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智力障礙/發(fā)育遲緩(ID/DD)是指發(fā)育成熟以前(18歲以前)出現(xiàn)的認知和適應行為障礙。ID用于5歲以上兒童，此時智商(IQ)測定已比較可靠穩(wěn)定；DD用于5歲以下的兒童，診斷標準為患兒存在2個或2個以上的發(fā)育能區(qū)的顯著落后。國外報道ID/DD的患病率為1%～3%[1]，我國智力殘疾患病率為0.75%[2]。ID/DD異質性強，病因復雜，世界衛(wèi)生組織(WHO) 2013年報道>50%的ID/DD病因不明，我國約2/3病因不明[3]，這與我國ID/DD病因診斷不規(guī)范有關。 ID/DD患病率較高，且多數(shù)ID/DD尚無有效治療辦法，故明確病因診斷，做到一級預防尤為重要。本研究在既往神經(jīng)發(fā)育障礙性疾病病因診斷流程[4]基礎上建立了規(guī)范化ID/DD病因診斷流程(圖1)，按此流程對30例原發(fā)性ID/DD患兒進行臨床及遺傳學分析，以明確病因診斷。 圖1 原發(fā)性ID/DD患兒病因診斷流程 Figure 1 Diagnosis flow process of etiology on idiopathic ID/DD 注：ID：智力障礙；DD：發(fā)育遲緩；MLPA：多重連接依賴的探針擴增技術 ID：intellectual disability；DD：development delay；MLPA：multiplex ligation－dependent probe amplification 圖1 原發(fā)性ID/DD患兒病因診斷流程 Figure 1 Diagnosis flow process of etiology on idiopathic ID/DD 1 資料與方法 1.1 研究對象 選擇2014年4月至2014年8月在北京大學第一醫(yī)院兒科門診就診的30例(編號P1～P30) ID/DD患兒，男女各15例，中位年齡5歲5個月。納入標準：(1)臨床表現(xiàn)為智力運動發(fā)育落后；(2)無明確缺氧、中毒、中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染及頭顱外傷病史。 1.2 方法 1.2.1 收集資料 收集臨床資料，完善生化、代謝、神經(jīng)影像學檢查。本研究已獲得醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準，患兒家長均簽署知情同意書。 1.2.2 采集標本 采集患兒及其家屬外周靜脈血各3～5 mL，采用FlexiGene DNA Kit (德國Qiagen公司)提取DNA，－80 ℃冰箱保存待用。部分外周血進行混合淋巴細胞培養(yǎng)，用于染色體核型分析。 1.2.3 染色體核型分析 應用常規(guī)G顯帶核型分析染色體結構及數(shù)目。 1.2.4 多重連接依賴的探針擴增技術(MLPA) 運用MLPA檢測染色體亞端粒缺失/重復，檢測試劑盒(P070、P036、P106)均購自荷蘭MRC-Holland公司。 1.2.5 目標基因靶向捕獲-高通量測序 參考數(shù)據(jù)庫OMIM以及HGMD，檢索并設計遺傳性ID/DD相關的450個基因Panel，進行目標基因靶向捕獲-高通量測序，篩查ID/DD相關單基因病。 1.2.6 染色體基因芯片分析(CMA) 應用CMA檢測基因組拷貝數(shù)變異(CNVs)，所用芯片為美國Affymetrix公司CytoScan HD芯片(與上海市兒科醫(yī)學研究所和復旦大學生命科學學院合作完成)。 1.2.7 遺傳變異致病性分析 對發(fā)現(xiàn)的遺傳變異逐步進行多態(tài)性分析-文獻/數(shù)據(jù)庫檢索-家系驗證-蛋白結構影響預測等方法，判斷變異的致病性可能。 2 結果 2.1 臨床分析 30例患兒均表現(xiàn)智力和運動發(fā)育落后(表1)，無繼發(fā)性腦損傷病史。23例行發(fā)育評估提示輕到極重度發(fā)育落后。12例(40.0%，12/30例)伴顱面部外觀畸形、通關掌、多指、房間隔缺損等先天畸形，8例(26.7%，8/30例)有注意力不集中、多動、脾氣暴躁、孤獨癥樣表現(xiàn)等精神行為異常，4例(13.3%，4/30例)有驚厥，2例(6.7%，2/30例)視力差，2例(6.7%，2/30例)有驚跳反射，1例(3.3%，1/30例)有陽性家族史，母親處于智力障礙邊緣狀態(tài)。21例行生化、代謝等檢查，均未見明顯異常；28例行頭顱MRI檢查，15例(53.6%，15/28例)有腦白質、大腦皮質、胼胝體發(fā)育不良、腦室擴大等異常發(fā)現(xiàn)。30例均為原發(fā)性ID/DD，1例(P4大頭畸形，前額、下頜突出，耳位高，眼裂下斜，生長過速，身材細長)臨床診斷Sotos綜合征，29例病因診斷不明確。
