фенотип

елементи

абстрактно

Синдромът на Rett (RTT, OMIM 312750) е тежко нарушение на невроразвитието, което засяга почти изключително жените. Класическата форма на Rett се характеризира с период на нормално развитие до около 6-18 месеца, последван от бърза регресия на придобитите умения, загуба на говор, стереотипни движения на ръцете, микроцефалия, гърчове, аутизъм, атаксия и интермитентна хипервентилация . 1, 2 В допълнение към класическата форма са известни много варианти, като вроден вариант, който може да бъде разпознат при раждането, запазен вариант на речта с частично възстановяване на речта, "фруста форма", характеризираща се с по-лек клиничен ход и късно детство. регресия и „тип ранен припадък“ или синдром на Ханефелд. 3, 4

Класическият RTT показва доминираща структура на наследяване, свързана с X, и има относително висока честота ∼ 1 на 10 000 при жените. 5, 6, 7 Мутации в метил-CpG свързващия протеин, гена MECP2, са идентифицирани като заболявания, причиняващи 8, и според публикувани данни, мутации MECP2

80–96% от класическите случаи на Rett 9, 10 и 40–50% от атипичните прояви на Rett. 11 Генът MECP2 се намира в Xq28 и следователно претърпява инактивация на X-хромозома. 12 Съдържа четири екзона и кодира две алтернативно сплайсирани изоформи: 498 аминокиселини на MeCP2E1, съдържащи екзони 1, 3 и 4 и MeCP2E2 с 486 остатъка, съдържащи екзони 2, 3 и 4. 9, 13, 14 Протеинът MeCP2 действа като ДНК метилиране-зависим транскрипционен репресор. 15

Липсата на мутация на MECP2 при малък процент от клинично добре дефинирани пациенти с RTT с инфантилни спазми предполага намесата на друго генно място. В действителност, мутации в циклин-зависимия киназа-подобен ген 5 (CDKL5 или серин-треонин киназа 9) са идентифицирани при пациенти с ранен припадъчен вариант на RTT. 4.5 Генът CDKL5 кодира 1030 аминокиселинен протеин със силно консервиран N-краен домен на серин-треонин киназа. 16 В подкрепа на ролята на CDKL5 мутациите в RTT, скорошни доказателства показват, че CDKL5 и MeCP2 принадлежат към един и същ молекулярен път и че CDKL5 е в състояние да взаимодейства и да фосфорилира MeCP2. 17

В допълнение, мутации в гена FOXG1 са идентифицирани при две несвързани момичета с вроден вариант на RTT, тъй като тези момичета са имали детско начало на микроцефалия, умствена изостаналост и особени резки движения, подобни на тези, наблюдавани при конвенционалния RTT. 18 FOXG1 кодира протеина G1 fork, транскрипционен фактор, експресиран изключително в мозъка на плода и възрастния, и тестисите. FoxG1 играе важна роля в ранното мозъчно развитие чрез взаимодействия с транскрипционен репресор JARID1B и с корепресори от семейство Groucho. В допълнение, FoxG1 индиректно се свързва с хистоновата деацетилаза 1 протеин, подобно на MeCP2. 19.

Тук представяме трифазен скрининг на мутация на 152 пациенти, диагностицирани с RTT.

резултатът

Общо 22 различни известни промени в MECP2 са идентифицирани при 42 индивида. От 22 мутации установихме, че 7 (31, 8%) са делеции на смяна на рамки, 4 (18, 2%) са глупости мутации и 10 (45, 4%) са сензорни мутации (Таблица 1). Също така открихме вмъкване на единичен нуклеотид. От патологичните мутации най-честата мисенс мутация е p.Thr158Met (14.2%), докато миссенсната мутация p.Arg133Cys (11.9%) е втората и безсмислена мутация p.Arg255Stop (9.5%) и p.Arg294Stop (9.5%) )., 5%). %) бяха третата най-честа промяна на последователността.

Маса в пълен размер

Открихме и промяна в значението на c.925C> T (p.Arg309Trp), първоначално описано при 7-годишно момче без липса на говор и психомоторно забавяне; Ролята на тази промяна в патогенезата на Retta обаче все още е неясна (база данни на RIMV: //www.mecp2.chw.edu.au/; база данни на HGM: //h.hgmd.org). 20.

Идентифицирахме 18 bp заличаване на c.1162_1179del18 при баща и дъщеря му (R/34). Тъй като това заличаване е налице при здрав баща и дъщерята също носи вмъкването на c.276_277insG в резултат на смяната, предположихме, че тази промяна не е патогенна мутация, отговорна за фенотипа Retta. Важно е обаче да се отбележи, че наличните данни в базата данни RettBASE: IRSF MECP2 предполагат, че не е известно дали това заличаване може да се счита за мутация или полиморфизъм. Освен това открихме тихия полиморфизъм, c.753C> Т кръстовище, при майката и нейната дъщеря (данните не са показани).

