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  • 1例多指/趾异常的产前病例的基因诊断

    1例多指/趾异常的产前病例的基因诊断病例分享⚪ 临床表型 ：B超发现胎儿双手指及双足趾异常;外院超声提示胎儿双手指多指,双足趾多趾⚪ 检测项目：OmniSeek®产前核心家系全外显子组检测⚪ 检测结果：受检者样本检测到与表型相关的变异：GLI3基因变异c.4099del，评级为可能致病性变异。 疾病背景 人类孟德尔遗传学（OMIM）数据库中记载，GLI3基因的致病性变异可导致Greig头并指(趾)多指(趾)综合征Greig　cephalopolysyndactyly　syndrome，GCPS）、Pallister－Hall综合征Pallister－Hall综合征（Pallister－Hall　syndrome，PHS）、轴后多指(趾)症A1型和B型（Polydactyly，postaxial，types　A1　and　B，PAPA1　and　PAPB）、轴前型多指(趾)症IV型（Polydactyly，preaxial，type　IV，PPD4），以上疾病均呈常染色体显性遗传模式。① Greig头并指(趾)多指(趾)综合征：GCPS疾病的主要临床表征包括额凸、舟状头畸形、轴前和轴后多指（趾）、可变并指（趾）和眼距过宽等，患者通常具有正常精神运动发育，部分患者也可能出现颅缝早闭的表型；（OMIM，https://www.omim.org/entry/175700） ② Pallister－Hall综合征：PHS主要临床表征包括下丘脑错构瘤、垂体功能障碍、中央多指（趾）畸形和内脏畸形等；（OMIM，https://www.omim.org/entry/146510） ③ 轴后多指(趾)症A1型和B型：轴后型多指(趾)症为轴后多指（趾）畸形，包括A型和B型，PAPA1型多出的指（趾）结构良好且与第五和第六指（趾）掌骨相连；PAPB多出的指（趾）发育不全或者发育不良；（OMIM，https://www.omim.org/entry/174200） ④ 轴前型多指(趾)症IV型：轴前型多指(趾)症疾病主要临床表征包括轻度拇指重复，第三和第四指并指，双侧拇趾重复，脚趾可变并趾等；（OMIM，https://www.omim.org/entry/174700） 对已发表数据的回顾分析证实，由于GLI3基因变异所表现出的GCPS或多指(趾)症状显示出同一种疾病的不同表型严重程度，提议将与GLI3相关的疾病二分类为PHS或GCPS/多指(趾)症[1]。致病机制 GLI3基因编码的GLI3蛋白具有多个结构域，包括抑制域（Repressor Domain，RD）（位于蛋白的第1-397位氨基酸）、锌指结构域（Zinc-Finger Domain，ZFD）（位于第480-632位氨基酸）、裂解结构域（Cleavage site）（位于第650-750位氨基酸）以及2个Z转录激活结构域（Transactivation Domain 1 and 2，TA1、2）（TA1位于第1376-1580位氨基酸;TA2位于第1044-1322位氨基酸）;图1.GLI3基因蛋白结构图[2] 已有文献报道，GCPS综合征由位于第1－666和1160－1580位氨基酸之间的截短变异导致，而PHS是由占蛋白质三分之一的第667－1160位氨基酸的变异所导致（图1）；在每个区域内的变异位置与相应表型的严重程度之间没有明显的关联；需要注意的是，在PHS区域中间位置存在一个单一的截断变异，即c.2374C>T（p.Arg792Ter），可导致GCPS，已在多个家系中报道；研究表明位于GLI3基因激活结构域的截短变异可导致远端骨骼畸形，且胼胝体发育不全的发病风险增加。 本例变异位于TA1和TA2结构域之间，属于GCPS综合征的致病区域；经父母样本验证，受检样本GLI3基因变异c.4099del遗传自父亲，父亲有多指（趾）表型。患者及父亲表型符合GCPS综合征的基本特征。 结 论 当基因与多疾病相关时，需关注该基因的致病机制，可帮助临床锁定到特定疾病，提供更多的临床价值；家族史的提供至关重要，分析过程中遗传性变异也可解释患者表型。 参考文献[1] Clin Genet.2021 Dec;100(6):758-765.[2] J Med Genet.2021 Jun;58(6):362-368.[3] J Appl Genet.2012 Nov;53(4):415-22.[4] Hum Mol Genet. 1999 Sep;8(9):1769-77.[5] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1446/

  • 你还只关注蛋白编码基因吗？非编码RNA基因同样重要！

    你还只关注蛋白编码基因吗？非编码RNA基因同样重要！ RMRP是一种编码核糖核酸酶线粒体RNA加工酶复合物RNA成分的基因，其双等位基因致病性变异已被报道与软骨-毛发发育不良（Cartilage-hair hypoplasia，CHH）相关。CHH在芬兰和阿米什人群中很普遍，这是由于存在一种创始者致病变异n.71A > G。根据芬兰和阿米什人群的表现，CHH的临床特征包括产前发病的生长不良、干骺端发育不良、毛发发育不良、免疫缺陷和其他骨骼外表现。我们实验室也发现了1例CHH胎儿。病例分享⚪ 基本信息胎儿骨发育异常，FL34mm（-6.5SD），肱骨33mmm（-5.9SD），肋骨短，胸廓狭小，局部肠管内径10mm，双侧侧脑室宽10mm，考虑胎儿骨发育畸形（成骨发育不全可能），双侧侧脑室扩张，结肠内径扩张。⚪ WES检测结果 受检者RMRP基因中发现2个变异：n.224C>T和n.-24_-4dup。二代及一代测序结果显示，RMRP基因变异n.224C>T和n.-24_-4dup分别遗传自母亲和父亲，即为复合杂合变异，符合疾病的遗传模式。 ▶ RMRP:NR_003051.4:n.-24_-4dup ▶ RMRP:NR_003051.4: n.224C>T疾病描述与遗传特点 RMRP基因位于染色体9p13.3。人类孟德尔遗传学（OMIM）数据库中记载，RMRP基因的致病性变异可导致常染色体隐性遗传的干骺端发育不全不伴稀毛症（metaphyseal dysplasia without hypotrichosis，MDWH）、Anauxetic发育不良1型（anauxetic dysplasia-1，AD1）和软骨-毛发发育不良（cartilage-hair hypoplasia，CHH），以上三种疾病统称为CHH-AD谱系障碍。 CHH-AD谱系障碍的特征是严重的不成比例的（短肢）矮小身材，通常在新生儿中发现，偶尔由于肢体短小而在产前发现。其他表现包括关节过度活动、毛发细软、免疫缺陷、贫血、恶性肿瘤风险增加、胃肠功能障碍（如先天性巨结肠）和生精障碍。最严重的表型是AD，具有最明显的骨骼表型，并可能包括认知缺陷。MDWH病例仅表现为干骺端软骨发育不良，伴有不成比例的身材矮小，而没有骨骼外表现。CHH-AD谱系障碍的临床表现多种多样，即使在同一个家族中也是如此。小结①CHH-AD谱系障碍患者可呈现各种临床表现，包括不成比例的身材矮小、免疫缺陷、贫血、先天性巨结肠等，产前可能出现骨发育异常、宫内发育迟缓等。因此，若产前提示骨骼系统异常，可将RMRP基因考虑在内。②RMRP基因是一种非编码、非翻译RNA基因。在进行高通量测序变异数据分析时，应加强对基因疾病关系明确的非编码RNA基因的关注，同时对数据库有明确收录的变异应完善注释和过滤条件。