表1 智力障礙/發(fā)育遲緩患兒30例臨床特點 2.2 遺傳學分析 30例ID/DD患兒中，29例(P1～P29)發(fā)現(xiàn)遺傳變異，遺傳變異檢出率96.7%(29/30例) (數(shù)據(jù)未列出)，8例(P1、P2、P4～P9)變異為致病性(表2)，病因診斷明確，診斷陽性率26.7%(8/30例)。22例行染色體核型分析，1例(P1)發(fā)現(xiàn)異常：46，XX，del(22)(q13.3)，染色體核型診斷陽性率為4.5%(1/22例)。30例行MLPA，2例(P1、P2)發(fā)現(xiàn)染色體亞端粒缺失：P1 22qter del，P2 15qter del，其父母該區(qū)域均未見異常；1例(P3)發(fā)現(xiàn)染色體亞端粒重復：7qter dup，遺傳自其表型正常的父親；余27例未見異常；2例(P1、P2)病因診斷明確，MLPA診斷陽性率為6.7%(2/30例)。P4行熒光原位雜交(FISH)未發(fā)現(xiàn)可導致Sotos綜合征的5q35區(qū)域的缺失/重復。30例行目標基因靶向捕獲-高通量測序，28例(P1～P9，P11～P29)存在ID/DD相關基因變異，4例(P4～P7)變異為致病性突變，病因診斷明確，基因Panel診斷陽性率為13.3%(4/30例)：P4 NFIX c．613C>T(p.Q205X)雜合突變，父母此位點為野生型(圖2A)，Q205X不屬于多態(tài)性改變，不同物種間氨基酸序列比對提示p.Q205位點氨基酸保守性好(圖2B)，p.Q205X為截短突變預測會影響蛋白質結構，提示突變有害；P5 DHCR7 c．901C>A(p.H301N)，c.1376G>A(p.W459X)復合雜合突變，2個變異位點分別遺傳自父親、母親；P6、P7分別為UPF3B c．1034G>A(p.R345H)和DLG3 c．128G>T(p.G43V)半合子突變，均遺傳自其雜合子的母親。7例行CMA，4例(P8～P11)發(fā)現(xiàn)CNVs：P8 chr11：123794665-127550567單拷貝增加，P9：chr15：56938298-61806136雜合缺失(圖3)，其父母該區(qū)域均未見異常；P10：chr11：23527905-25050275雜合缺失，P11 chr5：108996132-109172348雜合缺失，均遺傳自其表型正常的母親，2例(P8、P9)病因診斷明確，CMA診斷陽性率為28.6%(2/7例)。 圖2 P4家系NFIX Sanger測序圖及NFIX p．Q205位點氨基酸保守性 Figure 2 Sanger sequencing of NFIX for P4 family and conservation of anion acid residue at NFIX p．Q205 注：A：P4 NFIX c．613C>T雜合突變，P4父親、母親NFIX c．613C為野生型(箭頭所示)；B：NFIX p．Q205位點在不同物種間氨基酸保守性好(數(shù)據(jù)來自UCSC Genome Browser數(shù)據(jù)庫) A：P4 NFIX c．613C>T hete-rozygous mutation，and his parents NFIX c．613C were wild type(arrow)；B：NFIX p．Q205 was conserved across different species (data from UCSC Genome Browser database) 圖2 P4家系NFIX Sanger測序圖及NFIX p．Q205位點氨基酸保守性 Figure 2 Sanger sequencing of NFIX for P4 family and conservation of anion acid residue at NFIX p．Q205 圖3 P8家系染色體基因芯片分析 Figure 3 Chromosomal microarray analysis for P8 family 注：P8：chr11：123794665-127550567(hg19)，拷貝數(shù)變異大?。? 756 kb，CN State：3，染色體上的位置：11q24.1-24.2；P8父親、母親該區(qū)域均未見異常 P8 with a duplication of chr11：123794665－127550567(3 756 kb) (hg19)，mapping to 11q24.1－24.2，CN＝3；his father and mother were normal in the same area 圖3 P8家系染色體基因芯片分析 Figure 3 Chromosomal microarray analysis for P8 family
