发育迟缓儿童中的重复17p11.2(Potocki・Lupsky综合症)

要约

重复17p11.2综合症、作为三体综合症17p11.2或者dup(17)(p11.2p11.2)综合症而被人熟知的Potocki‐Lupski综合症(PTLS)，是一种发育障碍和罕见的邻接基因综合症，每2万个人中就有一个罹患。这类患者的主要特症是自闭症谱系障碍、学习障碍、发育迟缓、注意力缺失障碍、婴儿肌张力低下和心血管异常。以前使用微阵列的研究，已经确定了染色体17p11.2的重复的大小和范围的变化。然而，少数基因包括RAI1、SREBF1、DRG2、LLGL1、SHMT1以及ZFP179，被认为是PTLS的候选基因。在这份报告中，我们调查了一例发育迟缓的3岁女孩。

她的染色体分析显示核型正常(46,XX)。 使用阵列CGH(4X44 K、Agilent USA)进行分析，发现染色体17p11.2上有一个大约4.2 Mb的新重复。 依其结果，使用临界PTLS领域的探针进行的荧光in situ原位杂交(FISH)证实了这些结果。

这份报告显示了微阵列和FISH在诊断PTLS中的重要性。

关键词: Potocki-Lupski综合症、重复17p11.2、微列阵、发育迟缓、荧光原位杂交技术

序言

作为Potocki Lupski综合症(PTLS)被人熟知的染色体17p11.2重复综合症(OMIM #610883)，最初通过Brown等¹所记载的。 随后，随着微列阵等高分辨率的方法的出现，更多的患者被报告出来。^{2, 3} PTLS区域的分子分析显示，它与Smith Magenis综合症所缺失的领域相同。

(OMIM #182290))，由具有片段大小的唯一连接的片段组成。 该区域也被描述为优先来源于父系，并通过非等位基因同源重组(NAHR)机制⁴ 产生。大多数患者在17p11.2内有一个常见的3.7 Mb重复，范围从1.3～15.2 Mb，其余的有非复发性重复。 重要的PTLS领域，包含视黄酸诱导性1(RAI1)基因以及其他17基因³ 在内被确定为1.3 Mb的长度。

PTLS患者的常见表型是肌张力低下、进食不良、生长迟缓、婴儿期发育迟缓、语言障碍、幼儿期多动、智力障碍、较大儿童的自闭症和行为障碍以及心血管问题。^{5, 6} 重复领域的大小的变动，PTLS患者的临床特征中可以说明有广泛的多样性以及重症度。在本研究中，作者在患有全身性发育迟缓的儿童中发现了微重复17p11.2。 重复的大小推定为4.2 Mb，这是PTLS的共同以及临界区域的重合。

病症报告

患者是一个3岁的女孩，是一对非近亲结婚的第二个孩子。她因多动、发育迟缓、中枢性肌张力低下和体重增长缓慢等问题来到UKMMC的儿童发展中心(CDC)就诊。在足月时通过剖腹产分娩的，出生体重为2890克。母亲39岁，在怀孕期间被诊断出患有妊娠期糖尿病。在婴儿早期，患者很活跃，但在母乳喂养时吸吮缓慢。在出生后的头48小时内，由于低血糖症导致的呼吸抑制，患者被送入新生儿重症监护室。该患者被转到物理治疗部门，并在2岁时开始行走。她能够跑步、爬楼梯和一步一步地行走，但不能下楼梯。她能说11个有意义的单词，并能听从简单的指令。她无法自己吃饭，每天都有遗尿夜尿。听力和眼睛的评估都很正常。

本病例报告获得了家长的知情同意。研究方案和知情同意书都得到了University Kebangsaan Malaysia Research Committee Board的批准。遗传学发现，从患者血样中制备血液淋巴细胞培养物。对20个中胚胎的Giemsa带状染色体进行了分析，半数体(bph)分辨率为550带，显示出正常的雌性核型(图1)。

基因组DNA，使用DNeasy Blood & Tissue剂盒，根据制造商推荐的顺序(德国、Qiagen)从患者血液样本中提取。使用了作为标准样品的普通市售的雌gDNA(Agilents Technologies, USA)。DNA的质量和数量，使用1.0%琼脂糖凝胶电泳和NanoDrop UVVIS分光光度计(Nanodrop Tech)来进行评价。 分别根据，美国 Agilent’s Direct Method of Oligo Array CGH工作流程(Agilent Technologies, USA)、Agilent Human Genome 4x44K寡核苷酸阵列玻片上进行阵列CGH。微阵列分析的结果，检测出了染色体17p11.2上约4.2 Mb的重复(图2)。