  • “异瞳”现象——1例瓦登伯革综合征（WS）的临床表现与遗传特征

    “异瞳”现象——1例瓦登伯革综合征（WS）的临床表现与遗传特征临床信息· 性别：女· 年龄：21岁· 样本类型：外周血· 临床表型：原发不孕症，闭经，聋哑人，左眼黑色右眼呈蓝色（虹膜异色症heterochromia iridium，俗称异瞳）图1. 虹膜异色症（heterochromia iridium）示意图（网络图片，与实际受检者无关；侵删）· 家族史：父母、妹妹均为聋哑人，外婆、母亲、妹妹均有一只眼睛呈蓝色图2.家系图· 检测项目：OmniSeek®全外显子组检测· 检测结果：基因与疾病介绍 SOX10基因是SOX（SRY-related HMG-box）转录因子家族的一个成员，该家族参与胚胎发育的调节和细胞命运的决定，编码蛋白在与其他蛋白形成蛋白复合物后可作为转录激活因子。该蛋白作为核细胞质穿梭蛋白，在神经嵴和周围神经系统发育中起重要作用，黑色素细胞、听觉神经细胞及结肠神经结细胞均源自神经嵴细胞[1]。 SOX10基因的致病性变异可导致常染色体显性遗传的PCWH综合征（PCWH　syndrome）、瓦登伯革综合征2E型,伴或不伴神经受累（Waardenburg　syndrome,　type　2E,　with　or　without　neurologic　involvement,WS2E）和瓦登伯革综合征4C型（Waardenburg　syndrome,　type　4C,WS4C）。 PCWH综合征是一种复杂的发育障碍性神经嵴病，包括4种不同综合征的特征：周围脱髓鞘性神经病、中枢髓鞘化障碍、瓦登伯革综合征以及先天性巨结肠病。（OMIM,　https://www.omim.org/entry/609136） WS2E主要特征为感音神经性耳聋，毛发、皮肤和眼睛色素异常以及外眦错位，可能存在神经系统异常（包括智力障碍、髓鞘化缺陷和共济失调），WS2E临床异质性高，部分特征不完全外显。（OMIM,　https://www.omim.org/entry/611584） WS4C以眼部色素异常、感音神经性耳聋和先天性巨结肠病为特征，其他临床表型包括嗅觉丧失、泪腺发育不全等，WS4C临床异质性高，部分特征不完全外显。（OMIM,　https://www.omim.org/entry/613266） 变异的致病性评估· SOX10：NM_006941.4:Exon4:c.7*3_7*4del:p.Glu248AlafsTer32①PM2_Supporting：gnomAD数据库和本地数据库均未收录该变异。②PVS1_Strong：SOX10基因变异c.7*3_7*4del为移码变异（frameshift），属于功能缺失性变异（LoF）。已知LoF是瓦登伯革综合征4C型的致病机制（ClinGen　HI　值=3），该变异位于第4号外显子（共4个外显子），变异导致>10%的蛋白序列丢失，且该外显子位于生物学相关转录本中。③PS4_Supporting+PP4：仅少数文献报道在2例WS2患者中检测到SOX10基因变异c.7*3_7*4del，受检者均表现为异色虹膜和听力障碍，变异均遗传自具有相同表型的父（母）亲[2-3]。案例分析一、本病例中受检者及其母系家庭成员三代连续出现的“蓝色异瞳”是比较特异的表型，再结合该表型在家系中的传递规律，提示我们重点关注虹膜色素异常相关的显性遗传疾病；二、若能完善家系成员的位点验证获得家系共分离证据，或可进一步升级该SOX10基因变异的致病性；三、关于受检者“原发性不孕和闭经”表型，PCWH或WS综合征暂未报道女性生殖系统相关表型，且受检者母亲/外婆生育能力正常，考虑非SOX10基因变异c.7*3_7*4del导致，本次也未检出其他具有明确临床意义的变异，需完善相关检查以明确病因。总结 临床实践工作中，受检者临床表现和表型往往涉及多个系统，即使相同疾病的受检者其临床表现和表型也并不完全相同，这对实验室人员日常数据分析和遗传解读构成了不小的挑战，而各表型在家系成员间的传递规律能为我们提供重要线索。如本案例中，受检者及其母系家庭成员“蓝色异瞳及耳聋”症状考虑为SOX10基因变异导致，而父亲的聋哑症状以及受检者生殖内分泌系统异常（不孕症、闭经）则可能与其他致病因素有关。参考文献1. Pingault V, Zerad L, Bertani-Torres W, Bondurand N. SOX10: 20 years of phenotypic plurality and current understanding of its developmental function. J Med Genet. 2022;59(2):105-114. doi:10.1136/jmedgenet-2021-1081052. Zhang H, Chen H, Luo H, et al. Functional analysis of Waardenburg syndrome-associated PAX3 and SOX10 mutations: report of a dominant-negative SOX10 mutation in Waardenburg syndrome type II. Hum Genet. 2012;131(3):491-503. doi:10.1007/s00439-011-1098-23. Li W, Mei L, Chen H, et al. New Genotypes and Phenotypes in Patients with 3 Subtypes of Waardenburg Syndrome Identified by Diagnostic Next-Generation Sequencing. Neural Plast. 2019;2019:7143458. Published 2019 Feb 27. doi:10.1155/2019/7143458

  • 鸟样面容就一定是鸟面综合征么？

    鸟样面容就一定是鸟面综合征么？前言 去年曾写过一篇关于鸟面综合征（TCS）的病例报道，当看到患者照片（从正面和侧面拍）时，特别明显的小下颌和下颌后缩，心想该不会又是一例鸟面综合征患者吧，但患者还存在右腿髋关节发育不良和皮肤异常，想来可能是由两种不同疾病所致。虽然未猜中开头，但幸运地猜中了结局，还是挺有意思的，一起来看下吧！受检者基本信息· 性别：女· 年龄：3岁· 样本类型：外周血· 临床诊断：特殊面容，小下颌；右腿髋关节发育不良？颈部及腿部散在性牛奶咖啡斑；身高：96cm；体重：15.5kg；家属述其智力及语言发育尚可（受检者照片涉及隐私，不便上传）· 检测项目：OmniSeek®核心家系全外显子组检测检测结果① LMNA:NM_170707.4:Exon1:c.1*5C>G:p.Leu59Val:可能致病性变异(PM2_Supporting+PP3_Moderate+PP2+PS4_Supporting+PS2_Moderate+PP4)▶ 评级证据a. PM2_Supporting：gnomAD数据库和本地数据库均未收录该变异。b. PP3_Moderate：REVEL功能预测软件结果偏向于致病性变异，预测值为0.898，预测结果仅供参考。c. PP2：LMNA基因的Z值为3.1（≥3.09），错义变异是导致LMNA基因相关疾病的常见机制。d. PS4_Supporting+PS2_Moderate：仅少数文献报道在1例临床表型为非典型早衰综合征和心肌病的患者中检测到LMNA基因变异c.1*5C>G，且为新发变异（de　novo）[1]。本例受检样本也检测到该变异，且为新发变异（de　novo）。e. PP4：该受检者的临床症状符合HGPS的主要表型。▶ 其他相关信息a. 疾病数据库报道：该变异收录于HGMD数据库(CM1515643)，ClinVar数据库未收录该变异。 LMNA基因位于染色体1q22。人类孟德尔遗传学（OMIM）数据库中记载，LMNA基因的致病性变异可导致常染色体显性遗传的Hutchinson－Gilford早衰症(Hutchinson－Gilford　progeria,HGPS)和常染色体隐性遗传的下颌骨末端发育不良伴A型脂肪代谢障碍(Mandibuloacral　dysplasia　with　type　A　lipodystrophy,MADA)等多种疾病。 其中，MADA患者主要临床表型包括生长迟缓、颅面异常（如下颌骨发育不全、鸟样面容、脸颊丰满、眼睛突出、尖鼻、喙鼻、高弓形腭、无舌、牙齿过度拥挤/脱落发育不良）、锁骨发育不全、远端指骨和锁骨进行性骨质溶解、皮肤异常（如斑驳病、皮肤萎缩（尤其是手和脚）、软组织钙质沉着症）、脱发以及脂肪代谢障碍（脂肪组织明显肢端丢失，颈部和躯干脂肪组织正常或增加）。胰岛素抵抗和糖尿病可导致代谢并发症。该病通常在儿童期发病。(OMIM,https://omim.org/entry/248370) HGPS患者主要临床表型包括特征性面容（如颅面不对称、小颌畸形、下颌后缩、眉毛稀疏、睫毛稀疏、鼻梁狭窄、宽鼻尖、舌系带过短、尖颚、牙齿萌出延迟、牙髓发育不良、牙齿拥挤）、脂肪代谢障碍、脱发、指甲营养不良、皮肤异常（如硬皮病、皮肤斑点、皮肤色素沉着过度、皮肤色素减退）、心血管异常（如心绞痛、心肌梗死、早发动脉粥样硬化）和骨骼异常（如髋关节脱位/外翻、远端指骨的肢端骨溶解、锁骨短、梨形胸部）等，运动和智力发育正常。大多数患者临床诊断的中位年龄为19个月，心血管损害可能导致过早死亡。经典型HGPS患者通常携带致病性变异c.1**4C>T（约90%的HGPS），而非经典型HGPS患者诊断时年龄较晚。该病多由LMNA基因新发变异（de　novo）所致。(OMIM,https://omim.org/entry/176670,https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1121/) MADA和HGPS临床表型存在重叠包括特征性面容（如下颌骨发育不全、小颌畸形、下颌后缩）、脂肪代谢障碍、皮肤异常、脱发、远端指骨的肢端骨溶解等，HGPS患者还可能存在髋关节脱位/外翻的临床表征。此外，HGPS多由LMNA基因新发变异（de　novo）所致。本例受检样本和文献报道在1例临床表型为非典型早衰综合征和心肌病的患者中检测到LMNA基因变异c.1*5C>G，均为新发变异（de　novo）[1]。由此，将疾病锁定到常染色体显性遗传的HGPS。②COL3A1:NM_000090.4:Exon39:c.2**9G>A:p.Gly897Ser:可能致病性变异(PM2_Supporting+PP3_Strong+PP2+PS4_Supporting)▶ 评级证据a. PM2_Supporting：gnomAD数据库全外显子组数据集显示该变异在总体人群中的频率为6.847e－7，在东亚人群中的频率为0；gnomAD数据库全基因组数据集显示该变异在总体人群中的频率为6.581e－6，在东亚人群中的频率为0。本地数据库未收录该变异。b. PP3_Strong：REVEL功能预测软件结果偏向于致病性变异，预测值为0.954，预测结果仅供参考。c. PP2：COL3A1基因的Z值为4.61（≥3.09），错义变异是导致COL3A1基因相关疾病的常见机制。d. PS4_Supporting：已有文献报道在至少2例EDSVASC患者中检测到COL3A1基因变异c.2**9G>A[2－3]。▶ 其他相关信息a. 疾病数据库报道：HGMD数据库未收录该变异，ClinVar数据库报道该变异为致病性变异/可能致病性变异（2颗星）。b. 变异来源：经父母样本验证，受检样本COL3A1基因变异c.2**9G>A遗传自父亲，父亲相关表型未知。 COL3A1基因位于染色体2q32.2。人类孟德尔遗传学（OMIM）数据库中记载，COL3A1基因的致病性变异可导致常染色体显性遗传的血管型Ehlers－Danlos综合征(Ehlers－Danlos　syndrome, vascular　type,EDSVASC)和常染色体隐性遗传的多小脑回伴或不伴血管型Ehlers－Danlos综合征(Polymicrogyria　with　orvwithout　vascular－type　EDS,PMGEDSV)。 其中，EDSVASC患者主要特征是以妊娠期动脉和肠破裂，以及子宫破裂为并发症，常见的临床表型包括特殊面容（小颌畸形、薄唇、圆锥形角膜、鼻子狭窄等）、牙齿过早脱落、容易瘀伤、皮肤薄并可见明显的静脉等，其他临床症状包括关节过度活动（主要表现在手指）和皮肤过度伸展（很少或不存在）等。部分患者还可能存在远端关节过度活动、先天性髋关节脱位、马蹄内翻足等临床表型。大多数患者是通过重大并发症确诊的，平均年龄约为30岁。(OMIM,https://www.omim.org/entry/130050) PMGEDSV患者的临床表型高度可变，主要临床表型包括多小回和其他可变脑结构异常，部分患者有发育迟缓、癫痫发作和面容异常（如闷闷不乐脸、下颌后缩、小颌畸形、平滑/短人中、眼睛深陷、眼球运动异常、夹紧状鼻、薄唇）等。此外，部分患者还可能存在缔组织缺陷（如小关节过度活动、皮肤薄而半透明、易瘀伤、静脉曲张、血管脆性、动脉瘤、主动脉夹层、血管夹层）。该病通常在儿童早期发病，患者可能会因血管夹层而过早死亡。(OMIM,https://www.omim.org/entry/618343) COL3A1基因相关的EDSVASC患者也存在“小颌畸形、先天性髋关节脱位”的临床表征，已有文献报道在至少2例EDSVASC患者中检测到COL3A1基因变异c.2**9G>A[2－3]。该变异遗传自父亲，父亲相关临床表型未知。但EDSVASC临床不易诊断，大多数患者是通过重大并发症确诊的，平均年龄约为30岁。建议进一步评估父亲的临床表型。③受检者及其父母测序结果示意图图1.受检者及其父母LMNA基因变异c.1*5C>G 测序结果IGV示意图图2.受检者及其父母LMNA基因变异c.1*5C>G Sanger验证结果示意图图3.受检者及其父母COL3A1基因变异c.2**9G>A 测序结果IGV示意图图4.受检者及其父母COL3A1基因变异c.2**9G>A Sanger验证结果示意图思考与总结一、同一基因可能对应临床表型存在重叠但遗传模式不同的多种疾病，需要综合患者表型、疾病致病机制和文献病例等因素，去明确基因变异到底与哪种疾病相关。二、对于病情较为复杂的患者，可考虑由多种疾病叠加导致的结果。在找到一个与受检者临床表型相关的（可能）致病性变异的情况下，不要漏掉其他与受检者临床表型相关的符合遗传模式的（可能）致病性变异。三、FDA于2020年11月20日批准Eiger生物制药公司（Eiger BioPharmaceuticals, Inc.）的新药Zokinvy（lonafarnib，洛那法尼，CAS登记号为193275⁃84⁃2）胶囊用于治疗HGPS和其他某些特定早老样核纤层蛋白病（Progeroid Laminopathies）。Zokinvy主要用于减少HGPS患者的死亡风险，也可用于1岁及以上的儿童患者治疗某些早老样核纤层蛋白病。用药患者须进行定期血液常规检查和眼部检查。但受检者兼并2种疾病，在治疗方面需要遵循临床医嘱进行决策。参考文献1.Can J Cardiol. 2016 Sep;32(9):1166.e29-31. [PMID:27265359]2.Am J Med Genet A. 2022 Sep;188(9):2777-2782. [PMID:35543214]3.Clin Genet. 2022 Sep;102(3):191-200. [PMID:35699227]