表2 智力障礙/發(fā)育遲緩患兒30例遺傳學分析 3 討論 ID/DD病因復雜，外在環(huán)境因素約占20%，內在遺傳因素約占2/3[5]。國外約50%病因診斷明確，國內僅30%病因明確[3]。國內既往相關研究多運用單一的遺傳學檢測方法，本研究按照規(guī)范流程運用多種檢測方法對可能的病因進行綜合判斷，提高病因診斷率，但病例數(shù)較少，僅7例進行CMA檢測，總診斷陽性率可能偏低，需擴大樣本量進一步驗證。 30例原發(fā)性ID/DD中，先天畸形(40.0%，12/30例)和精神行為異常(26.7%，8/30例)較常見，與既往文獻數(shù)據(jù)基本相符[6]。少數(shù)患兒有驚厥(13.3%，4/30例)、視力差(6.7%，2/30例)、驚跳反射(6.7%，2/30例)。1例(P4)臨床診斷為Sotos綜合征，29例病因診斷不明確。 經(jīng)遺傳學檢測，96.7%(29/30例)發(fā)現(xiàn)遺傳變異，26.7%(8/30例)變異有致病性，發(fā)現(xiàn)4種基因的5種未報道的新突變：NFIX c．613C>T (p.Q205X)(P4)，DHCR7 c．1376G>A(p.W459X)與c.901C>A(p.H301N)(P5)，UPF3B c．1034G>A(p.R345H)(P6)，DLG3 c．128G>T(p.G43V)(P7)，確診1例22q13.3微缺失綜合征(P1)、1例Angelman綜合征(P2)、1例Sotos綜合征2型(P4)、1例Smith-Lemli-Opitz綜合征(P5)、1例11q24.1q24.2微重復綜合征(P8)、1例15q21.3q22.2微缺失綜合征(P9)及2例X連鎖ID 2例(P6、P7)。 P4臨床診斷為Sotos綜合征。90%的Sotos綜合征是由NSD1單倍體劑量不足(5q35微缺失或NSD1點突變)引起的，為Sotos綜合征1型[7]。2010年發(fā)現(xiàn)NFIX突變可以導致Sotos綜合征樣表現(xiàn)(Sotos-like)，后命名為Sotos綜合征2型(MIM #614753)，目前僅6例NFIX點突變導致Sotos綜合征2型的病例被報道[8]。P4 FISH檢測及靶向二代測序未發(fā)現(xiàn)包含NSD1基因的5q35區(qū)域的缺失/重復或NSD1點突變，發(fā)現(xiàn)NFIX c．613C>T(p.Q205X)新生雜合無義突變，生物學分析提示突變有害，結合患兒臨床表現(xiàn)，P4 Sotos綜合征2型基因診斷明確。此病例為國內首次報道NFIX突變導致Sotos綜合征2型。 P8中度發(fā)育遲緩，視力差，語言發(fā)育明顯延遲，有高熱驚厥史，CMA發(fā)現(xiàn)chr11：123794665-127550567區(qū)域3756Kb單拷貝增加，父母此區(qū)域未見異常。chr11：123794665-127550567位于11q24.1-24.2，此區(qū)域包含多個與腦發(fā)育相關的OMIM基因，臨床可表現(xiàn)為發(fā)育畸形、智力障礙。DECIPHER數(shù)據(jù)庫(https：//decipher.sanger.ac.uk/)中有3個患者(#300792、#248786、#255590)11號染色體的重復區(qū)域與P12有重疊，臨床主要表現(xiàn)為發(fā)育遲緩、發(fā)育畸形等，綜上考慮患兒CNVs有致病意義。 本研究ID/DD總病因診斷率為26.7%(8/30例)。染色體核型診斷陽性率為4.5%(1/22例)，低于國外報道的9%～36%[1]，可能與我國染色體核型分辨率較低有關。MLPA、基因Panel診斷陽性率分別為6.7%(2/30例)和13.3%(4/30例)，與文獻報道的4%～10%[9,10]和11%～25%[11,12,13]基本相符。CMA診斷陽性率為28.6%(2/7例)，高于文獻報道的平均診斷陽性率12%[1,14]，可能與芯片不同及樣本量較少有關。 本研究按照病因學診斷流程對30例原發(fā)性ID/DD患兒進行臨床及遺傳學分析，明確8例患兒的病因學診斷，發(fā)現(xiàn)4種基因的5種未報道的新突變，擴大了NFIX、DHCR7、UPF3B、DLG3基因突變譜，同時在國內首次報道1例NFIX突變導致Sotos綜合征2型。染色體核型、MLPA、目標基因靶向捕獲-高通量測序、CMA的診斷陽性率分別為4.5%(1/22例)、6.7%(2/30例)、13.3%(4/30例)、28.6%(2/7例)。規(guī)范化的病因學診斷流程有助于提高原發(fā)性ID/DD的病因診斷率。 |
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