika aminorūgščių iš C-galo šioje labai konservuotoje aminorūgščių sekoje yra prarastos minėto atvejo sutrumpintame CUL4B baltyme (2b pav.). Iš naujo įvertinus paveikto paciento klinikinius požymius, taip pat pacientų, turinčių CUL4B mutacijas, klinikinį spektrą (papildoma S1 lentelė) paaiškėja, kad yra koreliacija tarp mutacijų, kuriose šiame CUL4B regione trūksta 14 aminorūgščių, ir pateikto fenotipo. . Dėl šios molekulinės diagnozės pacientui buvo diagnozuotas Cabezas sindromas, kurį sukėlė nauja nesąmonė CUL4B mutacija. Motina buvo besimptomė tos pačios mutacijos nešiotoja (2a paveikslas).

Image

CUL4B mutacija stebėta šiuo X-prijungto ID (XLID) atveju. a ) Dalinės paciento ir jo motinos CUL4B 22 egzono sekų chromatogramos. Raudonos rodyklės galvutės žymi mutavusį pagrindą. Taip pat parodyta laukinio tipo ir mutantinių CUL4B alelių DNR ir atitinkamos aminorūgščių sekos. ( b ) CUL4B baltymo (viršaus) schematinis atvaizdavimas ir CUL4B aminorūgščių sekų daugybinis suderinimas pagal CULLIN-1 kulinarų šeimos ženklą (apačia). Rodyklių galvutės žymi mutavusią aminorūgštį. Aminorūgštys, kurios neatitiko Homo sapiens, yra nuspalvintos.

Visas dydis

Pranešama , kad CUL4B dažnai mutavo, kaip aptinkama atliekant tikslinę egzomo sekos analizę, tiriant asmenis su nediagnozuotu ID ir XLID, kurie anksčiau buvo neigiami dėl mutacijų ir patogeninių kopijų skaičiaus aberacijų žinomų su ID susijusių genų pogrupyje atlikdami Sangerio seką. 9, 18 Nors klinikinis fenotipas gali būti retrospektyviai suderintas su ankstesnių ataskaitų stebėjimais, Kabezo sindromo klinikinės diagnozės negalėjo pasiūlyti net patyrę klinikiniai genetikai, nes trūko tam tikrų klinikinių požymių. Badura-Stronka ir kt. 10 siūlomų CUL4B mutacijų atrankos vyrams, sergantiems ID, sunkiais kalbos sutrikimais ir pirminio ketinimo drebėjimu, tačiau daugelis pacientų, sergančių ID, taip pat būdingi daugelis Kabezo sindromo klinikinių požymių, įskaitant platų smegenų apsigimimų diapazoną atliekant neurovaizdinį tyrimą. Iš tiesų, daugeliu atvejų pranešta, kad Kabezo sindromas buvo diagnozuotas nustatant genetinius CUL4B , 3, 4, 5, 8, 9, 11, 18 defektus, kurie rodo, kad Kabezo sindromas yra nepakankamai diagnozuotas. 12 Todėl Cabezas sindromu paveikti asmenys gali likti nediagnozuoti naudojant įprastas genus, išskyrus CUL4B , sekos nustatymo būdus , būdingus kitiems ID sindromams, kuriuos sukelia paciento fenotipas. 9 Molekulinė diagnozė pagal šį genomo principą, naudojant tikslingą didelio pralaidumo NGS nediagnozuotais ID atvejais, gali būti nepaprastai svarbi teikiant tinkamas terapines galimybes ir optimizuojant pacientų sveikatos priežiūrą, palengvinant šio sindromo ir susijusių ligų, susijusių su ID, diferencinę diagnozę, kainuojančią brangiai. efektyvus būdas. Be to, teisinga diagnozė taikant šį diagnostinį metodą yra naudinga nustatant pasikartojimo riziką ir teikiant tinkamas genetines konsultacijas šeimai.

Duomenų šaltiniai

  1. 1.

    „Imoto“, „Issei HGV“ duomenų bazė //dx.doi.org/10.6084/m9.figshare.hgv.912 (2016)

Papildoma informacija

„Word“ dokumentai

  1. 1.

    Papildoma S1 lentelė