  • 产前核心家系WES的偶然发现：眼咽型肌营养不良1例

    产前核心家系WES的偶然发现：眼咽型肌营养不良1例编者按 随着新型分子诊断检测技术，如全外显子组测序(whole exome sequencing, WES)，全基因组测序(whole genome sequencing, WGS)，越来越多地应用于产前诊断临床实践，除了针对受检者临床症状和表型而做出相应病因学诊断之外，还能够报告次要发现(secondary finding, SF)和意外发现(incidental finding, IF)。在很多情况下，这些SF和IF的报告结果对受检者（胎儿）及其父母亲的健康及预后均有重大意义，但目前业内尚缺乏规范处理此类结果的成熟意见如指南和/或专家共识等。因此，在临床实践中是否需要报告此类发现、如何报告此类结果，以及后续如何提供合格的遗传咨询，是目前摆在我们面前的巨大挑战，此外，针对此类结果，检测实验室与临床医生、遗传咨询师等进行密切、深入的沟通尤为重要。临床病例信息√样本类型：流产组织√临床表型：孕16+6周，胎儿开放性脊柱裂伴脊膜膨出，双肾未探及，膀胱未显示，羊水过少，单脐动脉，有再生育计划√检测项目：OmniSeek®核心家系全外显子组检测检测结果 受检者检测到偶然发现：PABPN1基因变异c.18_23dup，该变异评级为致病性变异。 在受检者及父亲PABPN1基因中发现一个杂合框内插入变异c.18_23dup(p.Ala10_Ala11dup)，即(GCG)(8)(GCA)(3)(GCG)。根据GnomAD数据库全外显子测序数据集显示该变异在总体人群的频率为2.886e-05，在东亚人群中的频率为0，GnomAD数据库全基因组测序数据集显示该变异在总体人群的频率为5.311e-05，在东亚人群中的频率为0。本次检测提示受检样本及父亲GCN重复次数为12，其中GCG串联重复次数为8，评级为致病性变异。图1.受检样本PABPN1基因变异c.18_23dupIGV示意图疾病背景 PABPN1基因位于染色体14q11.2。人类孟德尔遗传学（OMIM）数据库中记载，PABPN1基因的致病性变异可导致眼咽型肌营养不良(oculopharyngeal muscular dystrophy-1，OPMD1)，该疾病通常呈常染色体显性遗传，也有常染色体隐性遗传的病例报道。OPMD1是一种晚发型神经肌肉系统疾病，其特征主要为近端肌肉无力、上睑下垂和吞咽困难，发病年龄一般为50~60岁之间，发病率为1-9/100000[4]。对于绝大多数典型OPMD患者，上睑下垂的平均发病年龄约为48岁，吞咽困难的平均发病年龄约为50岁；5%~10%的重度OPMD患者在45岁之前出现上睑下垂和吞咽困难，并在60岁左右开始出现下肢肌无力[5]。图2.OPMD患者面部特征：双侧上睑下垂，眉毛升高，前额皱褶，咬肌萎缩[1-3]致病机制 OPMD1的致病机制与PABPN1基因1号外显子三核苷酸（GCN）重复次数相关。通常在正常个体中，PABPN1基因1号外显子上GCN的重复次数为10，当重复次数达到11~18之间时可致病[5]。图3.OPMD1的致病机制。注: GCN中的N代表A/C/G/T任一核苷酸[6] OPMD呈常染色体显性遗传模式，但也有常染色体隐性遗传的病例报道。根据多项关于OPMD患者的队列研究结果，推测患者GCN重复中GCG串联重复的次数可能与疾病的遗传模式相关。正常个体中，GCN重复中GCG串联重复的次数为6，即(GCG)(6)(GCA)(3)(GCG)；而GCG串联重复次数为7的杂合子个体通常无表型（即(GCG)(7)(GCA)(3)(GCG)），据文献报道，该变异仅作为修饰因子与其他PABPN1基因的致病性变异构成双等位基因致病；当GCN重复中GCG串联重复次数达到8~13时，杂合个体即可表现出OPMD表型，且其重复次数与表型严重程度相关。图4.32个德国OPMD家系的队列研究[7]图5.18例意大利OPMD患者的研究[8]结 论 对于高GC区域的短串联重复变异，变异位点的质量以及致病性评估对于遗传分析尤为重要。除此之外，对于多种遗传模式的疾病，明确其致病机制可更好助力临床对疾病的诊断。参考文献1. J Clin Neurosci.2007 Jan;14(1):89-92.[PMID:17138075]2. Cytogenet Genome Res.2003;100(1-4):252-60.[PMID:14526187]3. Neuromuscul Disord.2005 Mar;15(3):262-4.[PMID:15725589]4. https://www.omim.org/entry/164300#205. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1126/6. Clin Neuropathol. 2011 May-Jun;30(3):94-103.[PMID: 21545772]7. J Neurol.2006 Jul;253(7):892-5.[PMID:16619122]8. Neurology. 2000 Feb 8;54(3):608-14.[PMID:10680791]

