應(yīng)用單核苷酸多態(tài)性微陣列芯片檢測13p染色體部分三體

高健，衛(wèi)海燕，陳永興（鄭州大學(xué)附屬兒童醫(yī)院/河南省（鄭州）兒童醫(yī)院.兒童遺傳代謝性疾病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；.內(nèi)分泌遺傳代謝科，河南 鄭州450003）

13-三體綜合征又稱Patau綜合征，是由于體細(xì)胞基因組額外多出一條13號染色體所引起，活產(chǎn)新生兒中的發(fā)病率為1/10 000［1］，該病在1960年由Patau首先報(bào)道，主要特征為嚴(yán)重智力低下、特殊面容、手足及生殖器畸形，并可伴有嚴(yán)重的致死性畸形，90%患兒在1歲內(nèi)死亡,13號染色體長臂部分三體的存活兒童在臨床上較為罕見［2］。本研究中我們采用單核苷酸多態(tài)性微陣列芯片（single nucleotide polymorphism array，SNP array）技術(shù)對1例不明原因的生長發(fā)育遲緩患兒進(jìn)行了分析，探討了13p部分三體患兒的基因型與表型的對應(yīng)關(guān)系，為明確患兒的診斷和遺傳咨詢提供重要的依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 患兒，女,7月14天，因“生長發(fā)育遲緩”為代主訴來我院就診?；純含F(xiàn)不會坐，不會爬，不會說話，叫名反應(yīng)差，與人目光交流少，患兒系第1胎第1產(chǎn)，足月順產(chǎn)，出生體重2.8kg，母孕期體健。查體：精神好，表情呆，身高66.3cm（正常中下等），體重6.20kg（下等低體重），頭圍小40.5cm（下等過小），BMI 141.1kg/m2（下等消瘦），見（圖1）。低耳位，耳廓畸形，肌張力高，手指腳趾畸形見（圖3～5），心肺及腹部未見異常，父母體健，否認(rèn)遺傳病家族史。血尿遺傳代謝病篩查未見異常。

圖1 患兒身高體重頭圍評價(jià)表

圖3 左手小指多指

1.2 方法 SNP微陣列芯片分析：采集患兒外周血3ml(EDTA抗凝)，采用PerkinElmer Chemagic 360全自動核酸提取儀提取基因組DNA。采用Nanodrop One分光光度計(jì)（美國Thermo Scientific公司）測定DNA濃度、A260/A280值，確保檢測前DNA樣本的合格。采用Affymetrix CytoScan 750K SNP Array微陣列芯片進(jìn)行檢測，按照Protocol標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程操作,使用Affymetrix Chromosome Analysis Suite Soft軟件對芯片檢測結(jié)果進(jìn)行分析。

2 結(jié)果

SNP array 檢測結(jié)果arr［hg19］13q14.11q34(44,446,733～115,107,733)x3，提示13號染色體長臂13q14.11q34區(qū)段重復(fù)約70.7Mb見圖2。

圖2 患兒SNP array結(jié)果為13號染色體長臂13q14.11q34區(qū)段重復(fù)約70.7Mb

圖4 左腳第四趾指甲朝下

圖5 耳位低耳廓畸形

圖6 重復(fù)區(qū)域包含基因

3 討論

單核苷酸多態(tài)性微陣列芯片（single nucleotide polymorphism array，SNP array）可檢測全基因組范圍內(nèi)遺傳物質(zhì)的增加或減少（即染色體微缺失和微重復(fù)），與傳統(tǒng)的核型分析技術(shù)相比具有更高的分辨率，可識別kb級別及以上的染色體細(xì)微異常，已被廣泛用于微缺失微重復(fù)的檢測［3，4］。

本例患兒13號染色體長臂13q14.11q34(44,446,733～115,107,733)區(qū)段重復(fù)約70.7Mb，該重復(fù)區(qū)段包含637個基因，其中包括OMIM中明確的功能基因162個，包含ALG11、CARKD、CARS2、CHAMP1、CLN5、COL4A1、CLOL4A2、EDNRB、ERCC5、GPC6、LIG4、NALCN、PCCA、RNASEH2B、TGDS、ZIC2等。在已報(bào)道的13號染色體微重復(fù)的相關(guān)數(shù)據(jù)庫文獻(xiàn)中，CliVar數(shù)據(jù)庫有多例致病性報(bào)道；DECIPHER數(shù)據(jù)庫有多例智力障礙、身材矮小、低耳位、發(fā)育落后、等病例報(bào)道；PubMed有文獻(xiàn)報(bào)道肌張力障礙、面部畸形、多指、乳腺癌等［5，6］。本例患兒出現(xiàn)的手腳耳廓畸形、發(fā)育遲緩、低耳位，肌張力高等特征符合文獻(xiàn)報(bào)道。

