罕見的4q13.1-13.3微缺失導致患者智力低下及生長發育遲緩表型*

馬娜，胡浩，賈政軍，席惠，王華

（湖南省婦幼保健院醫學遺傳科，湖南 長沙 410008）

罕見的4q13.1-13.3微缺失導致患者智力低下及生長發育遲緩表型*

馬娜，胡浩，賈政軍，席惠，王華

（湖南省婦幼保健院醫學遺傳科，湖南 長沙 410008）

目的對1例智力低下、生長發育遲緩及語言發育障礙患兒進行細胞及分子遺傳學分析，探討基因型與表型的關系。方法應用G顯帶技術分析患兒及其父母的外周血染色體，用單核苷酸多態微陣列芯片（SNP-Array）對患兒進行全基因組拷貝數變異分析，并用熒光原位雜交技術（FISH）驗證SNP-Array結果。結果

單核苷酸多態微陣列芯片；智力低下；熒光原位雜交

4號染色體長臂微缺失是一種罕見的染色體微缺失綜合征，主要表現除身材矮小、發育遲緩、青春期發育延遲、智力低下等常見染色體異常表型外，還有額部隆起、鼻梁寬、低位耳、內置贅皮等顏面畸形[1]。其中4號染色體長臂近端的微缺失綜合征臨床表現個體間有差異，且缺失片段大小不一，目前全世界僅有少數報道[2-3]，國內尚未見報道。因此，闡述此類綜合征的臨床表型，發現其候選基因，對進一步明確其基因型和表型關系顯得尤為重要。

本研究中筆者應用SNP-Array、G顯帶核型分析和熒光原位雜交（fluorescence in situ hybridization，FISH）技術對1例智力低下伴多發畸形患兒進行細胞及分子遺傳學的分析，明確4q13.1微缺失是患兒智力低下和多發畸形的遺傳學病因，并用FISH技術證實該缺失。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

患兒，男性，8歲，湖南人，2014年9月因“智力低下、語言發育遲緩、身下矮小顏面部發育畸形”來本院就診。患兒系第1胎39+1周順產，出生體重2920g。無出生窒息史。患兒運動發育正常，3個月抬頭，7個月獨坐，12個月獨站并且2歲獨走。8歲時，患兒身高103.3 cm，坐高60.0 cm，體重16.45 kg。體格檢查：患兒額部扁平，發際線高，短人中，低位耳。第二性征發育顯示胡須Ⅰ期，腋毛Ⅰ期，陰毛Ⅰ期，外生殖器Ⅰ期，雙側睪丸不足1 ml，無首精。葉氏骨齡5.3歲，R系列分135分。GH藥物激發試驗提示完全性生長激素缺乏癥。患兒智力落后，不會說話。大腦MRI檢查未見異常。外院查心電圖正常。串聯質譜（色譜）對常見遺傳代謝病篩查未見明顯異常。

否認出生缺陷家族史、毒物及輻射接觸史、藥物史，否認親屬有遺傳病發生史。本研究獲患兒家屬知情并簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 細胞遺傳學檢測采集患兒及其父母的外周血，接種于含植物血凝素培養基進行培養。按常規操作制備染色體，G顯帶處理。選擇400條帶以上的核型進行分析，核型按《2013人類細胞遺傳學國際命名體制（ISCN）》描述。

1.2.2 單核苷酸多態性（single nucleotide polymorphism，SNP）芯片檢測取患兒靜脈血2 ml，乙二胺四乙酸抗凝，抽提外周血全基因組DNA。采用美國Affymetrix公司提供的Cyto Scan 750K SNP-Array（含約200 000 SNPs探針，550 000個CNV探針）進行全基因拷貝數變異檢測。取250 ng完整基因組DNA按照標準試驗流程：NspⅠ酶切，接頭連接，聚合酶鏈反應擴增，產物純化，片段化，標記，雜交進行實驗。采用Affymetrix Fluidics Stations 450Dx進行洗滌，Affymetrix 7G掃描儀進行掃描，掃描信號經Affymetrix CHAS軟件進行數據分析。

1.2.3 FISH檢測采用針對4q13.2區域的特異性探針RP11-111K19（chr4：67586902-67781121，194 kb，棕色信號）進行4p13.1-p13.3區域微缺失檢測；針對4p16.3區域的特異性探針RP11-350C22（chr4：57716-216840，153 kb，紅色信號）、4q35.1區域的特異性探針RP11-159A22（chr15：185524560-185696883，172 kb，綠色信號）、15q26.3區域的特異性探針RP11-90E5（chr15：100030325-100216834，186 kb，綠色信號）驗證患兒4號和15號染色體的易位。取患兒外周血淋巴細胞培養的細胞懸液制片，玻片進行預處理后，按照試劑說明書步驟探針與染色體經過變性、雜交、洗滌，DAPI復染，熒光顯微鏡下觀察雜交信號。

