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《复旦大学》 2011年
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几种新生儿遗传性罕见病分子诊断的初步研究

倪锦文  
【摘要】:[目的]遗传因素是导致新生儿出生缺陷的主要原因,新生儿多发畸形是出生缺陷的最常见类型,而具有多发畸形临床表现的患儿中约25%有染色体结构异常,引入新的分子核型技术对此类疾病进行诊断是临床的迫切需求。新生儿期由于持续低血糖所致的脑损伤日益受到重视,先天性高胰岛素血症是引起新生儿顽固性低血糖的主要原因,HADH基因突变是造成先天性高胰岛素血症的原因之一,目前国内尚无相关研究报道。本课题通过使用全基因组细胞遗传学芯片Cytogenetics Whole-Genome 2.7M Array对多发畸形新生儿的拷贝数变异进行研究,探讨具有临床意义的拷贝数变异与临床表型间的关联性;通过对顽固性低血糖新生儿的HADH基因进行测序,并对各突变位点进行生物信息学分析,期望发现先天性高胰岛素血症患儿新的HADH基因突变类型,通过上述研究,为新生儿遗传性罕见病分子诊断提供初步的临床实践。 [方法]1、对符合纳入标准、先天畸形的临床表现累及两个及以上系统的多发畸形新生儿取外周血抽提基因组DNA,经质控鉴定合格后,采用全基因组细胞遗传学芯片Cytogenetics Whole-Genome 2.7M Array进行拷贝数变异检测,对所得的芯片数据使用ChAS软件进行分析,排除假阳性CNVs后,与DGV数据库中在正常人群中报道的CNVs进行比较后去除重合的良性片段,继而明确具有潜在临床意义的CNVs,即累及常见多发畸形相关综合征的关键区段,如在DiGeorge综合征中报道22q11缺失;大于2Mb重复或缺失片段;在DGV database未报道的CNVs。对所得的具有临床意义的CNVs患儿的临床表现与文献报道中累及相关区段的病例进行比较,分析拷贝数变异与临床表型之间的相关性,由此对遗传性新生儿多发畸形相关综合征进行诊断。 2、对12例先天性高胰岛素血症患儿及其家长的HADH基因使用特定的引物进行PCR扩增及测序,所得序列文件使用Mutation Surveyor Val V3.25软件与HADH基因参考序列NT 016354对比后进行人工分析。对测序中发现的突变以及文献报道的各HADH突变进行生物信息学分析,从PSI-BLAST数据库获取了HADH蛋白质序列,对HADH蛋白质序列每个氨基酸残基进行信息熵的分析,同时分析各突变在HADH蛋白质结构中所处的位置及其对蛋白质结构和功能的影响。 [结果]1.在42个多发畸形患儿中发现了123个具有潜在临床意义的CNVs:在61例多发畸形新生儿中共检出拷贝数变异CNVs共450个,平均片段大小为1.73Mb,其中25个为假阳性CNVs,302个为良性CNVs,具有潜在临床意义的CNVs为123个,分别占总检出CNVs的6%,67%,27%。123个具有潜在临床意义的CNVs分布在42个多发畸形患儿中,检出百分比为68.85%。在同时具有颜面部异常和先天性心脏病的患儿中,具有潜在临床意义的CNVs检出率最高,为85.71%,其次为先天性心脏病75%。123个具有潜在临床意义的CNVs在染色体中的分布,发现不同患儿有多个CNVs累及染色体的同一区段,包括3例2q31.1片段重复,3例5p15.33片段缺失,13q21.1-q34重复2例,4例7p15.2片段重复及1例缺失,11q24-q25片段1例重复1例缺失,3例15q11-q13缺失,16p12.3片段7例缺失1例重复,22q11.2片段2例缺失1例重复,8例Xq21重复。 2.在61例多发畸形患儿中,共发现12例患儿携带CNVs累及常见染色体微缺失/重复综合征关键区段,通过拷贝数变异分析进行诊断,包括3例15q11-q13缺失致Prader-Willi综合征、3例7q36微缺失/重复综合征、1例18三体、3例5p部分缺失致猫叫综合征及3例13q重复综合征,占总病例19.7%。这些病例中3例(25%)由核型分析检出,2例(16.7%)由临床症状进行诊断,分别占总病例数的0.05%及0.03%。在三例猫叫综合征患儿中发现5p15.33-15.31与哭声异常有关,5p15.1-15.2与猫叫综合征的特殊面容有关。在6例具有Pierre Robin序列征(PRS)表型,即小下颌畸形、腭裂及舌后坠3种表型的患儿中,发现7个罕见潜在临床意义的CNVs,分别为位于1p36.23-p26.22、14q11.1-q11.1和20p13的重复,4q23、1q43-q44和14q32.31的缺失,其中1q43-q44、14q32.31区段可能与PRS表型有关。 3.在一例先天性高胰岛素血症患儿HADH基因发现一新发T→A点突变,位于HADH基因第一外显子第238位碱基,导致相应密码子编码的HADH蛋白第30位氨基酸残基缬氨酸突变为谷氨酸。该氨基酸残基位点保守性较高,在HADH蛋白质结构中位于一β-片层,与NAD+结合位点距离较近,在这个位点由非极性氨基酸缬氨酸突变为酸性氨基酸谷氨酸,对HADH蛋白质的结构及功能造成了一定的影响。 [结论]1.在多发畸形的患儿中使用全基因组细胞遗传学芯片检测能大大提高染色体异常的检出率,临床表型不典型或表型鉴别困难的多发畸形新生儿往往受多个大片段拷贝数变异的影响,使用全基因组细胞遗传学芯片检测能为多发畸形新生儿提供早期诊断的可能,从而辅助临床诊断。通过拷贝数变异分析为猫叫综合征及Pierre Robin序列征提供了可能相关区域。 2. HADH V30E突变与该患儿高胰岛素血症发生有关,高胰岛素血症患儿的临床表现与HADH基因突变位点的保守性高低及其在HADH蛋白结构中的位置中有关,突变位点的保守性越高,对HADH蛋白产物的功能影响越大,其临床表现就越复杂。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:R722.1;R440

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