След скрининг за мутации на MECP2, тествахме всички пациенти без мутация на MECP2 за CDKL5 мутации. По време на директното секвениране по-рано описахме полиморфизма c.2372A> C (p.Gln791Pro) при осем субекта, както и c.3003C> T (p.His1001His) и c.3084G> C (p.Thr1028Thr). известни полиморфизми при един от пациентите (реф. номер: NM_001037343.1). Също така открихме две нови глупости мутации: в първия случай, промяна в c.607G> T, което води до преждевременно прекратяване на кодон в аминокиселинна позиция 203, което нарушава каталитичния домейн на CDKL5 и c.1708G> T протеините втори пациент, който води до преждевременно спиране.при аминокиселинна позиция 570 на С-крайната област, участваща или в каталитична активност, или в субклетъчна локализация (Таблица 2).

Маса в пълен размер

Първият случай, засегнат от варианта на RTT с ранен припадък, е пациент, роден след неуспешна бременност в 39-та седмица от бременността с подходящи за възрастта антропометрични параметри, а именно неусложнено вагинално раждане на родители без смачкване. Постнаталната адаптация е нормална и нищо не се наблюдава в родословието. Първите припадъци са настъпили на 3-седмична възраст и оттогава са се случвали изключително чести припадъци, въпреки прилагането на няколко комбинации от антиепилептични лекарства и дори калосотомия. Стереотипни дейности по измиване на ръцете се наблюдават от 4-годишна възраст. На 8-годишна възраст теглото, ръстът и обиколката на челото й са били нормални за нейната възраст, но тя е имала тежко психомоторно изоставане и хипотрофия, докато също могат да се наблюдават хипотонични мускули и атаксия. В нейното дисморфично състояние могат да бъдат открити асиметрии на лицето, дълбоко поставени очи, висок климат, хипертрофия на венеца, по-малък втори резци и малки ръце и крака за нейната възраст. На 13-годишна възраст нейните дисморфични черти бяха същите; Все още са налице лош контакт с очите, стереотипно движение на ръката и тежка рефрактерна епилепсия с много чести припадъци с микроцефалия. Установено е много бавно прогресиране в нейното дългосрочно психомоторно развитие.

Вторият случай на ранен припадък е женско дете на възраст 7 месеца по време на прегледа. Тя е родена като второ дете на здрави родители без смачкване след безусловна бременност през 39-та седмица от бременността чрез цезарово сечение с тегло при раждане 3650 g. Следродилният период не беше сложен. Освен аборта на майката, семейната история е отрицателна. На възраст от пет седмици пациентът развива инфантилни гърчове. Тя е била лекувана с няколко комбинации от лекарства в неврологичното отделение и временно е била без припадъци в продължение на 4 до 6 седмици. По време на прегледа тя е имала гърчове със седмична честота по време на лечение с леветирацетам и карбамазепин, но гърчовете се повтарят по-късно. Магнитен резонанс на мозъка се счита за нормален. По това време пациентът тежи 8180 g (50-75-и персентил), с дължина 71 cm (90-ти персентил) и обиколка на главата 42,5 cm (10-ти процентил). Асиметрия на тила, плосък носен мост, надолу палпебрални цепнатини, хипертелоризъм, висок климат, хипертрофия на венеца и широко разпространени зърна присъстват в тяхното дисморфично състояние. Неврологичният преглед разкрива груба двигателна хипотония и лош контакт с очите.

И накрая, търсихме FOXG1 мутации при нашите пациенти чрез директно секвениране, но не открихме промени, засягащи този ген.

дискусия

След откриването на MECP2 генни дефекти при пациенти с RTT, широк спектър от мутации са идентифицирани при голям процент от засегнатите индивиди. Според литературни данни, често срещани мутации на MECP2 (R106W, R133C, R168X, R255X, R270X, R294X, R306C и T158M) присъстват в приблизително 60-70% от случаите с патогенни MECP2 мутации. 21, 22, 23 Интересното е, че открихме само MECP2 мутации при 27,6% от изследваните пациенти с Rett, съотношение вероятно не само поради ограниченията на метода на директно секвениране, използван за анализ на мутации, но може да се отдаде и на висок процент от брутния ген пренареждане. MECP2, който не може да бъде открит чрез секвениране. Според най-новата литература подобни пренареждания могат да представляват 37,8% от класическите RTT и 7,5% от атипичните пациенти с RTT. 24