  • 一例由转座子插入导致的神经纤维瘤病

    一例由转座子插入导致的神经纤维瘤病患者基本信息▶ 性别：女▶ 年龄：34岁▶ 样本类型：全血▶ 主诉：考虑神经纤维瘤病，受检者及其母亲均有全身纤维瘤，受检者皮肤有牛奶咖啡斑，诉其儿子也有类似表现，但儿子已去世。▶ 检测项目：OmniSeek®全外显子组检测图1.家系图一、检测结果①初步分析和结果验证 OmniSeek®全外显子组检测常规SNV和CNV分析结果均为阴性；利用金诺诊断自主开发的基于WES数据移动元件插入变异（Mobile element insertion, MEI）生信分析流程进一步分析发现，该受检者NF1基因的第13号外显子上可能插入了Alu元件（图2）。进一步序列分析提示插入了倒位的AluYb8，PCR扩增+凝胶电泳分析+Sanger测序验证结果与NGS结果相吻合（图3和图4）。图2.受检者NF1基因第13号外显子AluYb8插入IGV示意图图3.受检者NF1基因第13号外显子AluYb8插入凝胶电泳结果图4.受检者NF1基因第13号外显子的AluYb8插入Sanger测序结果和示意图（TSD: 靶位点重复序列 TE:转座子 T(n):polyT）②检测结果与致病性分析 该变异暂无文献报道，依据ACMG指南，致病性评级为可能致病性的变异。 评级证据如下：二、基因与疾病介绍①NF1基因 NF1基因编码神经纤维蛋白。这种蛋白质在许多类型的细胞中产生，包括神经细胞和称为寡突细胞和周围神经的许旺细胞(Schwann cells)的特化细胞。这些特殊的细胞形成髓鞘，这是绝缘和保护某些神经细胞的脂肪覆盖物，神经纤维蛋白作为肿瘤抑制蛋白。肿瘤抑制剂通常阻止细胞生长和分裂过快或以不受控制的方式。这种蛋白质似乎通过关闭另一种刺激细胞生长和分裂的蛋白质(称为ras)来防止细胞过度生长。神经纤维蛋白的其他未知功能正在研究中。 人类孟德尔遗传学（OMIM）数据库中记载，NF1基因的致病性变异可引起幼年型粒单核细胞白血病(Leukemia, juvenile myelomonocytic,JMML)、家族性脊髓神经纤维瘤(Neurofibromatosis, familial spinal)、神经纤维瘤1型(Neurofibromatosis, type1, NF1)、神经纤维瘤－努南综合征(Neurofibromatosis－Noonan syndrome)以及Watson综合征(Watson syndrome，WTSN)，以上疾病均呈常染色体显性遗传模式。②神经纤维瘤1型 神经纤维瘤1型患者主要临床表征包括皮肤上多处牛奶咖啡斑、伴眼部Lisch结节（虹膜黑色素错构瘤）和神经纤维瘤等，严重时可出现丛状纤维瘤、视神经和其他中枢神经系统神经胶质瘤、恶性外周神经鞘膜瘤、脊柱侧凸、胫骨发育不良和血管病等。 结合上述检测结果，受检者检出的NF1基因第13号外显子AluYb8元件插入，符合神经纤维瘤1型的遗传模式，支持受检者神经纤维瘤病的临床表现及家族史。进一步文献学习：转座子插入变异与单基因遗传病 移动元件(Mobile elements,ME)或转座元件(Transposable elements,TE)是散布在真核生物基因组中的重复基因序列，其特征在于它们具有移动到新基因组位置的独特能力,也称为转座子或跳跃基因。移动元件可根据转座机制的不同分为两大类：DNA转座子和逆转录转座子，其中只有一小部分是活跃的。只有逆转录转座子能够产生新的插入，称为移动元件插入(Mobile element insertions,MEIs)，Alu、LINE-1(L1)、SINE-VNTR-Alu(SVA)以及HERV等被普遍认为是仍然活跃的可移动元件家族(图5)。图5.与人类疾病有关的逆转录转座子类型[1]ENV：包膜，GAG：群特异性抗原，HERV：人内源性逆转录病毒，kb：千碱基，LTR：长末端重复，ORF：开放阅读框，POL：聚合酶，SINE：短散在重复序列元件，SVA：SINE-R/VNTR/Alu，TPRT：靶向启动逆转录，UTR：非翻译区，VNTR：可变数目串联重复序列;黑色三角形表示靶位点重复。 由于转座子漫长的进化史和不断的多样化，TE以各种各样的形式出现，其中逆转录转座子又分为非长末端重复逆转录转座子(non-LTR)和长末端重复逆转录转座子(LTR)，并进一步分类为许多超家族、家族和更详细的分支，DNA转座子也是如此。图6.人类基因组中转座子图示[2]本示意图展示了TE的分类、子类、超家族和家族之间的关键特征和关系。蓝色圆圈表示TE编码的酶，RT:逆转录酶，EN:核酸内切酶，YR:酪氨酸重组酶，IN:整合酶，HUH:核酸内切酶，TP:转座酶，TPRT: 靶向启动逆转录；circDNA:环状DNA，DIRS:Dictyostelium中间重复序列，dsDNA:双链DNA， retrotransposons：逆转录转座子, DNA transposons：DNA转座子，non-LTR：非长末端重复逆转录转座子， LTR：长末端重复逆转录转座子，LINE：长散在重复序列元件，SINE：短散在重复序列元件 PLE:Penelope样元件；LINE-1、Alu、Penelope分别是LINE、SINE、PLE中的代表性转座子家族，R2、B2、Athena分别是LINE-1、Alu、Penelope中的代表性分支；Ty1/Copia、Ty3/Gypsy、BVR是LTR的代表性超家族，Ty1、Ty3、HERV-H、copia、grpsy、HERV-K分别是相应的代表性转座子家族和代表性分支；hAT、Tc1/Mariner、Ac/Ds、Tc1、hobo、mos1分别是DNA转座子代表性亚家族、家族和分支。 Alu元件是SINE元件家族的成员（图6），是人类基因组中含量最高、活性最强的逆转录转座子，在人类基因组有>110万拷贝，大小约300bp，利用LINE-1核酸内切酶和逆转录酶进行逆转录转座，将Alu元件、以及其组成成分poly(A)尾部和靶位点复制序列(TSD)插入基因组[3-4]。外显子内的Alu元件插入很少见，而且在人类中通常是有害的[4-5]。AluYb8属于Alu家族中AluY谱系（图7）。图7.AluY进化树示意图[3] 已有文献报道，在多例神经纤维瘤1型患者中发现了转座子插入变异，其中最常见的为Alu家族[6]（图8）。此外，在甲型血友病（F8基因）、Bardet‐Biedl综合征（BBS1基因）、视网膜变性（RP1基因）等多种疾病的患者中已发现了转座子插入变异。三、结论 转座子插入变异是单基因遗传病的发病机制之一，在单基因遗传病分子诊断中应关注转座子插入变异的检测，尤其是表型和家族史高度怀疑某种或某类单基因遗传病，且常规的SNV和CNV分析为阴性时，应额外关注转座子的分析结果。参考文献1. Solyom and Kazazian Genome Medicine 2012, 4:122. Genome Biol. 2018 Nov 19;19(1):199.[PMID: 30454069]3. Genome Biol Evol . 2015 Aug 29;7(9):2608-22.[PMID: 26319576]4. Mob DNA . 2017 Jul 27:8:9. [PMID: 28770012]5. Nature . 1991 Oct 31;353(6347):864-6. [PMID: 1719426]6. PLoS Genet. 2011 Nov;7(11):e1002371.[PMID: 22125493]

  • OmniSeek®全外显子组检测发现一例深度内含子可能致病性病例

    OmniSeek®全外显子组检测发现一例深度内含子可能致病性病例▩ 年龄：9岁▩ 性别：男▩ 临床表型：双下肢无力，心肌酶升高▩ 检测项目：杜氏肌营养不良DMD基因检测（综合解决方案）▩ 检测结果： 一、疾病介绍 杜氏肌营养不良（Duchenne muscular dystrophy, DMD）是一种X连锁隐性遗传病。DMD的发病率约为1/5000，患者多为男性，病情进展快速，通常在儿童早期发病，主要临床表征包括肌肉进行性萎缩无力、腓肠肌假性肥大等。DMD是由位于Xp21.1区域的DMD基因变异所致，DMD基因的全长约2.3Mb，共包含79个外显子。 二、变异的致病性评估 DMD：c.9**3+1**5A>G：LP (PM2_Supporitng+PS4_Supporting+PP4+PM6_Supporting+PS3)图1.OmniSeek®试剂及其他两种常规WES试剂在该变异区域的覆盖情况Ø PM2_Supporitng：GnomAD数据库、ExAC数据库、千人基因组数据库和本地数据库均未收录该变异；Ø PS4_Supporting：已有文献报道在至少2例DMD患者中检测到DMD基因变异c.9**3+1**5A>G[1－4]。Ø PP4：文献报道的患者的临床表型符合DMD的主要表型。Ø PM6_Supporting：经父母样本验证，受检样本DMD基因变异c.9**3+1**5A>G为新发变异（de novo）。 图2.受检者及其父母DMD基因变异c.9**3+1**5A>G Sanger测序验证结果示意图Ø PS3：功能研究显示，该变异能够激活隐蔽剪接位点，插入147个额外的核苷酸，形成异常的mRNA[3]。图3.RT-PCR结果显示：患者63 – 68号外显子扩增片段大于对照组图4.患者63-68外显子扩增产物测序显示：在65和66外显子之间插入了147个额外的核苷酸回顾之前的深度内含子的病例报道，我们发现，深度内含子（距离外显子-内含子边界超过100个碱基对）往往是由于变异产生了可被识别的剪接供体或受体位点，引起异常剪接，导致内含子序列插入成熟的mRNA中，促使翻译的过早停止，引起蛋白截断。OmniSeek®全外显子组检测通过对一些已知深度内含子变异设计探针，有助于提高诊断率。参考文献1. Hum Mutat. 2007 Feb;28(2):183-95.[PMID: 17041906]2. Hum Mutat. 2009 Jun;30(6):934-45.[PMID: 19367636]3. BMC Genomics. 2008 Nov 28;9:572.[PMID: 19040728]4. J Neuromuscul Dis. 2020;7(2):77-95.[PMID: 32176650]

