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难以分辨的RASopathies



病例1:

        孕2产0;于2022年胚胎停育1次。

        ·孕12+2周,行NT测量为1.0厘米;

        ·孕16+4周,彩超提示NF 0.65厘米,单脐动脉,胎儿颈部皮下探及2.1*0.5厘米液性暗区;

        ·孕18+4周,行羊水穿刺,核型+CMA结果无明显异常;

        ·孕24+1周行排畸彩超提示羊水过多,羊水指数29.6厘米,胎儿腹围偏大。备用羊水行胎儿WES检测

        ·孕31+2周,省妇幼行彩超诊断:胎儿心脏发育异常:1.肥厚性心肌病;2.室间隔缺损。

 

 

病例2:

        孕4产1;曾足月顺产一男婴,健康;计划外流产1次,胚胎停育1次。

        ·孕11+6周,彩超行NT测量:0.66厘米;

        ·孕16+3周,彩超提示双顶径3.4厘米,股骨长1.8厘米,羊水深5.6厘米,胎心好;

        ·孕19+2周,行羊水穿刺,核型+CMA结果无明显异常;

        ·孕24+周行排畸彩超提示羊水过多,胎儿三尖瓣少量反流,颅脑——頂枕沟呈弧形外侧裂呈直角平台,双侧扣带沟呈点状,右侧侧脑室后角宽1.01厘米,左侧侧脑室后角宽0.93厘米;

        ·孕26+4周,备用羊水行胎儿WES检测。

 

 

 

 

WES数据分析均检出如下变异:


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致病性评级:

        BRAF:NM_001374258.1:c.7**A>G:p.Gln2**Arg:致病性变异

        评级证据(依据ClinGen-RAS通路相关疾病专项指南[1]):

        PM2_Supporting:GnomAD数据库、ExAC数据库、千人基因组数据库均未收录该变异;

        PP2:错义变异是常见的致病机制,且该基因的Z值>3.09(Z=3.72);

        PS2_VeryStrong+PS4:已有多篇文献报道在超过5例不同家系的CFC患者中检测到BRAF基因变异c.7**A>G,其中至少2例为新发变异(de novo)[2-5];

        PS3:功能研究表明该变异会导致ERK/MAPK通路活性增加,磷酸化ERK水平升高[6-8]

 

 

基因与疾病介绍

        BRAF基因位于染色体7q34,编码属于丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶的RAF家族的蛋白。BRAF基因突变是黑色素瘤中最常见的致癌突变,也在其他癌症中得到鉴定,包括非霍奇金淋巴瘤、结肠直肠癌、非小细胞肺癌和肺腺癌等。BRAF基因胚系突变还与心面皮综合征(CFC)、Noonan综合征7型(NS7)和LEOPARD综合征3型(LPRD3)有关,这一组疾病均属于 RASopathies

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图1.The Ras-MAPK signal transduction pathway[9]

 


        RASopathies 是一组由 Ras-MAPK 通路基因突变引起的罕见遗传病。该通路的异常对发育有深远的影响,并可能导致几种不同的综合征。这些综合征有许多共同的临床特征,例如明显的面部特征、发育落后、心脏缺陷、生长迟缓、神经系统问题和胃肠道问题

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图2.Venn diagrams for disease phenotypes of the RASopathies[10]

 

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图3.几种常见的RASopathies的临床和遗传学特点[11]

 

 

上述2个病例均检出BRAF基因变异c.7**A>G,是否可以明确具体是哪种疾病?