Важно е да се подчертае, че сред отрицателните пациенти с MECP2 само 17% са имали класическия фенотип на Rett. Общо 8% от тези пациенти са имали признаци на вродена RTT, 12% са млади мъже, а 4% нямат неврологични симптоми. В MECP2-положителната група бавно психомоторно развитие се наблюдава при 51%, докато в MECP2-отрицателната група е 71,25%. За разлика от тях, микроцефалията е налице при 74,4% от MECP2-позитивните пациенти и само 41% от MECP2-отрицателните пациенти. През целия период на изследване 17,8% от тези млади жени са имали някакви дисморфични симптоми. В групата, положителна за MECP2, 4,65% от пациентите са имали доказателства за лек фенотип.

Наскоро, нов X хромозомен локус, CDKL5, е замесен в атипичната форма на RTT 4, 5, подкрепяща идеята за генетична хетерогенност в RTT. В допълнение, генът FOXG1 напоследък е замесен в молекулярната етиология на вродения вариант на RTT. Представяме молекулярен скрининг на 152 индивида с диагноза RTT и 11 от техните роднини. Сред скринираните субекти идентифицирахме 42 пациенти с RTT с патологична мутация MECP2 и 2 пациенти с новата мутация CDKL5, но не открихме промени, засягащи гена FOXG1, което може да се дължи на общата ниска честота на мутации на FOXG1 при пациенти с фенотип Retto .

Въпреки че двете новоидентифицирани CDKL5 мутации водят до ранно прекратяване на кодони 203 и 570, са необходими допълнителни проучвания за определяне на ефекта от тези мутации, които водят до пресечени протеинови продукти; главно защото мутацията p.Glu203Stop засяга каталитичния домен на CDKL5 и може да повлияе на неговата ензимна активност.

Мутациите, засягащи гена CDKL5, изглежда имат клинични резултати с различна тежест. Към днешна дата 64 мутации (от които 19 са публично достъпни) на гена са съхранени в базата данни HGMD (//www.hgmd.org), включително мутации на каталитичен домейн, изтриване, вмъкване или безсмислени мутации по време на отвореното четене рамка, причиняваща преждевременно прекратяване, както и големи геномни пренареждания, водещи до заличаване на целия генен сайт. Поради ограничения брой пациенти с CDKL5 мутации и ограничените познания за протеиновата функция и регулация, определянето на корелацията между генотипа и фенотипа е доста трудно.

Към днешна дата корелацията между генотипа и фенотипа е добре известна и често се изследва в RTT, причинена от мутации в MECP2; обаче такива корелации на CDKL5 мутации в RTT, макар и добре известни, все още не са толкова добре маркирани.

Zappella et al. 25 отбелязва, че ранните пресечени мутации в MECP2 водят до лоша прогноза (класически RTT), докато мутациите със забавено отрязване водят до класически RTT или запазен вариант на речта. Ранните пресечени мутации са свързани с по-тежко протичане на разстройството. Мащабен проект за скрининг на MECP2 също е публикуван при пациенти с диагноза RTT, 27, при които оценката на тежестта на съставния фенотип не корелира с типа мутация, засегнатия от домейн или X-инактивация. Води до по-тежък фенотип. В проучването за корелация на генотип/фенотип 85 пациенти с RTT са анализирани за мутации в гена MECP2. 28 Те откриха, че пациентите с мисенс мутации имат по-ниски общи тежести и по-добри езикови показатели от пациентите с глупости мутации.

Неотдавнашна публикация характеризира епилепсия, свързана с CDKL5 мутации и търси връзка между генотипа и хода на епилепсия, 29 докато е публикуван изчерпателен преглед на ключовите клинични характеристики на CDTL5-позитивния RTT. 30 Artuso et al. публикува подробен клиничен преглед на девет пациенти с CDKL5 мутации, за да дефинира клинични диагностични критерии и освен това изследва клиничния фенотип на всички пациенти с докладвана по-рано CDKL5 точкова мутация. 31 В съответствие с техните открития, нашите пациенти с CDKL5 мутации са имали анамнеза за ранни гърчове след нормална пренатална анамнеза, което изглежда е ключов елемент при идентифицирането на пациенти с CDKL5 генни дефекти. В допълнение, тези припадъци при нашите пациенти са показали, че са устойчиви на лечение, което е обща характеристика на всички случаи, засегнати от CDKL5. При нашите пациенти хипотонията, един от необходимите диагностични критерии, предложен в най-новата литература, също присъства във връзка с CDKL5 мутацията. 31