当前位置:首页 > 病症文库 > 儿科著作 > 儿童原因不明运动障碍 疑难病症44例的基因检测结果解读
儿童原因不明运动障碍 疑难病症44例的基因检测结果解读

小儿病症以常见病居多,以感染性疾病占首位。小儿疾病谱近年来有所变化,少见疾病、罕见病(发生率<1‰)及各种遗传病在儿童期大多已发病,临床时有发现,但一般诊断、治疗困难。人群中平均每人携带10个致病基因,遗传病发生率25/1000,大多终生性。每100人中有24人/种是遗传病(单基因遗传病4人, 多基因遗传病19人, 染色体遗传病1人)。近年来由于CT、MRI、B超等影像学检查的普及,各种先进实验室检查长足的进步,儿科亚专业的发展,儿科医生认识水平的提高,从而使各种少见疾病、罕见病及遗传病的确诊病例越来越多,而且越来愈早。但有关遗传学检查往往滞后,疑难病症未能精确查出致病基因,以致不能对因治疗。遗传病是遗传物质结构或表达异常所致的疾病。中科院院士杨焕明:人类所有的疾病都直接、间接与基因有关。因此要争取破译一个基因,找出一个病因;修复一个基因,根治一种遗传病。

临床凡有原因不明的儿童生长发育迟缓、体态面容异常、肌力肌张力障碍、智力障碍、脑瘫、癫痫以及身体结构异常或先天性畸形等的病儿,均应考虑是否基因异常。而只做常规的G-染色体核型显带检查是不够的,仅能对常见染色体病患者进行临床确诊,如21-三体综合征(唐氏综合征,+21),爱德华(Edward )综合征(+18),帕陶(Patau)综合征(+13)。常规G-染色体检查阴性结果,不能排除遗传病,而应做高分辨显带分析以及进一步新一代基因检查,以便最后确诊病因。(1,2,3)

2015年—2017年我院儿科已做原因不明疑难病症外周血基因检测。感谢第三方北京德易东方转化医学研究中心用Illumina公司具有高灵敏、高准确性,高通量和低成本的新一代检测仪代做基因检测,结果检出许多过去长期原因不明的少见病、罕见病,实现了最后的精准诊断。现将运动障碍44例基因检测结果结合临床解读如下:

一.运动发育落后、肌力、肌张力障碍

1.脑性瘫痪(脑瘫,CP):是一组持续存在的中枢性运动和姿势发育障碍、活动受限症候群,这种症候群是由于发育中的胎儿或婴幼儿脑部非进行性损伤所致。一例3岁痉挛型脑瘫女童,基因检测发现Chr19 WDR2 杂合缺失,诊断为脑皮质发育不全所致脑瘫。一例4岁女童痉挛型脑瘫,基因检测为Chr  DR 62杂合缺失。一例4岁男童痉挛型脑瘫, 基因检测为Chr 22 DEPDC5杂合缺失。痉挛型脑瘫占脑瘫的90%,常合并智力障碍,癫痫。脑MRI异常包括皮层发育异常,基底节损伤和脑室周围白质软化(PVL)。早产、低体重、窒息病儿中,远期脑瘫,神经发育障碍的发生率较高。高危因素有宫内长期慢性缺氧, TORCHES感染,出生时窒息后新生儿脑病占10%~25%。围生期缺氧缺血需分清窒息与发病的因果关系,不可因果倒置。脑瘫半数原因不明,基因突变和拷贝数变异被认为在脑瘫的病因中起到了重要的作用。全基因外显子组测序研究显示,14%的患者存在可能导致疾病的基因变异。缺氧可能是氧诱导因子HIF-1少突胶质细胞系基因- Olig -1,2,3)缺陷所致,难产可能系结果,而非原因。

2.8例男童,5例女童,均生后2个月起,肌肉软弱无力,肌张力低下,腱反射消失,有进行性严重吸气性胸凹陷。诊断为婴儿型脊髓性肌萎缩(SMA, Werdnig- Hoffmann syndrome, WHS), 是由脊髓前角运动细胞发育不良所致,基因检测10例证实为外显子 7,8 纯合子缺失(5q11.2-13.3; 7,8),3例为Chr 5 SMN1基因纯合子缺失,一代测序正常C变为T。SMA属致死性AR遗传病。本组有3家连续2胎,2家连续3胎均患本病,均3岁前呼吸功能障碍死亡。 一例尸检发现脊髓前角运动细胞严重缺乏。因此要产前基因检测认可后,才能生第二胎,不允许盲目生第二胎。另 一例12岁男童,基因检测发现Chr1, YARS; Chr12 PRPH杂合子缺失, SOD1 ANG,TARDBP基因异常,预测将来为肌萎缩侧索硬化(ALS,渐冻症). 新药可用依拉达奉(Edaravone)。(9,10)