  • 鸟面综合征患者真的是“千人一面”么？

    鸟面综合征患者真的是“千人一面”么？ 鸟面综合征（Treacher Collins syndrome，简称TCS），主要临床表型包括双侧对称性睑裂下垂、颧骨发育不全、小颌畸形（伴下颌后缩）、宽且大的鼻子、巨口和外耳异常，颧骨和下颌骨发育不全会导致严重的进食和呼吸困难。因患者的典型面部结构看起来与鸟类的面部结构相似而命名。大约40%-50%的患者还可能存在传导性听力损失，最常见的原因是中耳异常（包括听小骨发育不全或中耳腔缺失），而内耳结构趋于正常。其他不太常见的异常包括腭裂和单侧或双侧后鼻孔狭窄或闭锁，通常智力是正常的。TCS的患病率估计为1:50,000。 一、TCS的遗传模式和确诊方式 约97%的患者通过分子遗传手段被确诊为TCS，TCS的遗传方式可以有2种： 1）常染色体显性遗传的TCS，通常在TCOF1（约63~93%）、POLR1D（约5.4%）或POLR1B（约1.3%）基因中检出杂合致病性变异，大约55~61%为新发变异（de novo）。 2）常染色体隐性遗传的TCS，通常在POLR1C（约1.2%）或POLR1D（约0.6%）基因检出复合杂合的致病性变异。 当分子遗传检测尚未进行或未在已知基因之一中鉴定出致病性变异时，约3%的患者可由临床确诊为TCS。 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1532/ 二、TCS的案例分享 ·性别：男 ·年龄：36岁 ·样本类型：外周血 ·家族史：/ ·检测项目：OmniSeek®全外显子组检测 ·临床诊断：受检者特殊面容（根据提供的受检者照片，比较直观的面部特征有：双侧眼睑下垂、宽鼻、下颌后缩、巨口），听力障碍 ·检测结果：TCOF1:NM_001371623.1:exon25:c.43**_43**del:p.Lys1458GlufsTer12:致病性变异 (PM2_Supporting+PVS1+PS4+PS2_Moderate+PP1_Strong+PP4) 备注:使用参考基因组(GRCh38/hg38)。基因变异的书写参考HGVS命名法，软件预测主要参考REVEL功能学预测软件，"NA"表示无结果。人群频率主要参考gnomAD数据库的东亚人群频率，"_"表示未收录。AD:常染色体显性遗传。P:致病性。 ·评级证据： a. PM2_Supporting：GnomAD数据库、ExAC数据库、千人基因组数据库、本地数据库均未收录该变异。 b. PVS1：TCOF1基因变异c.43**_43**del为移码变异（frameshift），属于功能缺失性变异（LoF）。已知LoF是TCOF1基因相关疾病的致病机制（ClinGen　HI　值=3），该变异位于第25号外显子（共27个外显子），且该外显子位于生物学相关转录本中。 c. PS4+PS2_Moderate：已有多篇文献报道在至少15例TCS患者中检测到TCOF1基因变异c.43**_43**del[1－10]，其中2例为新发变异（de　novo）[6－7]。 d. PP1_Strong：在至少3个家系的成员中，该变异与表型共分离[8－10]。 e. PP4：该受检者的临床症状符合TCS1的主要表型。 结合上述变异人群频率、遗传模式、文献报道及蛋白功能影响信息，根据美国医学遗传学与基因组学学会（ACMG）对基因变异临床意义的分类标准，本次基因检测在TCOF1基因中检出的变异c.43**_43**del为“致病性变异（Pathogenic,　P）”。以上变异或可解释受检者“特殊面容、听力障碍”的临床表征。 ·结果示意图： 受检者TCOF1基因变异c.43**_43**del 测序结果IGV示意图受检者TCOF1基因变异c.43**_43**del Sanger验证结果示意图 三、TCS的异质性 鸟面综合征患者真的是“千人一面”么？查阅文献写报告的时候，才了解到TCS相关的致病性变异的外显率虽然很高，但也有因其临床表型存在较高的异质性而被当作不完全外显的病例报道。下面我们来具体看下相关的病例报道[11]。 在a图所示的家系中，先证者(箭头)、父亲和祖父携带TCOF1基因致病性变异。其中，先证者严重受累，具有特征性面部表型（如具有向下倾斜的睑裂、颧骨发育不全、下颌骨发育不全、轻度发育不良的耳朵）和传导性听力损失。父亲面部特征比较轻微（仅轻度双侧对称性睑裂下垂和外耳异常，外耳异常被手术矫正），也不存在传导性听力损失。祖父没有TCS的面部特征，被视为不完全外显。 在b图所示的家系中，先证者(箭头)和母亲携带TCOF1基因致病性变异。其中，先证者严重受累，临床表型包括颧骨发育不全、双侧小耳畸形伴外耳道闭锁、腭裂和双侧后鼻孔闭锁。母亲表型比较轻微仅存在下颌骨发育不全。 在c图所示的家系中，先证者(箭头)和父亲携带TCOF1基因致病性变异。其中，先证者严重受累，临床表型包括颧骨发育不全和睑裂向下倾斜和双侧小耳畸形。在未行基因检测的时候，初步判断父亲表型正常，但基因检测结果显示父亲携带TCOF1基因致病性变异，再次确认临床表型发现仅存在轻微的双侧睑裂下垂。 在d图所示的家系中，先证者(箭头)、父亲和祖父携带TCOF1基因致病性变异。其中，先证者严重受累。父亲仅表现出颧骨轻度发育不全，且该父亲确信自己不受影响的，但在先证者出生并确诊后才接受自己患病的事实。祖父表型比较轻微，仅有轻度听力损失和轻度双侧对称性睑裂下垂。 TCS临床表型存在较高的异质性，可能因人/家庭而异。在最轻微的形式下，该综合征几乎难以察觉，当严重时，可能会发生危及生命的呼吸系统并发症。 四、TCS临床症状的治疗 最好由多学科颅面修复技术团队对患者表型量身定制并实施。 颅面重建往往是必要的，腭裂修复（如若需要）可在1岁左右进行，大约5~7岁时进行颧骨和眼眶重建，6岁后进行双侧小耳畸形和/或狭窄耳道重建，正颌治疗的年龄因严重程度而异，通常在16岁之前进行；如有呼吸道问题的新生儿可能需要气管插管或气管切开术来促进通气；听力损失可通过佩戴骨导助听器/植入式骨导助听器和加强语言训练等进行听力重建。 参考文献1.Acta Otolaryngol. 2019 Jul;139(7):567-575.[PMID: 31107123]2.Clin Gene. 2023 Feb;103(2):146-155.[PMID: 36203321]3.Int J Pediatr Otorhinolaryngol. 2013 Sep;77(9):1410-5.[PMID: 23838542]4.Genes (Basel). 2020 Oct 22;11(11):1237.[PMID: 33105617]5.BMC Med Genet. 2011 Sep 27:12:125.[PMID: 21951868]6.Mol Genet Genomic Med. 2021 Feb;9(2):e1573.[PMID: 33332773]7.J Clin Lab Anal. 2021 Jan;35(1):e23567.[PMID: 32909271]8.Am J Hum Genet. 1997 Mar;60(3):515-24.[PMID: 9042910]9.Clin Otolaryngol. 2020 Sep;45(5):695-702.[PMID: 32351010]10.Orv Hetil. 2020 Dec 27;161(52):2201-2205.[PMID: 33361506]11.Eur J Hum Genet. 2004 Nov;12(11):879-90.[PMID: 15340364]