Thurtle等［7］曾報(bào)道了一名20歲患有13號染色體三體的白人女孩，患有結(jié)腸息肉病和結(jié)腸腺癌，室間隔缺損，癲癇發(fā)作，嚴(yán)重的發(fā)育遲緩，無目的的講話，痙攣性四肢癱瘓性腦癱，白內(nèi)障和尿路異常（馬蹄腎）。Krygier等［5］報(bào)道一例染色體13q（13q14→qter）遠(yuǎn)端部分的三體，本文報(bào)道的重復(fù)區(qū)域包含這一區(qū)域。臨床表型有：特殊面容包括濃密的眉毛，長睫毛，長短發(fā)，上唇細(xì)，上弓狀，多齒狀，眼部異常和血管瘤。本病例有上述的部分表型,主要表現(xiàn)為智力低下、語言發(fā)育障礙、生長發(fā)育遲緩,手足畸形，低耳位、耳廓畸形等。13q遠(yuǎn)端部分的三體，即使在同一區(qū)域重復(fù)，患者的表型存在相當(dāng)大的差異。已有文獻(xiàn)報(bào)道［8～12］的臨床癥狀有：全前腦缺損或其他主要的先天性缺陷，智力落后，面部輕度畸形，中樞神經(jīng)系統(tǒng)異常（蛛網(wǎng)膜囊腫），眼部異常（斜視，眼球散光，散光），后軸多指畸形和多發(fā)性血管瘤等。后軸多指型A2的關(guān)鍵區(qū)域最近被劃定為13q31.3q32.1，特別是GPC5和GPC6基因，它們參與肢體形成。由此可見,此患兒手指腳趾畸形符合文獻(xiàn)報(bào)道，與其13號染色體長臂部分的三體有關(guān)。遠(yuǎn)端13q32.1區(qū)域包含GPR180基因，該基因編碼在眼平滑肌細(xì)胞參與血管重塑；位于13q34區(qū)段的COL4A1基因編碼參與血管生成和上皮細(xì)胞分化的IV型膠原的α-1鏈。COL4A1基因的突變與遺傳性血管病有關(guān)，因此在血管瘤形成中具有潛在作用。GPR180以及COL4A1基因可能是13q三體患者中形成血管瘤的候選基因，但是本例患兒沒有血管瘤的癥狀。大多數(shù)13q遠(yuǎn)端重復(fù)的患者都有輕微的神經(jīng)系統(tǒng)異常，腦電圖異常和/或癲癇發(fā)作，位于13q32.3區(qū)段的ZIC2基因，在大腦和脊髓中表達(dá)，可能是編碼在其器官發(fā)生早期重要的轉(zhuǎn)錄因子的潛在候選基因，ZIC2基因的重復(fù)，患兒可表現(xiàn)為發(fā)育遲緩，白質(zhì)或輕度腦部異常。Moscovich等［6］報(bào)道一例13q34染色體的重復(fù)，該女性具有整體發(fā)育遲緩，面部畸形，身材高大，乳腺癌和肌張力障礙。已有動物模型報(bào)道［13］TFDP1基因的過度表達(dá)與乳腺癌等惡性腫瘤的發(fā)生或發(fā)展有因果關(guān)系，也可能與患兒的畸形和肌張力障礙有關(guān)。本例患兒有肌張力高癥狀，與此報(bào)道相符，但目前還沒有乳腺癌的表現(xiàn)。

13號染色體長臂所攜帶的基因很多,患兒病情嚴(yán)重程度的因素尚不清楚，由于年齡還小，很多表型可能還未表現(xiàn)出。由于SNP array能夠檢出染色體亞顯微結(jié)構(gòu)的微重復(fù)或微缺失，提高了致病性染色體變異的檢出率，且能夠?qū)θ旧w變異區(qū)域準(zhǔn)確定位。2010年5月，國際細(xì)胞基因組芯片標(biāo)準(zhǔn)協(xié)作組(The International Standard Cytogenomic Array，ISCA Consortium)推薦將染色體微陣列分析技術(shù)作為不明原因的發(fā)育遲緩、智力低下、多種體征畸形以及自閉癥的首選檢測方法，在國內(nèi)這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用也日益廣泛。本病例經(jīng)SNP array檢測，患兒的13號染色體長臂存在染色體微重復(fù)，未檢測到其他染色體的微重復(fù)或微缺失，因此排除了其它染色體結(jié)構(gòu)異常，并對13號染色體重復(fù)區(qū)域進(jìn)行精確定位，確診了1例生長發(fā)育遲緩患兒的致病原因，單核苷酸多態(tài)性微陣列芯片技術(shù)有助于發(fā)現(xiàn)染色體微重復(fù)，為明確生長發(fā)育遲滯患兒的診斷和遺傳咨詢提供重要的線索。