3.15例男童,大多2岁时半数还不能走路,肌无力;4岁时有典型鸭步,肌萎缩,腓肠肌假性肌肥大,5岁后起床时有特殊的俯卧—臂支—撑膝—伸直—起立—腰椎前凸—脚基宽姿势(称Gower征)。血清肌酸磷酸激酶(CPK,CPK2,3)增加5倍~10倍,确诊为进行性肌营养不良症(DMD,假肥大型),属致死性性连锁隐性(XR)遗传。因抗肌营养不良蛋白(dystrophin)基因突变所致,基因检测证实11例为45~55外显子缺失(一例为44-45外显子缺失)。12例为45~50外显子缺失,一例为14-17外显子缺失, 一例为16-22外显子杂合缺失,2例为重复。一例23岁死亡,常20岁前心肺功能障碍死亡。病儿常用泼尼松治疗。基因治疗新药可用依特利生(Biostrophin)。(9,10,11)

4. 一例2岁女童,步态行走困难,血CPK增高;基因检测Chr 6.SYNE1,Col6A1基因突变,诊断为先天性肌营养不良(CMD, Emery- Dreituss-Ullrich肌病), 一代测序证实基因为随父遗传。另一例4岁男童,有肌力肌张力障碍,步态异常,基因检测 Chr 2 COL6A3 杂合缺失,诊断为先天性肌营养不良(CMD, Ullrich-Bethen肌病)。(9)

5. 一例 2岁女童,有肌力肌张力障碍及癫痫,血CPK增高,基因检测证实16-22外显子缺乏,Chr 5 SLC22A5,Chr 7 FLNC 杂合缺失,诊断为AR遗传性肉碱缺乏症。用左旋肉碱治疗后好转。(6)

6. 一例 7岁男童,有小头畸形,智力障碍及肌力肌张力障碍,基因检测Chr X OPHNI 纯合缺失,诊断为X连锁小脑发育不全。另一例5岁男童,有肌力肌张力障碍,步态异常,基因检测Chr XUPHN1半合缺失,诊断为小脑发育不全; Chr 16 ANKRD11杂合缺失,诊断为KBD 综合征。

7. 一例 2岁女童,有肌力肌张力障碍,智力障碍及癫痫,脑MRI神经元移行障碍,尿中检出大量乳酸;基因检测Chr 1 MMACHC纯合缺失。诊断为甲基丙二酸尿症,半胱氨酸血症(AR遗传)伴神经元移行障碍。

8. 3男童分别5岁,7岁,10岁, 一例 2岁女童,表现为双下肢肌张力增高,呈剪刀步态及弓形足,肌腱反射活跃亢进,病理反射阳性。诊断为遗传性痉挛性截瘫(HSP)。呈AD遗传,基因检测分别为Chr 1:K1F1B,C15:Chr 11 SPDBN2,Chr 15 N1PA1;Chr19 RTN2杂合突变。一代测序证实2例来源于母亲,1例例来源于父亲。

9.2例男童主要的临床表现是站立不稳,身体前倾或左右摇晃,痉挛性步态,共济失调、弓形足及脊柱侧弯等。脑MRI小脑萎缩, EMG神经病损。诊断为遗传性脊髓小脑共济失调症(9q13~21.1);属AR遗传病。基因检测出Chr 11, SPTBN2及Chr X DLG3.3外显子杂合缺失。.

