罕见的4q13.1-13.3微缺失导致患者智力低下及生长发育迟缓表型*

马娜，胡浩，贾政军，席惠，王华

（湖南省妇幼保健院医学遗传科，湖南 长沙 410008）

罕见的4q13.1-13.3微缺失导致患者智力低下及生长发育迟缓表型*

马娜，胡浩，贾政军，席惠，王华

（湖南省妇幼保健院医学遗传科，湖南 长沙 410008）

目的对1例智力低下、生长发育迟缓及语言发育障碍患儿进行细胞及分子遗传学分析，探讨基因型与表型的关系。方法应用G显带技术分析患儿及其父母的外周血染色体，用单核苷酸多态微阵列芯片（SNP-Array）对患儿进行全基因组拷贝数变异分析，并用荧光原位杂交技术（FISH）验证SNP-Array结果。结果

单核苷酸多态微阵列芯片；智力低下；荧光原位杂交

4号染色体长臂微缺失是一种罕见的染色体微缺失综合征，主要表现除身材矮小、发育迟缓、青春期发育延迟、智力低下等常见染色体异常表型外，还有额部隆起、鼻梁宽、低位耳、内置赘皮等颜面畸形[1]。其中4号染色体长臂近端的微缺失综合征临床表现个体间有差异，且缺失片段大小不一，目前全世界仅有少数报道[2-3]，国内尚未见报道。因此，阐述此类综合征的临床表型，发现其候选基因，对进一步明确其基因型和表型关系显得尤为重要。

本研究中笔者应用SNP-Array、G显带核型分析和荧光原位杂交（fluorescence in situ hybridization，FISH）技术对1例智力低下伴多发畸形患儿进行细胞及分子遗传学的分析，明确4q13.1微缺失是患儿智力低下和多发畸形的遗传学病因，并用FISH技术证实该缺失。

1 资料与方法

1.1 临床资料

患儿，男性，8岁，湖南人，2014年9月因“智力低下、语言发育迟缓、身下矮小颜面部发育畸形”来本院就诊。患儿系第1胎39+1周顺产，出生体重2920g。无出生窒息史。患儿运动发育正常，3个月抬头，7个月独坐，12个月独站并且2岁独走。8岁时，患儿身高103.3 cm，坐高60.0 cm，体重16.45 kg。体格检查：患儿额部扁平，发际线高，短人中，低位耳。第二性征发育显示胡须Ⅰ期，腋毛Ⅰ期，阴毛Ⅰ期，外生殖器Ⅰ期，双侧睾丸不足1 ml，无首精。叶氏骨龄5.3岁，R系列分135分。GH药物激发试验提示完全性生长激素缺乏症。患儿智力落后，不会说话。大脑MRI检查未见异常。外院查心电图正常。串联质谱（色谱）对常见遗传代谢病筛查未见明显异常。

否认出生缺陷家族史、毒物及辐射接触史、药物史，否认亲属有遗传病发生史。本研究获患儿家属知情并签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 细胞遗传学检测采集患儿及其父母的外周血，接种于含植物血凝素培养基进行培养。按常规操作制备染色体，G显带处理。选择400条带以上的核型进行分析，核型按《2013人类细胞遗传学国际命名体制（ISCN）》描述。

1.2.2 单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）芯片检测取患儿静脉血2 ml，乙二胺四乙酸抗凝，抽提外周血全基因组DNA。采用美国Affymetrix公司提供的Cyto Scan 750K SNP-Array（含约200 000 SNPs探针，550 000个CNV探针）进行全基因拷贝数变异检测。取250 ng完整基因组DNA按照标准试验流程：NspⅠ酶切，接头连接，聚合酶链反应扩增，产物纯化，片段化，标记，杂交进行实验。采用Affymetrix Fluidics Stations 450Dx进行洗涤，Affymetrix 7G扫描仪进行扫描，扫描信号经Affymetrix CHAS软件进行数据分析。

1.2.3 FISH检测采用针对4q13.2区域的特异性探针RP11-111K19（chr4：67586902-67781121，194 kb，棕色信号）进行4p13.1-p13.3区域微缺失检测；针对4p16.3区域的特异性探针RP11-350C22（chr4：57716-216840，153 kb，红色信号）、4q35.1区域的特异性探针RP11-159A22（chr15：185524560-185696883，172 kb，绿色信号）、15q26.3区域的特异性探针RP11-90E5（chr15：100030325-100216834，186 kb，绿色信号）验证患儿4号和15号染色体的易位。取患儿外周血淋巴细胞培养的细胞悬液制片，玻片进行预处理后，按照试剂说明书步骤探针与染色体经过变性、杂交、洗涤，DAPI复染，荧光显微镜下观察杂交信号。

