智力低下的遺傳學分析-華西二院-20151201

1、 一 站 式 遺 傳 疾 病 解 決 方 案蘇 州 珀 金 埃 爾 默 醫(yī) 學 檢 測 所智力低下的遺傳學分析張張華華 2015/12/01珀金埃爾默醫(yī)學檢驗所珀金埃爾默醫(yī)學檢驗所 一 站 式 遺 傳 疾 病 解 決 方 案智力低下是兒童成人殘疾的主要原因聽力殘疾14%智力低下21%肢體殘疾22%精神殘疾6%語言殘疾9%其它殘疾13%視力殘疾15%2009全國學齡兒童殘疾情況其它殘疾13%嚴重出生缺陷常伴有智力低下(Intellectual Disability, ID)，發(fā)育遲緩(Development Delay, DD)，是出生缺陷防治最需要關注的人群，約占總?cè)丝诘?% 一 站 式 遺

2、傳 疾 病 解 決 方 案智力低下遺傳學原因智力低下遺傳學原因 45%5%5%25%25%未知致畸因素接觸圍產(chǎn)期異常單基因病染色體異常遺傳學原因明確原因：唐氏綜合征，脆性X綜合征，Rett Syndrome未知原因：在智力障礙或自閉癥居多，原因因人而異如：Angelman syndrome/ Prader-Willi syndrome、 Smith-Magenis syndrome、Williams syndrome，更多的原因是不明的 一 站 式 遺 傳 疾 病 解 決 方 案智力低下人群的性別分布11.411輕度ID中度/重度ID男性女性X染色體連鎖的智力低下占比較高，目前已知的疾病超過2

3、00種 一 站 式 遺 傳 疾 病 解 決 方 案X-連鎖的智力低下可分為兩種類型：1. Syndromal：病人某些身體或神經(jīng)表型指向某種疾病2. Nonsyndromal：沒有可以輔助疾病診斷的表型或表現(xiàn)，通常只能通過分子診斷方法區(qū)別病因6 6最常見的遺傳性智力低下（占所有X-連鎖智力低下的20%）脆性X綜合征發(fā)病率：男性約為1/4000，女性約1/6000脆性X綜合征患者伴有嚴重的智力低下, 發(fā)育遲緩,語言障礙和行為問題，包括多動癥(70-80%)、自閉癥(25-35%)、注意力不集中、易激惹、或伴有癲癇(20%)等典型男性患者有特殊的外貌，包括長臉，突出的下頜和額頭、大耳(80%)、高

4、腭弓、過度伸展的關節(jié)和扁平足，大部分有明顯的巨睪，部分伴有二尖瓣脫垂及關節(jié)異常脆性脆性X X綜合征綜合征7 7脆性X綜合征-成年男性大額頭長臉突出前額和下巴招風耳關節(jié)松弛青春期后表現(xiàn)巨睪8 8脆性X綜合征-男孩Intellectual disability 智力障礙Developmental delay 發(fā)育遲緩Hypotonia 張力減退Autistic features 自閉癥特征Hyperactivity 多動癥Attention Problems and Impulsivity 注意力不集中、易沖動Anxiety, especially social 焦慮，尤其是社交Seizures

5、20% 20%會發(fā)生癲癇9 9脆性脆性X X綜合征綜合征v約在3歲左右時診斷一些嬰兒期難以察覺的特征隨年齡增長變得突出， 比外貌更重要的是認知和交流能力低下和行為損害v女性癥狀通常輕于男性，表型多變，與X染色體隨機失活相關1010疾病基因和蛋白缺乏脆性X智力低下蛋白1在1991年發(fā)現(xiàn)FMR-1基因 99%由于CGG異常重復導致異常甲基化和大腦中FMR1蛋白缺陷1%由于點突變200 全突變55-200 前突變5-55 正常1111FMR-1 基因位于X染色體在各物種中高度保守17個外顯子，長40kb編碼mRNA長為3.9kb1212脆性脆性X X綜合征的病因綜合征的病因 FMR1基因突變類型(C

6、GG)n男性女性正常 200100%智力低下不到50%智力低下原發(fā)性卵巢功能不全(Fragile X-associated Primary Ovarian Insufficiency, FXPOI)意向震顫/共濟失調(diào)綜合征(Fragile X-associated Tremor/Ataxia Syndrome, FXTAS)1313遺傳診斷：斑點印記雜交Southern BlotIdentify both full-mutation & pre-mutation 可識別全突變和前突變Need more DNA samples 需要更多的DNA樣本Longer turn around t