10. 一例9岁女童和5岁弟弟,表现为运动缓慢,面具样脸,语言含糊,流涎,咀嚼和吞咽困难;手足震颤、舞蹈样动作,四肢肌力肌张力障碍及肝大等。裂隙灯下观察边缘角膜后弹力层有无棕色或绿褐色色素铜颗粒沉积环(K-F环 ),血清铜蓝蛋白,铜氧化酶降低,脑MRI基底节低信号阴影。基因检测Chr 12.C 29 75C > T(Pro992 Leu外显子突变。诊断为肝豆状核变性(HLD),属常隐(AR)遗传。由于ATP7B-13q14.3缺陷(8,12外显子突变),导致人体内铜代谢障碍。常用高蛋白低铜饮食,青霉胺口服驱铜治疗,辅以大剂量锌制剂以拮抗铜的吸收。另一例女童追踪到25岁时生育一健康男婴。(12)

11. 5例男童,2例女童,分别3岁,5岁,表现为皮肤色素脱失斑,咖啡牛奶斑,面部血管纤维瘤,难治性癫痫(3例表现为癫痫性痉挛)及智力障碍。一例有咯血。脑CT证实脑室周围多发性钙化斑。2例B超扫描发现心脏横纹肌瘤。一例基因检测出Chr 10 TsC2杂合缺失,诊断为结节性硬化(TS)。本病因9q34(TSC1)或16P13.3(TSC2)基因缺陷致错构素或结节素形成不良所致。属AD遗传病。常有难治性癫痫发作, 可选左乙拉西坦,托吡酯;合并癫痫性痉挛时用氨已烯酸。合并癫痫性痉挛时,用ACTH,甲基泼尼松龙。新药用T细胞抑制剂雷帕霉素(Rapamycin)。(13)

二、讨论:

(一) 人体共有46个染色体, 22对常染色体,一对性染色体,男性为XY,女性为XX。一套来自于父亲,一套来自于母亲。一对为染色体目前已能高分辨显带分出>2000带、亚带。每一对染色体都可发生数目、结构畸变,形成染色体病或染色体综合征。染色体数目畸变形成染色体组成倍增减,如三倍体等。染色体畸变可显著影响临床表型,并且常常与罕见的遗传综合征有关。染色体结构畸变主要是染色体长臂或短臂某段发生断裂,继而引起缺失(del),倒位(inv),重复(dup),异位( t ),插入(Ins),末端重排或重接等。如有两种染色体核型(karyotype),则称嵌合体(Sac)。染色体结构异常是指跨越1000多个碱基对的一类DNA序列改变。染色体是基因的载体,基因即位于染色体带,亚带上。DNA为两碱基对与脱氧核糖,一个PO4分子组成的双螺旋结构,双股DNA之间碱基互补配对,因此遗传信息储存在三联体碱基顺序里,即遗传密码,DNA特定碱基顺序片段即基因。DNA含有4种碱基,即两种嘌呤(A和G)和两种嘧啶(C和T),以及脱氧核糖和磷酸根。碱基:嘌呤(purine,P):腺嘌呤(Adenine,A):鸟嘌呤(guanine,G):嘧啶(midine,M):胞嘧啶(cytosine,C),胸嘧啶(Thymine,T),尿嘧啶(Uracil,U)。

DNA为A—T、G—C  4种核苷酸多聚体与一个PO4

RNA为A—U、G—C  4种核苷酸多聚体与一个PO4

A、 T、 C、 G四种碱基组成600亿的组合,这就是DNA。一个碱基、一个糖分子和一个磷酸根组成一个遗传结构单位核苷酸。

如基因结构发生了碱基顺序变化称为基因突变。如某一碱基对发生了丢失(loss)、置换(exc,)、重复(dup)、插入(ins)、颠倒(inv),或甲基化(methylized,CH3)。突变的后果之一为错义突变,即氨基酸突变。基因突变大多为基因诱变剂(如理、化、病毒、生物因素等)诱变所致。多数为父母家系遗传,少数无明显家族史,而是自发新生突变( de novo mutation)。突变率大多1/100 000~3/100 000。基因突变后即新发遗传病,突变后的基因是可以遗传的。

目前基因组学已确定人类有25000个基因,组成人类基因组图,各个基因在染色体上有一定的同位基因位点(locus)。目前人类已确定有>18000种是遗传病,许多致病基因已被定位。基因分致病基因,易感基因两大类。大部分可遗传的表型变异是由DNA序列改变导致的。遗传病中80%有神经系统表现,70%有癫癎发作。罕见病中80%是由于致病基因缺陷所致。

(二)遗传病的诊断:包括病史、体检,家族史及系谱分析(遗传病未必都有家族史);实验室检查包括细胞培养染色体核型分析以及血尿生化检测。外周血液相串联质谱( LC-MS/MS),尿MILS-GC/MS尿筛查遗传代谢病,早期明确遗传代谢病的病因诊断。因遗传代谢病大多为基因缺陷所致。基因检测的目的是诊断或确诊遗传病。