2 結果

2.1 常規染色體核型分析

G顯帶核型分析顯示患兒染色體核型為46，XY，t（4∶15）（p14；q26.1）；患兒母親和父親G顯帶核型分析結果正常，表明患兒為新發4號和15號染色體易位，見圖1。

圖1 患兒外周血G顯帶核型分析圖

2.2SNP-Array檢測結果

患兒高密度SNP-Array芯片結果為arr[hg19]4q 13.1q13.3（63，042，514-74，655，453）×1，在4q13.1q 13.3存在約11.6 Mb的缺失，其父母檢測結果正常。

2.3FISH檢測結果

患兒中期分裂相RP11-111K19探針FISH結果顯示其中1條4號染色體4q13.2缺少探針RP11-111K19信號，驗證患兒存在4q13.2缺失。此外，4號染色體RP11-350C22（4p16.3）探針易位至15號染色體長臂末端形成衍生15號染色體，RP11-90E15（15q26.3）探針仍位于15號染色體上。同時FISH結果也驗證4q13.2缺失染色體與衍生4號染色體為同一條染色體,見圖2。

圖2 患兒中期分裂相探針FISH分析結果

3 討論

智力障礙在人群中發病率約為3%，遺傳因素約占40%，其中染色體異常和單基因病分別占25%和10%[4]。染色體異常可以用傳統的核型分析和微陣列分析技術檢測。染色體異常可以檢出5～10 Mb以上的片段異常；但受到檢測者經驗、中期染色體的質量以及異常片段本身的結構限制。本研究中患兒4q13.1-13.3缺失片段大小為11.6 Mb，未能在檢測時被發現，其原因是患者本身有染色體的易位，一開始想到的是易位的染色體打斷基因從而導致患者的表型異常；另外4號染色體長達190Mb，因而當4q13這條深帶變窄時，也容易被忽視。微陣列分析技術可以分析全基因組以及亞顯微結構異常，且目前這項技術可以解釋將近30%的智力低下病因[4]。2010年美國醫學遺傳學協會推薦對于智力低下和生長發育遲緩的患者，染色體芯片應該作為一線檢測手段[5]，筆者的研究也證實該點，本研究進一步強調這類患者應用染色體芯片檢測的重要性。

4號染色體長臂缺失報道較少，發生率約為1/ 10萬[6]，且其缺失常見于q33至染色體末端，而4q13.1-13.2區域的缺失報道更為罕見。在已報道的4號染色體長臂中間缺失病例中，斷點易發生于4q13.1，4q13.2和4q13.3[2-3]，但是據筆者所知，目前尚無4q13.1-4q13.3缺失報道。雖然所報道病例缺失區域有一定差異，但臨床表現有一定共性，Decipher數據庫中該綜合征臨床表型包括智力低下、顏面部畸形、鼻梁低平、低位耳、胃食管反流等。有學者研究4號染色體長臂中的部分基因與疾病的關系，取得了很大進展。EPHA5受體在個體發育中發揮重要作用，COOPER等[7]表明，EphA5與其配體相互作用后通過阻止促進紋狀體中腦多巴胺神經元釋放調節多巴胺能系統軸突間相互作用，GERLAI等[8]實驗表明，EPHA5活化后成年小鼠海馬中的微管蛋白表達水平下調，該結構說明EphA5與其配體在中樞神經系統軸突和樹突的形成中發揮重要作用。

本文中患者除了4q缺失綜合征常見特征外，還具有不完全性生長激素缺乏和第二性征發育延遲的特點。筆者搜索患者4q13.1-13.3微缺失區域的49個在線人類孟德爾遺傳數據庫基因，發現以下基因與本文患者表型具有相關性。促性腺激素釋放激素受體基因編碼1型促性腺激素釋放激素的受體，高表達于促性腺細胞、淋巴細胞、胸腺、卵巢和前列腺[9]。此基因突變可導致部分或全部促性腺激素釋放激素功能喪失，從而導致低促性腺素性功能減退癥（MIM# 146110）或無睪癥（MIM#228300）發生。MUC7編碼唾液腺黏蛋白，其主要表達于支氣管和唾液腺，其主要通過促進口腔細菌清除發揮免疫屏障作用，另外其也有輔助咀嚼、發音和吞咽功能[10]。剩下的泛素活化酶6、突觸結合蛋白14以及UGT2B基因家族（UGT2B17，UGT2B15，UGT2B10，UGT2B7，UGT2B11，UGT2B28和UGT2B4）皆在雄激素分解代謝中發揮作用[3]。