7、ime 更長的周轉(zhuǎn)時間Labor intensive (not for screening) 耗勞力（不適合篩查）1414傳統(tǒng)PCR的分子診斷技術 很難擴增富含CG的區(qū)域 現(xiàn)有PCR不能檢出大的等位基因 不能區(qū)分: 女性純合子和正常的女性 女性雜合子和正常/全突變 20%的案例還需要斑點印記雜交分析1515專利的PCR方法檢測脆X綜合征6 hours聚合酶更有效的擴增長CGG重復數(shù)可達1000次CGG重復數(shù)1616使用使用FraXsoft軟件進行數(shù)據(jù)分析軟件進行數(shù)據(jù)分析使用FragXsoft對樣本的重復片段大小進行計算每次分析中都使用已知的參考樣本，制作線性標準曲線所有樣品的每個片段均與線性回

8、歸標準曲線進行比對1717PekinElemr提供FragilEaseTM整體解決方案精確定量FMR1基因正常、灰區(qū)、前突變和全突變（大于1000次重復）可以準確區(qū)分女性雜合子和純合子配套使用FraXSoft軟件進行數(shù)據(jù)分析和報告大大降低了對Southern Blot 的要求經(jīng)濟、省時、靈活脆X檢測特點 一 站 式 遺 傳 疾 病 解 決 方 案一例微缺失綜合征患者兒的一例微缺失綜合征患者兒的診斷診斷 一 站 式 遺 傳 疾 病 解 決 方 案Angelman綜合征(AS) - 15q11.2-q13Genet Med,2010;12(7):385-395發(fā)生率為1/10000-1/15000

9、68% 的患者存在15q11.2區(qū)域5-7 Mb的缺失相關基因為UBE3A產(chǎn)前臨床表現(xiàn): 無明顯癥狀產(chǎn)后臨床表現(xiàn): 肌張力低下，嚴重的發(fā)育遲緩、智力遲滯，嚴重的語言障礙、步態(tài)共濟失調(diào)，常伴有不合時宜的大笑和過分興奮等多數(shù)在2-5歲時被診斷 需終身監(jiān)護面容特征：寬大嘴，齒縫寬，尖下頜20CMA可作為不明原因智力低下、發(fā)育遲緩和體征多種畸形的首選技術33個研究，共計22,698例樣本結(jié)果1、CMA芯片技術檢測的陽性率為15-20%，2、核型分析的3（未計算唐氏綜合征）；3、95%的正常多態(tài)性的CNV片段500Kb4、只有1-2%正常多態(tài)性的CNV片段1M 一 站 式 遺 傳 疾 病 解 決 方 案

10、ACMG指南指南-2010 一 站 式 遺 傳 疾 病 解 決 方 案什么是CGXTM 染色體微陣列分析技術（Chromosome Microarray Analysis，簡稱CMA），芯片自身基于hg19進行設計、研發(fā)、驗證、由Agilent生產(chǎn) 用于細胞遺傳學中染色體非整倍體數(shù)目異常、染色體缺失和重復（尤其是微缺失和微重復）、雜合子缺失（LOH）/單親二倍性（UDP）的檢測CGXTM（8x60k）芯片主鏈分辨率190 k目標區(qū)域分辨率28 kbCGXTM-SNP (4x180K)主鏈分辨率80 kb目標區(qū)域分辨率20 kbLOH，5 Mb 分辨率 一 站 式 遺 傳 疾 病 解 決 方 案

11、Genoglyphix是一款強大的數(shù)據(jù)可視化軟件，并有數(shù)據(jù)庫支持Genoglyphix-將多個遺傳數(shù)據(jù)庫整合于同一個軟件中具備權限訪問Signature數(shù)據(jù)庫，包含從超過50,000個樣本中鑒定的14,000例以上經(jīng)驗證的基因異常直接與他相關數(shù)據(jù)庫鏈接，如DGV，OMIM，PubMed，UCSC， Ensembl等，數(shù)據(jù)解讀更簡單對Genoglyphix數(shù)據(jù)庫和分析軟件的訪問基于安全的網(wǎng)絡模式(128-bit 加密)Genoglyphix為細胞遺傳學家提供便捷工具， 協(xié)助細胞遺傳學家輕松完成整個分析過程用戶可以建立自定義數(shù)據(jù)庫， 同時可以添加自定義注釋條，顯示異常結(jié)果，拷貝數(shù)變化和分析注解等可