基因检测:是从外周血液中提取DNA,然后采取基因芯片等高效的分子生物学分析手段,来检测一个人的DNA中碱基排列序列的技术。基因分型是通过血液对DNA进行检测的技术,是利用基因探针探测特异性DNA序列,即用已知致病DNA片断与待检DNA,按碱基配对原理,去进行杂交,形成双链DNA而对遗传病作出诊断,或检出杂合子,有利产前诊断和优生。

一代基因测序是用于分析患者的DNA以寻找导致机体、神经发育障碍的单基因突变。美国国立生物技术信息中心NCBI序列的第一代测序,还可 验证第二代测序的结果,弄清突变基因是否来源于父源系或母源系,抑或为新生基因突变。一代测序是对无症状患者进行遗传病风险评估,而且可以利用羊水或绒毛膜细胞进行产前诊断,对遗传病的早期干预起重要作用。 二代基因测序为大规模并行测序,能够实现同步检测多个基因。

二代基因测序包括①人类全基因组测序(WGS)::是利用高通量测序平台对人类不同个体或群体进行全基因组测序, 并在个体或群体水平上进行生物信息分析。可全面挖掘DNA水平的遗传变异,为筛选疾病的致病基因,易感基因, 研究发病及遗传机制。二代基因测序更简单、方便、更快速、便宜。②人类全外显子组测序分析 (WES)(突变+染色体微缺失分析,大包)是利用探针杂交富集外显子区域的DNA序列,通过高通量测序,发现与蛋白质功能变异相关遗传突变的技术手段。相比于全基因组测序,外显子组测序更加经济、高效;可检出已知四千多种单基因遗传病突变(中包)。

通常情况下基因检测有三种结果:确定致病的突变、未检出突变或检出意义不明确的变异。基因检测结果的解释:

①阳性结果:说明发现了疾病基因相关突变或预期遗传病相关突变。

②阴性结果:说明未发现致病性基因变异,但不能排除单基因遗传的可能性。

③不确定结果:表示发现的基因变异的功能意义不确定。

对于受累个体,发现致病突变可确定遗传病诊断。一旦识别了突变基因,其他家族成员通常仅需要针对特定基因进行检测,其准确度接近100%。基因异常的结果并不总是致病性的变异,正常的结果因遗传多态现象(是指在一个群体中,同时和经常存在的两种或两种以上的变异型或基因型),也不能完全排除单基因型遗传的可能性。常染色体显性遗传伴不全外显也不能完全排除单基因型遗传的可能性。有时基因正常,而功能异常,称表观遗传(epigenetics)。因此作为预测基因病风险,基因检测也有一定局限性。WGS或WES后可告知被检测者.>100种遗传病的基因检测结果,这些遗传病通过早期干预能减轻症状或预防严重后果。随着二代基因测序敏感性、特异性不断增加,遗传病精确诊断率得以提高,致使新的遗传病不断被发现。通过识别高遗传风险,用来制定个体化治疗及干预措施(即精确医疗),并鼓励改变生活方式,最终防止疾病的发生。新近的发现使人们对很多常见病病因的了解大大增加,在这些常见疾病中,疾病风险往往是遗传和环境非遗传因素共同决定的。个体化医学是一种根据对病人的基因进行分析而量身定制的诊断和治疗方法。医生根据病人的遗传背景来选择最合适、最具有针对性的治疗方式、药物和剂量。精准医疗的发展可以从根本上精准地优化诊疗效果,最终实现个性化精准医疗,从而对不同基因型的患者,提供个体化诊断及精准药物治疗。临床上将遗传学研究成果,成功转化为改善遗传病患儿健康及生命质量,因而确定合适的病儿进行遗传基因检测十分关键。总之,遗传病要早期发现、早期诊断、早期干预、早期治疗!早期诊断是早期治疗的基础!遗传病具有保守性、终生性的特点,目前临床仅限于对症治疗,还不能病因治疗。遗传病的最终治疗方向应是基因治疗,即设法将正常的结构基因、功能基因导入病人靶细胞内,纠正基因缺陷,使遗传病彻底治愈,不过还有很多难题亟待解决。(16,21)