  • 披着“马甲”的DiGeorge综合征

    披着“马甲”的DiGeorge综合征有个病例萦绕内心多时，时隔一年终究还是想分享一下!临床信息：前2胎均在孕6月时发现心脏发育异常，第3胎（目前需检测）两月胎停，夫妻常规染色体检查无特殊。样本类型：胎儿组织检测项目：诺贝健®CNV-seq染色体异常检测 家系图结果：检出22号染色体2段不连续的大片段重复 结果还是非常清楚的，但当我看到结果时（图1），发现这两段重复之间的正常区域很眼熟，再重新回到检测结果，竟然看到了两个熟悉的坐标，这不正是22q11.21微缺失（DiGeorge综合征）区域的常见始末位置么？图1. CNV-seq检测chr22的结果可视化图. A：该病例胎儿组织chr22的结果； B：典型DiGeorge综合征22q11.21微缺失（红色区域） 这个结果其实是除外DiGeorge综合征区域(约3Mb)为正常的2个拷贝，其他区域都是3个拷贝。那么... 这会是一个偶然事件么？前两胎均有心脏发育异常，这会是一个巧合么？会和DiGeorge综合征有什么关联么？夫妻会有22号染色体的异常么？…………随之而来了一连串的问题。 回顾了样本的送检信息，注意到夫妻双方查过核型，无异常。小组内认真讨论了一番，觉得父母一方很大可能存在某种结构异常，但始终想不清楚机制，于是建议对夫妻进行光学基因组图谱（OGM）分析。 几个月后，这对夫妻的样本终于送检了OGM。但是结果出乎意料的简单，女方是22q11.21微缺失携带者（图2），男方无异常。 图2. OGM结果提示女方为22q11.21微缺失携带 虽然简单，但细想一下这个结果已经可以解释上述三胎的问题： 首先，对于第三胎，应该是在减数分裂过程中发生错误导致的22三体（见图3）。但是由于女方存在22q11.21微缺失，因此造成胎儿的22三体并不完整，即我们在CNV-seq结果中里看到的现象（图4）。 图3. 22三体的形成 图4. 母亲的22q11.21缺失造成胎儿的22三体“有缺陷” 另外，因为女方的这个缺失，根据病例信息，很可能均遗传给了前两胎，所以造成前两胎因为DiGeorge综合征而有心脏发育异常。但关于这一点已无从考证，仅仅是我们的一点推测罢了。 通过这个病例，我有了几点新的思考： 1.作为遗传检测工作者，熟悉常见的recurrent CNV区域是基本功。 2.直观的结果可视化可能对结果分析有帮助。 3.如果前两胎能及时做遗传检测，是不是可以更早发现女方的问题，从而避免一而再、再而三地发生不良妊娠的后果？ 4.虽然DiGeorge综合征具有一定的临床异质性，但外显率还是比较高的，尽管存在隐匿性患者，但女方是否真的完全没有临床表型？还是女方已经有表型但被忽略了？这是目前产前诊断/生殖遗传临床工作中常见的问题，值得引起大家的高度重视。 5.如果可以再仔细询问一下夫妻双方的问题，或者没有正常核型结果的“烟雾”，是否可以通过对遗传机制的理解对夫妻双方建议更简单的检测方法，比如CNV-seq或CMA？

  • 一则母系遗传的产前BWS病例

    一则母系遗传的产前BWS病例样本类型：羊水主诉：胎儿脐膨出，后颅窝囊状暗区(Blake`s囊肿可能)家族史：母亲：不良孕产史，早孕胚停；父亲：无检测项目：产前OmniSeek®核心家系全外显子组检测检测结果：受检者及其父母CDKN1C基因变异c.1**C>T测序结果IGV示意图受检者及其父母CDKN1C基因变异c.1**C>TSanger验证结果示意图基因与疾病介绍： CDKN1C 基因编码蛋白p57KIP2，p57KIP2是细胞周期依赖性激酶抑制因子家族成员，对细胞增殖起负调节作用。该基因既是一个可能的抑癌基因，也是一个潜在的负调控胎儿生长的基因。这两种功能以及该基因优先表达母系等位基因(对父系等位基因转录的不完全抑制)[1]。CDKN1C 基因PCNA-binding结构域功能缺失变异导致贝克-维德曼综合征(Beckwith-Wiedemann syndrome，BWS)，功能获得变异导致IMAGe syndrome[2]。人类孟德尔遗传学（OMIM）数据库中记载，上述两种疾病均呈常染色体显性遗传模式。贝克-维德曼综合征（BWS）： BWS是一种生长发育障碍综合征，其特征多样，患者可能具有许多或只有一两个典型的临床特征，包括巨大舌、脐膨出、新生儿低血糖、巨大儿、胚胎性肿瘤(如肾母细胞瘤、肝母细胞瘤、神经母细胞瘤和横纹肌肉瘤)、内脏肿大、肾上腺皮质巨细胞症、肾脏异常(如髓质发育不良、肾钙质沉着症和髓质海绵肾)和耳褶皱/后螺旋状耳窝等，少数患者有后颅窝畸形及Blake囊肿的症状。患者认知和神经行为发育通常是正常的。OMIM,https://www.omim.org/entry/130650IMAGE综合征： IMAGE综合征患者主要特征为宫内生长受限、干骺端及骨骼发育不良、先天性肾上腺发育不全和男性泌尿生殖系统异常(如隐睾、尿道下裂等)。OMIM,https://www.omim.org/entry/614732 BWS与BWS关键区印迹基因的异常表达有关，包括可导致11p15.5甲基化模式异常的表观遗传或基因组改变、11p15.5染色体拷贝数变异和母系遗传的杂合CDKN1C 致病变异。其中母系遗传的CDKN1C 致病变异约占BWS发病原因的5%，而在BWS复发的家庭中，母系遗传的CDKN1C 致病变异约占40%。此外，母体效应基因的致病变异与生殖并发症的风险增加有关，如先兆子痫、复发性妊娠丢失以及子女患有印迹障碍的风险。**原文链接：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1394/基因与疾病介绍：CDKN1C :c.1**C>T:可能致病性变异(PM2_Supporting+PVS1)：1.PM2_Supporting GnomAD数据库、ExAC数据库、千人基因组数据库及本地数据库均未收录该变异。2.PVS1 CDKN1C 基因变异c.1**C>T为无义变异(nonsense)，属于功能缺失性变异(LoF)。已知LoF是CDKN1C 基因相关疾病的致病机制(ClinGen　HI　值=3)，该变异位于第2号外显子(共4个外显子)，且该外显子位于生物学相关转录本中。案例分析： 本病例中胎儿表型（胎儿脐膨出，后颅窝异常）符合印记疾病BWS的临床特征，且CDKN1C 基因变异遗传自母亲，根据上文可知，携带父源CDKN1C 基因变异不致病，而遗传母源CDKN1C 基因变异致病，再结合母亲不良孕产史的家族史，我们可以初步判定CDKN1C 基因变异c.1**C>T为本病例的致病原因。但仍建议进一步完善受检者母系家族的验证，以明确该变异在家族中的遗传模式。参考文献1. Brioude F, Netchine I, Praz F, et al. Mutations of the Imprinted CDKN1C Gene as a Cause of the Overgrowth Beckwith-Wiedemann Syndrome: Clinical Spectrum and Functional Characterization. Hum Mutat. 2015;36(9):894-902. doi:10.1002/humu.228242. Arboleda VA, Lee H, Parnaik R, et al. Mutations in the PCNA-binding domain of CDKN1C cause IMAGe syndrome. Nat Genet. 2012;44(7):788-792. Published 2012 May 27. doi:10.1038/ng.2275

  • 一则致病性SNV与外显子水平杂合缺失的复合杂合PKU病例

    一则致病性SNV与外显子水平杂合缺失的复合杂合PKU病例苯丙酮尿症（PKU）疾病背景介绍 苯丙酮尿症，简称PKU，是一种常染色体隐性遗传性代谢病，由于体内苯丙氨酸羟化酶的缺乏而导致苯丙氨酸代谢障碍（苯丙氨酸羟化酶催化苯丙氨酸羟基化为酪氨酸，酪氨酸是苯丙氨酸分解代谢中的限速步骤），导致血液中苯丙氨酸及其代谢产物的浓度升高，若未诊断和治疗，患儿会因高苯丙氨酸血症的神经毒性作用而导致产后认知发育受损。 PKU患儿在新生儿期多无明显临床症状，未经治疗的宝宝在出生1~2个月后逐渐表现出典型PKU临床特征：头发由黑变黄、皮肤苍白、湿疹、尿液/汗液中散发出鼠臭味、智力发育落后，部分患儿可出现小头畸形和癫痫发作，也可出现行为、性格、神经认知等异常。 PKU患儿因先天性缺乏苯丙氨酸羟化酶而无法进食正常的食物，特别是蛋白质中的苯丙氨酸，所以又被称为“不食人间烟火的天使”。苯丙酮尿症（PKU）的遗传模式 苯丙酮尿症是一种常染色体隐性遗传性疾病。患儿父母双方均为致病基因携带者时，每次怀孕都有1/4的几率生育PKU后代，1/2的几率生育PKU致病基因携带者后代（如下图），男女发病的几率均等。 案例分析性别：女年龄：2个月样本类型：外周血临床诊断：怀疑PKU，高苯丙氨酸血症家族史：/检测项目：OmniSeek®全外显子组检测 结果说明 PAH:NM_000277.3:exon7:c.7**G>A:p.Arg2**Gln:致病性变异 (PS3+PM3_VeryStrong) 评级证据（依据ClinGen PAH基因专项指南[1]）： a. PS3：功能研究报道提示该变异导致PAH酶活性严重下降至3%[2－3]； b. PM3_VeryStrong：已有多篇文献报道在多例PKU患者中检测到PAH基因变异c.7**G>A，其中超过4例是纯合变异，超过8例同时在其反式位置检出另一致病性变异[3－5]。本地数据库有多例样本携带该位点的纯合和复合杂合变异，且均为PKU患者。 该受检样本检测到12q23.2区域存在14.12kb左右的杂合缺失（拷贝数=1） 该区域包含PAH基因的第4-5号外显子（转录本：NM_000277.3），已知LoF是PKU的致病机制，预测第4-5号外显子缺失会破坏阅读框，且上述外显子位于生物学相关转录本中。 人群频率数据库DGV、人类基因组变异数据库ClinGen/ClinVar、疾病数据库Decipher暂未收录与该区域相似的缺失记录。 人类遗传疾病变异数据库HGMD中，收录了3例PAH基因第4-5号外显子缺失的记录（CG164544、CG1923579和CG210985），这些记录的临床表型均为PKU。本地数据库在1例PKU患者中检出与本例受检者相同的基因型，即PAH基因复合杂合变异c.7**G>A/第4-5号外显子缺失。 经父母外周血 Sanger和qPCR验证，受检样本PAH基因变异c.7**G>A遗传自父亲，12q23.2杂合缺失遗传自母亲。 结果示意图 ▲受检者及其父母 PAH基因变异c.7**G>A Sanger验证结果示意图 ▲受检者及其父母 12q23.2区域 qpcr验证结果示意图 总 结 根据美国医学遗传学与基因组学学会（ACMG）对基因变异临床意义的分类标准，本次基因检测检测到PAH基因变异c.7**G>A和12q23.2杂合缺失（包含PAH基因第4－5号外显子），为复合杂合变异，均为“致病性变异（Pathogenic,　P）”。以上变异或可解释受检者“怀疑PKU，高苯丙氨酸血症”的临床表征。 OmniSeek®全外显子组检测是一款简化遗传病临床分子诊断路径的高效检测服务。独特的积木式探针设计，“一网打尽”60个高“危”基因、5000+致病内含子及16K线粒体环。实现目标区域精准捕获，一站式服务解决遗传病诊断难题。 ▲3种全外显子组检测产品探针覆盖对比 Q1:苯丙酮尿症（PKU）的早期诊断 A：新生儿疾病筛查是的目前最安全、简单、有效的早期发现苯丙酮尿症的方法。 诺尔健TM扩展型携带者筛查 诺尔健TM扩展型携带者筛查项目基于中国人群基因大数据和携带者筛查国际专家共识设计,更符合中国人群遗传特征。主要对246个基因的外显子区域+186个基因1395个位点非编码区(HGMD报道致病的内含子、调控区)进行检测。 Q2:苯丙酮尿症（PKU）的治疗 A：低苯丙氨酸饮食疗法是目前治疗苯丙酮尿症最有效的方法。 Q3:苯丙酮尿症（PKU）的预后 A：经新生儿疾病筛查诊断并立即治疗的多数PKU患者，会有较好的改善，如毛发和皮肤由浅变为自然色、鼠臭味消失、癫痫得到控制、智力发育可达到或接近正常水平，即越早治疗越好，治疗至少持续到青春发育成熟期，提倡终生治疗。 参考文献1.https://www.clinicalgenome.org/site/assets/files/2077/clingen_pah_acmg_specifications_v1-1.pdf2.Proteins.2012 Jan;80(1):61-70. [PMID: 21953985]3.J Hum Genet.2011 Apr;56(4):306-12. [PMID: 21307867]4.Am J Hum Genet.1991 Mar;48(3):628-30. [PMID: 1998345]5.Pediatr Res.2015 Dec;78(6):691-9. [PMID: 26322415]