 

 

表型角度


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图4.BRAF基因相关疾病的表型比较

(引用OMIM数据库)


三种疾病特点概括:

        CFC:神经认知障碍最为显著、外胚层异常;产前:羊水过多、NT增厚、巨大儿、巨头畸形、特征性面容(如眼距过宽、下斜睑裂、长而明显的人中,以及位置低的后旋耳)……

        NS7:心脏问题突出(特别是肺动脉瓣狭窄和肥厚性心肌病)、身材矮小;产前:水囊瘤、NT增厚、胎儿水肿、心脏异常……

        LPRD3:牛奶咖啡斑和多发性雀斑样痣;目前无产前病例报道

 

结论

三种疾病的表型高度重叠,产前表型更是有限,鉴别诊断难度大。

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图5.Patient with CFC (BRAF missense mutation) at (from left to right) 4 days, 3 months, 3 years, 5 years, 7 years, 12 years, 14 years, and 16 years[12]

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图6.Facial dysmorphia of Noonan syndrome patients[13]

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图7.Clinical photographs of the patient documenting the whole body aspect at age 14 years (a, b) and facial features at age 17 years (c, d). Note hypertelorism, depressed nasal bridge, low-set and posteriorly rotated ears, curly hair, and multiple pigmented skin lesions[14]

 

 

 

 

结构域角度

        BRAF基因变异主要集中在CR1和激酶结构域的氨基末端。导致3种不同疾病的 BRAF基因变异分布无明显规律。

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图8.BRAF domain structure and location of residues altered in Noonan, LEOPARD, and cardiofaciocutaneous syndromes. BRAF protein domains are indicated (CR, conserved region; RBD, RAS binding domain, CRD, cysteine-rich domain, AL, activation loop). Amino acid substitutions identified in Noonan syndrome, LEOPARD syndrome, or cardiofaciocutaneous syndrome are indicated in red, green, and black, respectively[13]

 

结论

        通过基因编码蛋白的结构域无法定位对应的疾病。


 基因型角度

        多篇文献报道BRAF基因变异 c.7**A>G与CFC相关,其中至少有2例CFC患儿产前表现出颈部囊性水瘤、羊水过多、股骨短、双侧边界脑室扩大、双侧肾脏高回声等[13、15]。仅1篇文献报道在1例 LEOPARD 综合征患者中检出BRAF基因变异 c.7**A>G,患者表现出多发性雀斑样痣、肥厚性心肌病、轻度精神运动发育迟缓、隐睾症等[16]

         绝大数携带BRAF基因变异 7**A>G的患者都诊断为CFC,但也存在其他疾病的可能。

 

 

总结

        ⭐ 在2例羊水样本中检出可以解释胎儿表型的BRAF基因变异 c.7**A>G,致病性明确。

        ⭐ BRAF基因变异导致的一系列发育障碍(如 CFC 综合征、Noonan 综合征 7 型、LEOPARD 综合征 3 型)均属于 RASopathies,虽然这些疾病的产后表现众所周知,但产前和新生儿特征却鲜为人知。在核型正常,以及超声发现如NT增厚、胎儿积水、羊水过多、巨大儿和心脏缺陷的情况下,可考虑RASopathies。

 


参考文献

1. https://www.clinicalgenome.org/site/assets/files/2079/clingen_rasopathy_acmg_specifications_v1-1-1.pdf

2. Orphanet J Rare Dis. 2019 Feb 7;14(1):29.

3. J Med Genet. 2008 Aug;45(8):500-6.

4. Clin Genet. 2020 Feb;97(2):264-275.

5. Hum Mutat. 2009 Apr;30(4):695-702.

6. Science. 2006 Mar 3;311(5765):1287-90.

7. Hum Mol Genet. 2009 Jul 15;18(14):2543-54.

8. Dis Model Mech. 2012 Jul;5(4):546-52.

9. Annu Rev Genomics Hum Genet. 2013;14:355-69.

10. Dis Model Mech. 2015 Aug 1;8(8):769-82.

11. Endocr Rev. 2018 Oct 1;39(5):676-700.

12. Pediatrics. 2014 Oct;134(4):e1149-62.

13. Hum Mutat. 2009 Apr;30(4):695-702.

14. Eur J Med Genet. 2009 Sep-Oct;52(5):337-40.

15. Int J Mol Sci. 2016 Jun 16;17(6):952.

16. Rev Esp Cardiol (Engl Ed). 2013 May;66(5):350-6.