2 结果

2.1 常规染色体核型分析

G显带核型分析显示患儿染色体核型为46，XY，t（4∶15）（p14；q26.1）；患儿母亲和父亲G显带核型分析结果正常，表明患儿为新发4号和15号染色体易位，见图1。

图1 患儿外周血G显带核型分析图

2.2SNP-Array检测结果

患儿高密度SNP-Array芯片结果为arr[hg19]4q 13.1q13.3（63，042，514-74，655，453）×1，在4q13.1q 13.3存在约11.6 Mb的缺失，其父母检测结果正常。

2.3FISH检测结果

患儿中期分裂相RP11-111K19探针FISH结果显示其中1条4号染色体4q13.2缺少探针RP11-111K19信号，验证患儿存在4q13.2缺失。此外，4号染色体RP11-350C22（4p16.3）探针易位至15号染色体长臂末端形成衍生15号染色体，RP11-90E15（15q26.3）探针仍位于15号染色体上。同时FISH结果也验证4q13.2缺失染色体与衍生4号染色体为同一条染色体,见图2。

图2 患儿中期分裂相探针FISH分析结果

3 讨论

智力障碍在人群中发病率约为3%，遗传因素约占40%，其中染色体异常和单基因病分别占25%和10%[4]。染色体异常可以用传统的核型分析和微阵列分析技术检测。染色体异常可以检出5～10 Mb以上的片段异常；但受到检测者经验、中期染色体的质量以及异常片段本身的结构限制。本研究中患儿4q13.1-13.3缺失片段大小为11.6 Mb，未能在检测时被发现，其原因是患者本身有染色体的易位，一开始想到的是易位的染色体打断基因从而导致患者的表型异常；另外4号染色体长达190Mb，因而当4q13这条深带变窄时，也容易被忽视。微阵列分析技术可以分析全基因组以及亚显微结构异常，且目前这项技术可以解释将近30%的智力低下病因[4]。2010年美国医学遗传学协会推荐对于智力低下和生长发育迟缓的患者，染色体芯片应该作为一线检测手段[5]，笔者的研究也证实该点，本研究进一步强调这类患者应用染色体芯片检测的重要性。

4号染色体长臂缺失报道较少，发生率约为1/ 10万[6]，且其缺失常见于q33至染色体末端，而4q13.1-13.2区域的缺失报道更为罕见。在已报道的4号染色体长臂中间缺失病例中，断点易发生于4q13.1，4q13.2和4q13.3[2-3]，但是据笔者所知，目前尚无4q13.1-4q13.3缺失报道。虽然所报道病例缺失区域有一定差异，但临床表现有一定共性，Decipher数据库中该综合征临床表型包括智力低下、颜面部畸形、鼻梁低平、低位耳、胃食管反流等。有学者研究4号染色体长臂中的部分基因与疾病的关系，取得了很大进展。EPHA5受体在个体发育中发挥重要作用，COOPER等[7]表明，EphA5与其配体相互作用后通过阻止促进纹状体中脑多巴胺神经元释放调节多巴胺能系统轴突间相互作用，GERLAI等[8]实验表明，EPHA5活化后成年小鼠海马中的微管蛋白表达水平下调，该结构说明EphA5与其配体在中枢神经系统轴突和树突的形成中发挥重要作用。

本文中患者除了4q缺失综合征常见特征外，还具有不完全性生长激素缺乏和第二性征发育延迟的特点。笔者搜索患者4q13.1-13.3微缺失区域的49个在线人类孟德尔遗传数据库基因，发现以下基因与本文患者表型具有相关性。促性腺激素释放激素受体基因编码1型促性腺激素释放激素的受体，高表达于促性腺细胞、淋巴细胞、胸腺、卵巢和前列腺[9]。此基因突变可导致部分或全部促性腺激素释放激素功能丧失，从而导致低促性腺素性功能减退症（MIM# 146110）或无睾症（MIM#228300）发生。MUC7编码唾液腺黏蛋白，其主要表达于支气管和唾液腺，其主要通过促进口腔细菌清除发挥免疫屏障作用，另外其也有辅助咀嚼、发音和吞咽功能[10]。剩下的泛素活化酶6、突触结合蛋白14以及UGT2B基因家族（UGT2B17，UGT2B15，UGT2B10，UGT2B7，UGT2B11，UGT2B28和UGT2B4）皆在雄激素分解代谢中发挥作用[3]。