重复的开始点以及停止点，分别推断为16,782,546以及21,050,337 kb。这一领域包含有重要的PTLS领域的基因在内的122个RefSeq基因。

考虑到以前的报告和基因组变异数据库(http://dgv.tcag.ca/gb2/gbrowse/dgv2_hg19/)的内容，这种重复似乎是Potocki-Lupsky 综合症重复的特征，包含用量感受性RAI1基因)、以及为了确认微阵列结果，使用特异性探针Agilent SureFISH 17p11.2 GLL1-SHMT1(光谱红色)、Agilent SureFISH 17p11.2 RAI1(光谱绿色)以及对照Agilent SureFISH 17 CEP BL(光谱水色)使用的FISH。150个被分析的细胞核的杂交结果显示在RAI1和SHMT1位点有重复的证据，证实了微阵列的发现。

父母双方都有正常的核型(数据未显示)与正常的FISH信号模式，即红色2个、绿色2个、水色2个(图3)。

讨论

阵列CGH，能以高分辨率(≦1 Mb)，识别所有基因组的拷贝数变异(增幅或是缺失)和全染色体及人类基因组单拷贝的增减，从而获得与人类基因组的物理和遗传图谱有关的精确位置信息。⁷ 这项技术变得更具成本效益，和负担得起，包括中等收入国家在内的许多研究所，已开始将其用作学习障碍患者的第一种选择诊断检查。⁸ 但是，值得注意的是，这种技术无法识别平衡易位，因此，对学习障碍和先天性异常患者的研究必须始终包括常规核型分析。

国际标准化细胞基因组阵列(ISCA)联盟进行的研究提供的研究证据为发育迟缓/智力障碍、自闭症谱系障碍和多种先天性异常患者提供第一阶段的细胞遗传学诊断，应用于染色体微阵列。这主要是因为它比传统的G波段分析具有更高的灵敏度。⁹ 此外，对有学习障碍(智力低下)和先天性异常的受试者13,926人进行的大型系统回顾证实，得到了芯片CGH在这些核型分析正常的患者的研究中常规使用的证明。但是，这项研究还表明，应谨慎解释结果。这是因为该技术还能以与因果变体相同的比率识别出假阳性。⁸

使用微阵列和FISH验证，作者等在与PTLS相关的患者中发现了大约4.2 Mb的重复17p11.2。在我们的患者中识别的重复领域，与PTLS的3.4 Mb公共区域和1.3 Mb关键区域重复(图2)。除了PTLS的常见表型外，作者的患者还被指出有新生儿低血糖症。 众所周知，患有糖尿病(妊娠糖尿病、妊娠前糖尿病)的女性生育低血糖儿童的风险增加。因此，作者的患者中的新生儿低血糖症很可能是由于母体的妊娠期糖尿病而不是重复妊娠的影响。对父母的血样进行的FISH分析和核型分析显示结果正常，表明该患者的PTLS是作为一个de novo事件发生的。

虽然大多数报告的PTLS病例是de novo的，但迄今已有两份关于遗传性PTLS的报告(三个家族)。^{10, 11} 最近，Lee等人¹² ，在一个具有细微的PTLS表型的男孩身上发现了最短的0.25 Mb(17,575,978-17,824,623)重复17p11.2。重复领域重要的PTLS领域内，包含RAI1、SMCR5、SREBF1及TOM1L2的4个基因。与以前的报告一致，他们认为RAI1是参与PTLS表型主要临床特症的重要剂量敏感基因，而SREBF1是另一个潜在的候选基因。然而，目前仍不清楚PTLS是否仅由RAI1或SREBF1基因座的重复引起。对小鼠模型的研究也提供了证据，证明Rai1是参与PTLS表型的一个重要和剂量敏感的基因。^{13, 14}