  • 一例白内障病例反映参考基因组对变异检测的影响

    一例白内障病例反映参考基因组对变异检测的影响患者基本信息 患者：女，双眼考虑先天性白内障母亲、外婆均有白内障，视力减退、眼球震颤、弱视 进行trio-WES检测，初步分析结果为阴性。 但家族史提示极有可能是一种常染色体显性遗传疾病，对数据进行二次复核，依旧未能找到候选变异。 山穷水尽即将放弃时，意外看到上半年学习的一篇文献（PMID: 34129815）。 这篇文献主要讲的是，参考基因组不同引起的变异检测结果差异。 其中提到：PRODH（MIM:606810）, SIK1 （MIM:605705）,CBS（MIM:613381）,H19（MIM:103280）,CRYAA（MIM:123580）和KCNE1（MIM:176261）基因及其附近的所有或绝大多数变异只能通过GRCh37检测到； 而RPS17（MIM:180472）和ADAMTSL2（MIM:612277）基因则富集了只能使用GRCh38检测到的变异（如下表1）。 更换参考基因组导致这些基因没有call到相关变异，是由于比对到参考基因的reads发生了多重比对导致的。表1 文中提到的CRYAA基因与白内障相关，并且今年5月份实验室完成了参考基因组从GRCh37到GRCh38的转换。 受文献启发，通过与生信团队讨论，为了在不更换基因组版本（GRCh38）的情况下检出这些基因的变异，我们找到了这些基因的同源序列，发现这些同源序列大多为相关基因在scaffold上的一个冗余的假重复，因此将这些同源序列进行了mask，解决了reads的多重比对问题。并对上述trio-WES数据进行了重分析。我们惊喜的发现在受检者及其母亲样本中均检出了以下变异：图1 人类孟德尔遗传学（OMIM）数据库中记载，CRYAA基因的致病性变异可导致常染色体显性/隐性遗传的多类型白内障9型( CTRCT9)。 CTRCT9的特征为先天性多类型白内障，包括核性白内障、带状中央核性白内障、层状白内障、板层性白内障、前极性白内障、后极性白内障、皮质性白内障、胚胎性白内障、前囊下性白内障、扇形白内障和完全性白内障等，其他常见的临床表型包括视力下降、眼球震颤、弱视、斜视和青光眼等。CRYAA基因突变还可引起与小角膜相关的白内障，称为白内障-小角膜综合征。（OMIM,https://www.omim.org/entry/604219） 参照ACMG相关指南，该变异评级为致病性变异(PM2_Supporting+PS4_Supporting+PP4+PP1_Strong+PM5+ PS3_Supporting)图2 经trio-WES数据分析，该变异遗传自母亲，母亲也具有白内障，CRYAA基因相关的CTRCT9在较大程度上可以解释受检者的表型。建议对受检者的其他家系成员进行验证，以完善表型-基因型相关性分析。思考 除了文章中提到的8个与孟德尔疾病相关的基因，还有57个旁系同源基因和28个假基因等，都会受参考基因组选择的影响。虽然人类参考基因组从GRCh37更新迭代至GRCh38已成为趋势，但在日常分析中我们需要考虑参考基因组选择引起的变异检测差异。

  • 一个被异戊酸血症耽误的小胖威利

    一个被异戊酸血症耽误的小胖威利临床信息 送检样本：男，五岁 临床表型：异戊酸血症，外院检查曾提示IVD基因存在变异。现母亲备孕，想做产前检测。 检测项目：OmniSeek®全外显子组检测WES分析结果 确实检出IVD基因的一个纯合变异c.1***T>C，该变异暂无文献病例报道，经过ACMG评级之后分类为: 临床意义不确定的变异：(PM2_Supporting+PP3_Moderate+PM3_Supporting+PP4) IVD基因与常染色体隐性遗传的异戊酸血症相关，主要表现为“汗脚臭”气味、喂养困难、呕吐、发育迟缓、高氨血症、代谢性酸中毒、酮症酸中毒、脱水、血小板减少症、白细胞减少症、全血细胞减少症、骨髓增生低下等，检测提示异戊酸血症、异戊酸尿症和异戊酰甘氨酸尿症。50%的病例是急性发病严重的新生儿疾病（通常会导致患儿迅速死亡），50%是慢性发作（无症状间歇期）。 但是经父母样本验证，提示母亲为杂合变异携带者而父亲为野生型。 为何出现以上情况？至少5种可能 随后在排除样本混淆和父亲该基因区域缺失，以及亲缘关系确认后，我们结合NGS数据的ROH分析结果：提示受检者15q11.2-15q21.3存在ROH，而IVD基因刚好位于这个区域内。 那么，结合SNV检测结果提示母亲为IVD基因变异c.1***T>C杂合子而父亲不携带，且受检样本无其他聚集的ROH，我们推测该ROH区为母源性单亲二体（mUPD）所导致。 但是问题又来了，15q11.2-15q21.3的ROH区域刚好包含了15q11.2-q13印记区域。 15q11.2－q13母源性UPD会导致小胖威利综合征（Prader－Willi syndrome，PWS）。 PWS的特征包括：婴儿期肌张力不足、喂养困难、生长不良、发育迟缓和身材矮小，从儿童时期开始因食欲增长而导致肥胖。患者还通常有轻度到中度的智力障碍、行为问题（如脾气爆发、固执、强迫行为）、睡眠异常等。 15q11.2－q13父源性UPD可导致天使综合征（Angelman syndrome，AS）。 AS主要影响神经系统，疾病特征包括：发育迟缓、智力障碍、严重的语言障碍以及运动平衡问题(共济失调)，大多数受影响的患儿也有复发性癫痫、小头畸形、微笑、大笑、拍手动作、多动、睡眠困难等。 那么，根据我们推测受检者应该是母源性UPD，小胖威利综合征患者 对比一下异戊酸血症和小胖的表型，有交叉...之后患儿送检了PWS-MLPA： 结果提示甲基化水平异常，为母源性单亲二体，PWS确认！ 病例总结 ▲ 这个病例的实质分子机制是15q11-q21的母源iUPD，导致PWS； ▲ 母亲是IVD基因的杂合突变携带者，但IVD基因碰巧位于15q11-q21区域，当子代发生iUPD时，则导致该变异呈纯合状态。 病例感悟 相较于传统的全外分析，我们看不到ROH，而做CMA又无法分析SNV/indels。通过此次病例，我们发现对全外数据的一个扩展分析（包括家系全外的基因型的分析、BAF图的分析或者是ROH的分析等），或许可以发现以往会被忽略掉的一些内容。例如本次病例，如果没有分析ROH，可能就单纯的报告了IVD基因的变异，而忽视了更为严重的母源iUPD导致的PWS。若该病例做的是家系全外的分析，我们还可以从全外的数据去进一步的去确认ROH的来源，从而或可节省做MLPA检测的费用及时间，还可以让病人的诊断周期大大的缩短。