本文笔者报道1例4q13.1-13.3杂合缺失合并4p14和15q26.1染色体平衡易位伴智力低下病例，虽然笔者不能完全排除染色体断裂处基因打断对患儿表型影响，但是患者在4q13.1-4q13.3区域存在11.6 Mb的微缺失，而父母均不存在该缺失，该区域有多达49个在线人类孟德尔遗传数据库基因，并且多个基因与患者的表型明显相关，因而患者4q13.1-4q13.3微缺失所致的单倍剂量不足更可能是患儿表型原因，但由于报道的病例较少，对该综合征关键区域的进一步明确及来源与表型的关系需要更多病例的积累和分析。SNP-array技术可以高分辨检测亚显微水平的染色体畸变，因此对于染色体微缺失/微重复检测有着较大的优越性，已成为不明原因智力低下、发育异常检测的重要手段[11]。并且因为该技术精确定位染色体断裂点，从而有利于基因型与表型关系的研究。

[1]CHEN C P,LIN S P,SU Y N,et al.A 24.2-Mb deletion of 4q12-＞q21.21 characterized by array CGH in a 131/2-year-old girl with short stature,mental retardation,developmental delay, hyperopia,exotropia,enamel defects,delayed tooth eruption and delayed puberty[J].Genet Couns,2011,22(3):255-261.

[2]LIPSKA B S,BRZESKWINIEWICZ M,WIERZBA J,et al.8.6 Mb interstitial deletion of chromosome 4q13.3q21.23 in a boy with cognitive impairment,short stature,hearing loss,skeletal abnormalities and facial dysmorphism[J].Genet Couns,2011,22(4):353-363.

[3]QUINTELA I,BARROS F,FERNANDEZ-PRIETO M,et al.Interstitial microdeletions including the chromosome band 4q13.2 and the UBA6 gene as possible causes of intellectual disability and behavior disorder[J].Am J Med Genet A,2015,167A(12): 3113-3120.

[4]MICLEA D,PECA L,CUZMICI Z,et al.Genetic testing in patients with global developmental delay/intellectual disabilities.A review[J].Clujul Med,2015,88(3):288-292.

[5]MANNING M,HUDGINS L.Array-based technology and recommendations for utilization in medical genetics practice for detection of chromosomal abnormalities[J].Genet Med,2010,12(11): 742-745.

[6]STREHLE E M,YU L,ROSENFELD J A,et al.Genotype-phenotype analysis of 4q deletion syndrome:proposal of a critical region[J].Am J Med Genet A,2012,158A(9):2139-2151.

[7]COOPER M A,KOBAYASHI K,ZHOU R.Ephrin-A5 regulates the formation of the ascending midbrain dopaminergic pathways[J]. Dev Neurobiol,2009,69(1):36-46.

[8]GERLAI R,SHINSKY N,SHIH A,et al.Regulation of learning by EphA receptors:a protein targeting study[J].J Neurosci,1999, 19(21):9538-9549.

[9]FINCH A R,SEDGLEY K R,CAUNT C J,et al.Plasma membrane expression of GnRH receptors:regulation by antagonists in breast,prostate,and gonadotrope cell lines[J].J Endocrinol,2008, 196(2):353-367.

[10]KIRKBRIDE H J,BOLSCHER J G,NAZMI K,et al.Genetic polymorphism of MUC7:allele frequencies and association with asthma[J].Eur J Hum Genet,2001,9(5):347-354.

[11]周静,胡平,刘安,等.微阵列比较基因组杂交技术检测4号染色体长臂部分缺失伴发育迟缓患儿一例[J].中华医学遗传学杂志, 2014,31(1):52-55.

（申海菊 编辑）

R749.94

B

10.3969/j.issn.1005-8982.2016.23.030

1005-8982（2016）23-0140-03

2016-09-29

卫生部公益性行业科研专项项目（No：1013-72）

王华，E-mail：wanghua213@aliyun.com

G显带核型分析检测提示患儿核型为46，XY，t（4∶15）（p14；q26.1），高密度SNP-array芯片检测显示患儿在4q13.1-13.3存在11.6 Mb的微缺失；父母亲外周血核型分析未见异常。结论经过SNP-array结合G显带和FISH技术有助于发现染色体微缺失以及进一步分析该综合征表型-基因型关系，为家系再次生育时进行产前诊断提供了可靠的遗传学证据。