二代基因測序在精神發(fā)育遲滯患兒中的應(yīng)用價(jià)值

馮文科 劉自強(qiáng) 賴蘭娣

【摘要】 目的 分析基于二代基因測序技術(shù)的精神發(fā)育遲滯兒童相關(guān)基因的突變及位點(diǎn)分布， 探討基因突變與精神發(fā)育遲滯兒童的關(guān)系及其臨床應(yīng)用價(jià)值。方法 選取精神發(fā)育遲滯患兒50例為研究對象， 均給予SNP-aCGH全染色體掃描， 結(jié)合臨床表型對異常拷貝數(shù)進(jìn)行分析， 找到致病區(qū)域及致病候選基因。將陽性病例（拷貝數(shù)異常）與陰性病例的一般臨床表型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)比較。結(jié)果 50例患兒中， SNP-aCGH陽性5例、SNP-aCGH陰性45例。SNP-aCGH陽性患兒的生長遲緩、內(nèi)臟畸形、低出生體質(zhì)量兒的比例分別為80.0%、40.0%、40.0%， 均高于SNP-aCGH陰性患兒的33.3%、8.9%、8.9%， 差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）;SNP-aCGH陽性及陰性患兒的性別、年齡、全量表智商（FIQ）評分、特殊面容、驚厥史、家族史比例比較， 差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。50例患兒中， 攜帶致病或可疑致病的拷貝數(shù)變異（CNVs）陽性患兒5例， 檢出率為10.0%， 其中4例（8.0%）攜帶亞端粒區(qū)CNVs， 1例（2.0%）攜帶非亞端粒異常CNVs。結(jié)論 除不同程度的智力低下外， 本組陽性病例幾乎全部伴有生長遲緩， 部分病例伴有內(nèi)臟畸形、低出生體重兒。亞端粒區(qū)域與精神發(fā)育遲滯密切相關(guān)， 但非亞端粒區(qū)域的突變可能導(dǎo)致疾病， 需要進(jìn)一步研究。

【關(guān)鍵詞】 精神發(fā)育遲緩;表型分析;二代基因測序

DOI：10.14163/j.cnki.11-5547/r.2020.22.093

我國是一個出生缺陷較多的人口大國， 也是世界上出生缺陷發(fā)生率較高的國家之一。隨著環(huán)境污染和食品安全的加劇， 出生缺陷的發(fā)生率呈上升趨勢。其中， 腦發(fā)育遲滯占出生缺陷的2%～3%， 不僅影響患兒的生活質(zhì)量， 而且給家庭和社會帶來沉重的負(fù)擔(dān)。智力低下的病因復(fù)雜。據(jù)報(bào)道智力低下的病因未知。智力低下的病因尚不清楚， 這將影響進(jìn)一步的干預(yù)。熒光原位雜交（FISH）非常耗時(shí)， 一次只能檢測1個或多個已知的異常位點(diǎn)。多重連接探針擴(kuò)增技術(shù)（MLPA）在單個反應(yīng)系統(tǒng)中只能檢測到50～100個基因位點(diǎn)， 其和FISH都不能在單個實(shí)驗(yàn)中檢測到整個染色體。Illumina 二代測序平臺可作為分析智力低下多基因突變的檢測手段， 突變頻率較高， 對臨床遺傳分子診斷具有一定的指導(dǎo)意義。

1 資料與方法

1. 1 一般資料 收集2018年6月1日～2019年10月1日本院精神發(fā)育遲滯患兒50例為研究對象。納入標(biāo)準(zhǔn)：①格賽爾發(fā)展量表（Gesell）評分（0～6歲）或韋氏量表（Wechsler scale）評分（> 6歲）均<70分;②排除圍生期窒息、感染、創(chuàng)傷、藥物中毒等外部因素;③核型分析未見明顯異常;④基因代謝串聯(lián)質(zhì)譜分析未發(fā)現(xiàn)異常;⑤排除脆性X綜合征、脊髓性肌萎縮、假脂肪性肌營養(yǎng)不良、常見基因印跡病。特點(diǎn)：小頭畸形、眼距寬、耳位低、耳撲動、鼻梁塌陷、鼻梁球根、短中或長中、下頜小、高弓、腭裂、突掌、指/趾短、指/趾端缺失、指/趾甲缺失或外形異常等;內(nèi)臟畸形：中樞神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、氣管、支氣管、肺、排尿系統(tǒng)等器官有單發(fā)或多發(fā)畸形（1例以上為內(nèi)臟畸形）;生長遲緩（物理缺陷或生理缺陷）：根據(jù)頭圍、身高、體重和健康的孩子在中國相同的年齡和性別， 偏差方法用于比較增長指數(shù)≤平均值標(biāo)準(zhǔn)差異被視為缺陷。

1. 2 智力評價(jià) ①年齡≤6歲患兒采用北京格塞爾量表（Beijing-gesell scale）， 由北京婦幼保健院統(tǒng)一印制， 適用年齡28 d～72個月。輕度智力殘疾：55分≤發(fā)育商（DQ）≤75分;中度智力殘疾：40分≤DQ≤54分;重度智力殘疾：25分≤DQ≤39分;極重度力殘疾：DQ <25分。②Wechsler scale評價(jià)年齡>6歲兒童智力水平（中國韋氏兒童智力量表修訂手冊）。輕度智力遲鈍：55分≤FIQ≤69分;中度智力遲鈍：40分≤FIQ≤54分;重度智力遲鈍：25分≤FIQ≤39分[1]。