(三)遗传咨询: 当一对夫妇已生育的一胎诊断为遗传病,先天性脑发育异常、脑损伤、难治性癫痫,脑瘫,智力障碍以后,家长常常会问这是为什么?是什么原因引起的?是先天的还是后天的?能否治疗?治疗前途如何?有无后遗症?国家允许他们再生一胎吗?下一胎是否会再生一个同样的病儿?可不可能作出预测?预测的可靠性是多少?风险程度大吗? 遗传病可否预防?如何预防?可否产前诊断?何时当作羊水检查、B超检查?什么情况要作人工流产或剖腹取胚?新生儿出生后能否看出有遗传病,脑损伤?如何避免先天和后天遗传病,脑损伤? 等等。 医生应作遗传学的回答:这个过程就是遗传咨询的过程和有关内容。医生应根据患者病史、体检、实验室检查,进行综合分析,对这些问题作科学的回答;力求确定有无遗传病及原因,然后再与家长恳谈。告知家长遗传病的遗传方式有5个:1:单基因遗传病的遗传方式:①常染色体显性(AD)遗传,双亲中至少一人是杂合子患者,其子女患同病的机率是1/2,余1/2正常。②常染色体隐性(AR)遗传,携带杂合子不发病,纯合子才发病。子女患病率1/4,1/4正常,另1/2携带。③性连锁显性( XD)遗传,女性患者多于男性患者,但女性患者症状轻。男性患者症状重。男性杂合子即可发病。④性连锁隐性(XR)遗传,母为隐性基因携带者,所生儿子1/2患病,1/2正常。2. 多基因遗传病的遗传方式,先天基因与环境因素相互作用导致发病。

对于遗传病,先天性疾患所致脑发育障碍、脑损伤等,首先应注意有无合并多发性畸形,是否染色体异常。人体23对染色体不论长臂、短臂都可能出现畸变,染色体核型分析可加以证实和鉴别。染色体病有随父母年龄增加而明显增多的倾向,故一般35岁后不宜再生育。对单基因遗传病者,应从最早确定的那位先症者起,作系谱分析,搞清系常染色体显性遗传、隐性遗传,抑或性连锁遗传,从而推算出下一胎发生同病的机率有多大,父母无遗传病并不能排除遗传病。

综上所述,临床凡有儿童原因不明疑难病症,尤其运动发育落后、先天性多种畸形、脑损伤,均应该做一、二代基因测序,并精准解读结果, 以帮助确定对特定疾病具有遗传风险的患者,达到诊断或预测的目的。人生百年生老病死,均取决于基因。未来新生儿出生时,即留脐血送检基因检测,即可预知将来是否会患某一种或多种遗传病,做到早期诊断,但早期治疗还很困难,用干细胞、神经干细胞移植促进神经元再生治疗也是难题之一。

参考文献

1.杜传书 医学遗传学 第3版,北京:人民卫生出版社,2014:209-25。

2. 廖清奎 儿科症状鉴别诊断学 第3版,北京:人民卫生出版社,2017:359-454。

3. 肖侠明 小儿神经疾病诊断与治疗, 北京:人民卫生出版社,2008:1-532。

4. WWW. UpToDate. Geoffrey Miller (翻译:王俊辉). 脑性瘫痪的流行病学、病因学和预防. 2017.11

5. WWW. UpToDate. Basil T Darras(翻译:梁芙蓉).肌营养不良. 2017.11.

6.Lim KR, Maruyama R, Yokota T. Eteplirsen in the treatment of Duchenne muscular dystrophy. Drug Des Devel Ther. 2017 2;11:533-545.

7. WWW.UpToDate. Michael L Schilsky((翻译:迟雁),肝豆状核变性. 2017.10. 

8.WWW. UpToDate. James Owens, John B Bodensteiner,(翻译:陈阳美). 结节性硬化病(tuberous sclerosis complex, TSC).2017.11.

9. Syed YY.Eteplirsen: First Global Approval. Drugs. 2016;76(17):1699-1704.

10. 遗传病精准诊断攻略 北京德易东方转化医学研究中心 2016年。

11. LePichon JB, Saunders CJ, Soden SE. The Future of Next-eneration Sequencing in Neurology. JAMA Neurol.  2015 ; 72(6):620.

12. WWW.Benjamin A Raby。Genetic and genomic information 2017,10. 

13. WWW.Benjamin A Raby(翻译:朱军)人类基因组.2017.11

14. www.  National Institutes of Health(NIH), Gene Reviews™. an online database.  

儿科著作 | 03-11 | 1272
请登录