总之，作者的研究结果证明了阵列CGH和间期FISH在识别和确认17p11.2重复(PTLS)方面的重要性，如果只分析常规的Giemsa带（G带）染色体，这些复制会被遗漏。在每单倍体分辨率(bph)550条带子的情况下，可以检测到含有5 Mb或更多的缺失或增加的染色体变异，但对于较小的畸变(<5 Mb)需要更高的带子分辨率，或者采用更专业的技术，如FISH、阵列CGH、测序或NGS。这可能是阐明这种染色体重排的最佳方法。

鸣谢

我们要感谢参与这项研究的患者和家长。我们还要感谢UKMMC病理部细胞遗传学组的工作人员，感谢他们的技术态度和支持。本研究，针对UKM-GUP-2011-320以及FF-2013-329。由马来西亚国民大学资助。

作者声明，没有利益冲突。

参考文献

1. Brown A, Phelan MC, Patil S, Crawford E, Rogers RC, Schwartz C. 17p11.2重复患者2例: Smith-Magenis综合症缺失的反面? Am J Med Genet. 1996; 63: 373-7.
2. Potocki L, Chen KS, Park SS, et al. 重复的分子机构17p11.2-Smith-Magenis微小缺失的同源重组互作。 Nat Genet 2000; 24: 84-7.
3. Potocki L, Bi W, Treadwell-Deering D, et al. Potocki-Lupski综合症(dup(17)(p11.2p11.2))描述了可以传达自闭症表型的剂量敏感临界区间。 Am J Hum Genet. 2007; 80: 633-49.
4. Zhang F, Potocki L, Sampson JB, et al. 中罕见的复发性Potocki-Lupski综合症相关重复的鉴定和重排类型和机制的分布。 Am J Hum Genet. 2010; 86: 462-70.
5. Soler-Alfonso C, Motil KJ, Turk CL, et al. PotockiLupski综合症:一种与口咽疾病和生长障碍相关的微重复综合症。 J Pediatr. 2011; 158: 655-9.
6. Jefferies JL, Pignatelli RH, Martinez HR, et al. 重复17p11.2综合症的心血管发现。 Genet Med. 2012; 14: 90-4.
7. Cheung SW, Shaw CA, Yu W, et al. 用于临床细胞遗传学诊断的CGH微阵列的开发和验证。 Genet Med. 2005; 7: 422– 32.
8. Sagoo GS, Butterworth AS, Sanderson S, ShawSmith C, Higgins JP, Burton H. Array CGH in 在学习障碍(智力迟钝)和先天缺陷患者中的应用: 对19项研究和13,926例研究的最新系统评价和荟萃分析案例。 Genet Med. 2009; 11:139-46.
9. Miller DT, Adam MP, Aradhya S, et al. 共识声明:染色体微阵列是针对患有发育障碍或先天缺陷的个体的一线临床诊断测试。 Am J Hum Genet. 2010; 86: 749–64.
10. Yusupov R, Roberts AE, Lacro RV, Sandstrom M, Ligon AH. Potocki-Lupski综合症：左心发育不全的遗传性重复(17)(p11.2p11.2)。 Am J Med Genet A. 2011; 155A: 367-71.
11. Magoulas PL, Liu P, Gelowani V, et al. 遗传性dup(17)(p11.2p11.2):Potocki-Lupski综合症的表现型的扩大。 Am J Med Genet A. 2014; 164A: 500-4.
12. Lee CG, Park SJ, Yim SY, Sohn YB. RAI1在包括17p11.2的最短的0.25 Mb的微重复的Potocki-Lupski综合症的临床和细胞遗传学特症。 脑部 2013; 35: 681-5.
13. Walz K, Paylor R, Yan J, Bi W, Lupski JR. Rai1的重复，dup(17)小鼠模型的物理和行为表型引起的(p11.2p11.2)。 J Clin Invest. 2006; 116: 3035-41.
14. Carmona-Mora P, Walz K. Retinoic Acid Induced 1, RAI1: 与神经行为变化包括自闭症行为有关的剂量敏感基因。 Cargenomics 2010; 11: 607-17.

联络: Dr. Salwati Shuib, Cytogenetic Unit, Department of Pathology, Jalan Yaacob Latif, Bandar Tun Razak, Universiti Kebangsaan Malaysia Medical Centre (UKMMC), Cheras 56000 Kuala Lumpur, Malaysia。 电话号码: 603-91459511、FAX号码: 603-91459485 邮箱: salwati@ ppukm.ukm.edu.my