  • OmniSeek®全外显子组检测发现脑积水LICAM基因3个变异

    OmniSeek®全外显子组检测发现脑积水LICAM基因3个变异送检原因 1、孕21周胎儿双侧脑积水； 2、既往孕32周胎儿脑积水引产。 送检类型：流产组织图1.家系图（P为先证者） 检测项目： OmniSeek®核心家系全外显子组检测 对WES数据进行分析，发现了如下可以解释表型的变异： - L1CAM基因上3个半合子变异。 - 变异1：L1CAM基因移码变异c.3***_3***del (p.Glu1***GlyfsTer25) - 变异2：L1CAM基因框内缺失变异c.3***_3***del (p.Phe1***_Met1***del) - 变异3：L1CAM基因第14-24外显子缺失变异 图2.检测结果备注：变异分类：P（pathogenic，致病性）,VUS（uncertain significance，临床意义不确定），LP（likely pathogenic，可能致病性）。遗传模式：XLR（X连锁隐性遗传）。 疾病介绍 图3.ClinGen数据库收录信息 L1CAM基因编码L1蛋白，L1蛋白是在神经元和施旺细胞中表达的一种跨膜蛋白，对神经系统的发育和功能至关重要。L1CAM基因的致病性变异可以导致X连锁隐性遗传的L1综合征（L1 syndrome），其包括从严重到轻度的三种表型谱： HYCX是最常见的遗传性脑积水，其临床表型包括脑室增大和智力迟钝，其他表型包括痉挛性肢体麻痹和拇指内收。最严重的患者死于产前或围产期，伴有重度脑积水和头围增大。Sylvius导水管狭窄常与该疾病相关。 MASA综合征又称为痉挛性截瘫1型，主要临床特征包括智力迟钝、失语、步态蹒跚、拇指内收、脑积水、脑室扩大、胼胝体发育不全等。步态蹒跚可能是由下肢痉挛引起，所有受影响的男性反射增强，拇指内收是由于拇长伸肌或拇短伸肌发育不良或缺失造成的。在受影响的男性中，语言发育落后。 部分胼胝体发育不全的临床表现包括精神发育迟滞、癫痫、痉挛、下蚓部和小脑发育不全、两侧半球间囊肿、脑积水等。 文献报道，L1综合征患者的临床表型和基因型之间似乎存在关系。 ·细胞外结构域中的截短变异，导致功能完全丧失的蛋白功能，此类变异导致的患者表型最为严重； ·细胞外结构域中的错义变异导致的患者表型为轻度到重度； ·细胞质结构域中的变异导致的患者表型为轻度。 致病性评级 变异1 L1CAM基因移码变异c.3***_3***del (p.Glu1***GlyfsTer25) 变异2 L1CAM基因框内缺失变异c.3***_3***del (p.Phe1***_Met1***del) 变异3 L1CAM基因第14-24外显子缺失变异 结论 图4.L1CAM基因3个变异IGV示意图 本次检测发现可以解释受检者表型的变异：L1CAM基因移码变异c.3***_3***del(p.Glu1***GlyfsTer25)（图5）、L1CAM基因框内缺失变异c.3***_3***del(p.Phe1***_Met1***del)（图6）、L1CAM基因第14-24外显子缺失变异（图7），均来源于母亲，且尚无文献报道。 据美国医学遗传学与基因组学学会（ACMG）对基因变异临床意义的分类标准，以上变异分别评级为致病性变异、临床意义不确定的变异、可能致病性变异。 图5.L1CAM基因移码变异Sanger验证结果示意图 图6.L1CAM基因框内缺失变异Sanger验证结果示意图 图7.L1CAM基因第14-24外显子缺失变异qPCR验证结果示意图 L1CAM基因异常导致L1综合征呈X连锁隐性遗传模式，通常为男性患病。受检者母亲为L1CAM基因致病性变异杂合携带者，则母亲每次妊娠遗传给下一代的概率为50%，遗传到L1CAM基因致病性变异的男性将患病，遗传到L1CAM基因致病性变异的女性将为杂合携带者，通常不会患病，也可能有轻微临床表型（X染色体随机失活机制等）。 OmniSeek®全外显子组检测是一款简化遗传病临床分子诊断路径的高效检测服务。独特的积木式探针设计，“一网打尽”60个高“危”基因、5000+致病内含子及16K线粒体环。实现目标区域精准捕获，一站式服务解决遗传病诊断难题。 参考文献1. Weller S, Gärtner J. Genetic and clinical aspects of X‐linked hydrocephalus (L1 disease): mutations in the L1CAM gene[J]. Human mutation, 2001, 18(1): 1-12. doi: 10.1002/humu.1144.2.Hum Mutat. 2001;18(1):1-12.

  • 一则调控区+内含子“双区变异”的非典型白化病病例

    一则调控区+内含子“双区变异”的非典型白化病病例临床表型 性别：男 年龄：26岁 表型：外观呈白化貌，不一定是典型的白化病，有明显的家族史。 送检类型：外周血 检测项目：OmniSeek®全外显子组检测 检测结果：对WES数据进行分析，发现了如下可疑变异：SLC45A2基因调控区变异c.-4**_-4**del和内含子变异c.1***+4*C>T。 疾病介绍 人类孟德尔遗传学（OMIM）数据库中记载，SLC45A2基因的致病性变异可导致常染色体隐性遗传的眼皮肤白化病IV型（Albinism,　oculocutaneous, type IV, OCA4）。OCA4患者主要临床表征包括眼球震颤、斜视、视力下降、虹膜色素减少、视网膜色素减少、视神经发育不良、皮肤色素减退，以及头发呈银色、白色或黄色等。 图1.OMIM数据库收录信息 致病性评级1.调控区变异 SLC45A2基因调控区变异c.-4**_-4**del ：致病性变异 PM3_VeryStrong+PP1_Moderate+PP4：已有多篇文献报道在至少10例OCA4患者或类OCA4患者中检测到SLC45A2基因变异c.-4**_-4**del，其中包含2例纯合，3例反式位置为（可能）致病性变异[1-3]。在一个类OCA4家系成员中，该变异与疾病表型共分离，3个兄弟姐妹患者均检出该纯合变异[3]。 值得注意的是，文献报道SLC45A2基因变异c.-4**_-4**del导致轻度白化病表型，尤其是眼睛疾病表现轻，如：金色至棕色的头发、黑色和棕色混合色头发、浅色的皮肤、轻度或无畏光/弱视、无眼球震颤等[1－3]。 图2.SLC45A2基因变异c.-4**_-4**del复合杂合/纯合患者表型[1-3] 功能研究显示，在这两种人黑色素瘤细胞系中（HMY-1和MNT-1）进行荧光素酶测定，在变异等位基因中观察到约四分之一的启动子活性降低，表明该缺失变异降低了转录活性。此外，电泳迁移率转移测定（EMSA）提示，该变异降低了与转录因子的结合能力[1]。 图3.萤光素酶实验和电泳迁移率转移实验[1] 2.内含子变异SLC45A2基因内含子变异c.1***+4*C>T：临床意义未明变异 PM2_Supporting GnomAD数据库全基因组数据集显示该变异在总体人群中频率为<1‰，在东亚人群中频率为1.3‰； GnomAD数据库全外显子组数据集和ExAC数据库均显示该变异在总体人群中的频率<1‰，在东亚人群中的频率为1‰； 千人基因组数据库显示该变异在总体人群中的频率<1‰，在东亚人群中的频率<5‰。本地数据库共有多例样本为该位点杂合变异携带者，白化病相关表型不明。 PM3_Supporting+PP4 该变异暂无文献报道，本例受检者的临床症状符合OCA4的主要表型，且检出致病性变异 c.-4**_-4**del。 结 论 本次检测发现与受检者表型相关的变异：SLC45A2基因调控区变异c.-4**_-4**del和内含子变异c.1***+4*C>T。根据美国医学遗传学与基因组学学会（ACMG）对基因变异临床意义的分类标准，分别评级为致病性变异、临床意义未明变异。 SLC45A2基因导致的OCA4呈常染色体隐性遗传模式，以上变异在一定程度上支持受检者目前的表型，为了进一步完善表型－基因型相关性的评估，建议对受检者的父母及其他家系成员进行验证, 并至专科门诊行遗传咨询。 图4.SLC45A2基因调控区变异c.-4**_-4**del Sanger验证结果示意图 图5.SLC45A2基因内含子变异c.1***+4*C>T Sanger验证结果示意图 SLC45A2基因调控区变异c.-4**_-4**del已有文献和病例报道导致的是轻度白化病表型，致病性较明确。白化病相关检测项目将此调控区变异位点包含在检测范围是有必要的，我们的OmniSeek®试剂，能够对此区域捕获较好的覆盖。 图6.SLC45A2基因调控区变异c.-4**_-4**del IGV示意图 参考文献1. Okamura K, Hayashi M, Nakajima O, et al. A 4‐bp deletion promoter variant (rs984225803) is associated with mild OCA 4 among Japanese patients[J]. Pigment Cell & Melanoma Research, 2019, 32(1): 79-84.2. Okamura K, Abe Y, Hayashi M, et al. Impact of a 4‐bp deletion variant (rs984225803) in the promoter region of SLC45A2 on color variation among a Japanese population[J]. The Journal of Dermatology, 2019, 46(8): e295-e296.3. Hida T, Tsukamoto K, Okura M, et al. Homozygous promoter variant of SLC45A2 causes diverse hair color and patterns[J]. The Journal of Dermatology, 2020, 47(10): e351-e352.