1. 3 檢測方法 本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)， 兒童監(jiān)護(hù)人簽字。采集外周血6 ml， 離心柱法提取DNA， SNP-aCGH （Agilent180K或Affymetrix Cytoscan750K）檢測全基因組。主要步驟：①DNA酶切;②DNA熒光染色純化、定量標(biāo)記產(chǎn)品;③比較基因組雜交;④芯片掃描;⑤數(shù)據(jù)提取與分析。對陽性結(jié)果或疑似陽性結(jié)果兒童的父母進(jìn)行FICH檢測， 以確定新的突變或父母染色體異常[2]。

1. 4 拷貝數(shù)異常分析 參考在線人類孟德爾遺傳疾病數(shù)據(jù)庫（OMIM， www.ncbi.nlm.nih.gov/omim）， 或與人類表型數(shù)據(jù)庫（https：//decipher.sanger.ac.uk）和PubMed數(shù)據(jù)庫文獻(xiàn)進(jìn)行比較。在分析異?？截悢?shù)的致病性、可疑致病性和多態(tài)性時(shí)， 參考標(biāo)準(zhǔn)為：①拷貝異常數(shù)失蹤;②異?？截悢?shù)的斷點(diǎn)位于已知致病基因的內(nèi)部， 符合表型的基因突變;③新增異常段> 3 Mb;④新的微刪除或微復(fù)制具有致病性或可疑性;⑤無論> 1 Mb是否遺傳或來源不明， 均可認(rèn)為其具有致病性;⑥如果對健康人群中異常拷貝數(shù)有≥3項(xiàng)的研究， 則認(rèn)為是多態(tài)性改變。攜帶致病因子或疑似致病因子的拷貝異常者為陽性。無拷貝數(shù)異?；蚨鄳B(tài)病變者為陰性[3]。

1. 5 觀察指標(biāo) 比較SNP-aCGH陽性及陰性患兒的臨床特點(diǎn)， 統(tǒng)計(jì)50例患兒的CNVs陽性檢出情況， 并分析CNVs陽性患兒CNVs具體區(qū)域、起始部位、類型和來源。

1. 6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（ x-±s）表示， 采用t檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料以率（%）表示， 采用χ2檢驗(yàn)。P<0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2. 1 SNP-aCGH陽性及陰性患兒的臨床特點(diǎn)比較50例患兒中， SNP-aCGH陽性5例、SNP-aCGH陰性45例。SNP-aCGH陽性患兒的生長遲緩、內(nèi)臟畸形、低出生體質(zhì)量兒的比例分別為80.0%、40.0%、40.0%， 均高于SNP-aCGH陰性患兒的33.3%、8.9%、8.9%， 差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）;SNP-aCGH陽性及陰性患兒的性別、年齡、FIQ評分、特殊面容、驚厥史、家族史比例比較， 差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。見表1。

2. 2 CNVs分析 50例患兒中， 攜帶致病或可疑致病的CNVs陽性患兒5例， 檢出率為10.0%， 其中4例（8.0%）攜帶亞端粒區(qū)CNVs， 1例（2.0%）攜帶非亞端粒異常CNVs。CNVs具體區(qū)域、起始部位、類型和來源見表2。

3 討論

除了損傷、藥物、感染等環(huán)境因素外， 精神發(fā)育遲滯多由遺傳因素引起。遺傳性精神發(fā)育遲滯具有高度異質(zhì)性， 根據(jù)其發(fā)病機(jī)制可分為染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)異常[4， 5]。不同染色體不同區(qū)域的異?？截惣跋嚓P(guān)表型具有不同特征[6-9]。本研究發(fā)現(xiàn)， 50例患兒中， SNP-aCGH陽性5例、SNP-aCGH陰性45例。SNP-aCGH陽性患兒的生長遲緩、內(nèi)臟畸形、低出生體質(zhì)量兒的比例分別為80.0%、40.0%、40.0%， 均高于SNP-aCGH陰性患兒的33.3%、8.9%、8.9%， 差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P<0.05）;SNP-aCGH陽性及陰性患兒的性別、年齡、FIQ評分、特殊面容、驚厥史、家族史比例比較， 差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。50例患兒中， 攜帶致病或可疑致病的CNVs陽性患兒5例， 檢出率為10.0%， 其中4例（8.0%）攜帶亞端粒區(qū)CNVs， 1例（2.0%）攜帶非亞端粒異常CNVs。9p、3P、2p、15q、12p、22q、16p、17p等特異性區(qū)域?qū)NVs的發(fā)病機(jī)制具有特異性， 并將范圍縮小至智力低下的發(fā)病基礎(chǔ)。

綜上所述， 采用SNP-aCGH作為精神發(fā)育遲滯大規(guī)模臨床篩選的一線工具， 效率高， 分辨率高。SNP-aCGH不僅可以有效地縮小精神發(fā)育遲滯在染色體上致病基因的范圍， 還可以為表型與基因型及發(fā)病機(jī)制的相關(guān)性研究提供良好的技術(shù)平臺， 這是傳統(tǒng)技術(shù)所不具備的優(yōu)勢。然而， 該技術(shù)無法檢測到平衡反轉(zhuǎn)、平衡移位、點(diǎn)突變、鑲嵌異常， 待相關(guān)學(xué)者進(jìn)行更加深入的研究。

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[收稿日期：2020-01-16]