本文筆者報道1例4q13.1-13.3雜合缺失合并4p14和15q26.1染色體平衡易位伴智力低下病例，雖然筆者不能完全排除染色體斷裂處基因打斷對患兒表型影響，但是患者在4q13.1-4q13.3區域存在11.6 Mb的微缺失，而父母均不存在該缺失，該區域有多達49個在線人類孟德爾遺傳數據庫基因，并且多個基因與患者的表型明顯相關，因而患者4q13.1-4q13.3微缺失所致的單倍劑量不足更可能是患兒表型原因，但由于報道的病例較少，對該綜合征關鍵區域的進一步明確及來源與表型的關系需要更多病例的積累和分析。SNP-array技術可以高分辨檢測亞顯微水平的染色體畸變，因此對于染色體微缺失/微重復檢測有著較大的優越性，已成為不明原因智力低下、發育異常檢測的重要手段[11]。并且因為該技術精確定位染色體斷裂點，從而有利于基因型與表型關系的研究。

[1]CHEN C P,LIN S P,SU Y N,et al.A 24.2-Mb deletion of 4q12-＞q21.21 characterized by array CGH in a 131/2-year-old girl with short stature,mental retardation,developmental delay, hyperopia,exotropia,enamel defects,delayed tooth eruption and delayed puberty[J].Genet Couns,2011,22(3):255-261.

[2]LIPSKA B S,BRZESKWINIEWICZ M,WIERZBA J,et al.8.6 Mb interstitial deletion of chromosome 4q13.3q21.23 in a boy with cognitive impairment,short stature,hearing loss,skeletal abnormalities and facial dysmorphism[J].Genet Couns,2011,22(4):353-363.

[3]QUINTELA I,BARROS F,FERNANDEZ-PRIETO M,et al.Interstitial microdeletions including the chromosome band 4q13.2 and the UBA6 gene as possible causes of intellectual disability and behavior disorder[J].Am J Med Genet A,2015,167A(12): 3113-3120.

[4]MICLEA D,PECA L,CUZMICI Z,et al.Genetic testing in patients with global developmental delay/intellectual disabilities.A review[J].Clujul Med,2015,88(3):288-292.

[5]MANNING M,HUDGINS L.Array-based technology and recommendations for utilization in medical genetics practice for detection of chromosomal abnormalities[J].Genet Med,2010,12(11): 742-745.

[6]STREHLE E M,YU L,ROSENFELD J A,et al.Genotype-phenotype analysis of 4q deletion syndrome:proposal of a critical region[J].Am J Med Genet A,2012,158A(9):2139-2151.

[7]COOPER M A,KOBAYASHI K,ZHOU R.Ephrin-A5 regulates the formation of the ascending midbrain dopaminergic pathways[J]. Dev Neurobiol,2009,69(1):36-46.

[8]GERLAI R,SHINSKY N,SHIH A,et al.Regulation of learning by EphA receptors:a protein targeting study[J].J Neurosci,1999, 19(21):9538-9549.

[9]FINCH A R,SEDGLEY K R,CAUNT C J,et al.Plasma membrane expression of GnRH receptors:regulation by antagonists in breast,prostate,and gonadotrope cell lines[J].J Endocrinol,2008, 196(2):353-367.

[10]KIRKBRIDE H J,BOLSCHER J G,NAZMI K,et al.Genetic polymorphism of MUC7:allele frequencies and association with asthma[J].Eur J Hum Genet,2001,9(5):347-354.

[11]周靜,胡平,劉安,等.微陣列比較基因組雜交技術檢測4號染色體長臂部分缺失伴發育遲緩患兒一例[J].中華醫學遺傳學雜志, 2014,31(1):52-55.

（申海菊 編輯）

R749.94

B

10.3969/j.issn.1005-8982.2016.23.030

1005-8982（2016）23-0140-03

2016-09-29

衛生部公益性行業科研專項項目（No：1013-72）

王華，E-mail：wanghua213@aliyun.com

G顯帶核型分析檢測提示患兒核型為46，XY，t（4∶15）（p14；q26.1），高密度SNP-array芯片檢測顯示患兒在4q13.1-13.3存在11.6 Mb的微缺失；父母親外周血核型分析未見異常。結論經過SNP-array結合G顯帶和FISH技術有助于發現染色體微缺失以及進一步分析該綜合征表型-基因型關系，為家系再次生育時進行產前診斷提供了可靠的遺傳學證據。