12、以基于HG18或HG19顯示結(jié)果用戶自定義報告功能可以選擇與其他Genoglyphix用戶進行數(shù)據(jù)共享提供用于結(jié)果驗證的FISH探針 一 站 式 遺 傳 疾 病 解 決 方 案CGXTM所檢出的異常257種以上染色體微缺失/微重復疾病1p36.1缺失綜合征1p36.1缺失嚴重的智力障礙，生長遲緩，肌張力低下，癲癇發(fā)作，語言能力有限，聽力和視力障礙8p23.1重復綜合征8p23.1重復語言發(fā)育遲緩，身體中度畸形，先天性心臟病Wolf Hirschhorn綜合征4p16.3缺失生長和智力發(fā)育遲緩，肌張力低下，癲癇發(fā)作，顱面畸形，先天性心臟病Cri-du-chat綜合征5p33缺失哭聲似貓叫，顱面異

13、常，肌張力低下，生長發(fā)育遲緩Williams綜合征7q11.23缺失智力遲滯，心臟畸形，特殊面容DiGeorge綜合征22q11.2缺失先天性心臟病，五官異常，免疫功能紊亂，腭裂Kleefstra綜合征9q34.3缺失發(fā)育異常，自閉癥，肌張力低下，心臟缺陷Langer Giedion綜合征8q23.2 - q24.1缺失身材矮小，面部異常，學習困難三角頭畸形9p22.3重復11q24.1缺失 額頭呈三角形，神經(jīng)發(fā)育異常WAGR綜合征11p13缺失腎母細胞瘤，無虹膜，生殖器異常，智力低下常見微缺失或重復型綜合征常見微缺失或重復型綜合征 一 站 式 遺 傳 疾 病 解 決 方 案臨床表型臨床表型例

14、數(shù)例數(shù)陽性例數(shù)陽性例數(shù)陽性率（陽性率（%）不明原因智力落后（MR）41010224.8MR合并孤獨癥721825.0MR合并癲癇763140.8MR合并脆性X7022.9MR合并面部畸形1103935.5MR合并耳聾431944.2MR合并2個系統(tǒng)以上異常1865630.1MR合并四肢畸形511121.6上海兒童醫(yī)學中心-余永國診斷學理論與實踐2013 年第12 卷第4 期染色體基因芯片分析技術在不明原因智力落后診斷中的應用染色體基因芯片分析技術在不明原因智力落后診斷中的應用附附500 例基因芯片結(jié)果分析例基因芯片結(jié)果分析(2011 年年10 月月1 日至日至2013 年年1 月月30 日日)

15、158 例陽性病例的臨床表型中國基因芯片應用現(xiàn)狀中國基因芯片應用現(xiàn)狀 一 站 式 遺 傳 疾 病 解 決 方 案上海兒童醫(yī)學中心-余永國診斷學理論與實踐2013 年第12 卷第4 期染色體基因芯片分析技術在不明原因智力落后診斷中的應用染色體基因芯片分析技術在不明原因智力落后診斷中的應用附附500 例基因芯片結(jié)果分析例基因芯片結(jié)果分析(2011 年年10 月月1 日至日至2013 年年1 月月30 日日)158 例陽性病例的臨床表型CMA 檢測的適應證較廣泛，智力落后、發(fā)育遲緩、多發(fā)畸形、自閉癥等都是適用于芯片檢測的對象。隨著基因芯片診斷能力的逐步推廣，目前包括先天性心臟病、癲癇等也已被推薦為CMA 檢測的適應證。除脆性X綜合征以外，CMA對MR檢測陽性率達到20%以上，尤其對MR合并耳聾和MR合并癲癇檢出率達到40%以上。中國基因芯片應用現(xiàn)狀中國基因芯片應用現(xiàn)狀 一 站 式 遺 傳 疾 病 解 決 方 案FH, family history;MH, medical history; NE, neurologic examination; PE, physical and dysmorphology examination.智力低下的檢測流程 一 站 式 遺