1 例环状22 号染色体伴22q13.3 微缺失综合征患儿的遗传学分析

汪伟伟，杨广明，贺薷萱，陈哲晖，田亚平，杨艳玲，沈 鸣

1 解放军总医院医学创新研究部，北京 100853；2 北京大学第一医院 儿科，北京 100034

染色体异常包括染色体数目异常和结构异常，是导致遗传性综合征的重要原因。环状染色体属于染色体结构异常，多数为新发变异，新生儿发病率约为1/50 000[1]。D、G 组染色体最常形成环状染色体[2]。22 号染色体属于G 组染色体，其长臂近端区域存在低拷贝重复序列(low copy repeats，LCR)，因此容易断裂并表现出相关疾病[3]。由于部分病例的缺失片段较小，传统的G 显带技术很难发现，因此CMA 技术对染色体的微小变异检测具有独特的优势。本研究应用CMA 技术联合染色体核型分析对1 例22 号环状染色体的患儿进行了遗传学分析，现将结果报告如下。

对象与方法

1 研究对象 患儿，男，6 岁8 个月，2018 年因“行为异常”就诊于北京大学第一医院。患儿系第2 胎第2 产，足月顺产，出生体质量3.5 kg，未有其他异常，Apgar 评分不详。出生2 d 后曾因便血，伴纳奶差入院。头颅CT 考虑缺血缺氧性脑病(中度)，少量蛛网膜下腔出血。2 岁半会走，发热抽搐数次。现智力、运动落后，自言自语，有时兴奋，睡眠差，易感染。诊断为发育落后，自闭症，癫痫。

2 染色体核型分析 经患儿父母知情同意后，抽取患儿静脉血3 mL，采用肝素抗凝管，常规进行外周血淋巴细胞培养72 h，行高分辨染色体核型制备，G 显带，在显微镜下观察并分析染色体核型。

3 SNP array分析采集患儿和父母外周血各3 mL，采用QIAamp DNA Blood mini kit 试剂盒(Qiagen 公司，德国)，按照试剂盒说明书进行DNA 提取。CMA 应用CytoScan 750K SNP Array微阵列芯片(美国Affymetrix 公司) 进行检测，用Affymetrix Chromosome Analysis Suite Soft 软件对检测结果进行分析，检索UCSC、NCBI、ClinGen和DECIPHER 等数据库并查阅相关文献，参考美国医学遗传学与基因组学学会(American College of Medical Genetics and Genomics，ACMG) 2019 年指南，对芯片的检测结果进行致病性分析。

结果

1 外周血染色体核型分析结果 患儿染色体G 显带核型分析结果为46,XY,r(22)(p13q13.3)(图1)。

图1 患儿染色体G 显带核型图谱A：核型分布图；B：核型排列图；C：环状22 号染色体模式图Fig.1 Patient’s chromosome analysis by G-banding technique A:Metaphase chromosomes in a cell;B:G-banded karyogram;C:Idiogram of ring chromosome 22

2 CMA 检测结果 患儿父母结果均未见异常，患儿在22 号染色体q13.31q13.33(46276401-51197766)区段存在4.9 Mb 的缺失，内含42 个OMIM 基因，包含SHANK3 基因(图2)。

图2 患儿CMA 检测发现22q13.31q13.33 区存在4.9 Mb 缺失A：图中红色区域代表缺失；B：缺失区域包含关键基团SHANK3Fig.2 CMA identified a 4.9 Mb deletion at 22q13.3 A:Red area means deletion;B:The deletion includes the key gene SHANK3

讨论

22 q13.3缺失综合征(phelan McDermid syndrome，PMS)与22 号染色体长臂q13.3 区域缺失相关，被认为是自闭症和智力障碍的常见原因之一。PMS 最早报道于1985 年[4]。随后的数据表明，75% 的病例都存在22 号染色体长臂部分缺失[5-6]。1999 年，Dunham 等[7]确定了PMS 的3 个候选基因，分别是ACR、SHANK3 和RABL2B。2001 年，Bonaglia 等[8]报道的1 例PMS 患者因为仅涉及SHANK3 基因，从而认为SHANK3 可能是关键基因。2002 年Anderlid 等[9]通过荧光原位杂交技术将PMS 的关键区域缩小到了100 kb 区域。2003 年，Wilson 等[10]分析了56 例PMS 患者后，最终确认SHANK3 是PMS 的关键致病基因。

SHANK3 基因主要在大脑皮质和小脑中表达，转录的蛋白是谷氨酸能神经元突触后密度蛋白的主要支架[11]。该蛋白被认为能够促进神经元树突棘的形成和生长，促进其功能[12]。因此，SHANK3 基因缺失或功能丧失(loss-of-function mutation，LOF) 被认为是PMS 神经学症状的原因[5,13]。PMS 患者临床表现多样，如肌张力减退、语言发育迟缓、自闭症、头面异常、并指和肾功能异常等[14-17]。相关研究证明症状的数量和严重程度与缺失片段的大小呈正相关[18-19]。SHANK3基因突变也会导致自闭症和智力障碍[20-22]。且大多数LOF 突变都位于PDZ 和SAM 结构域之间，表明SAM 结构域对SHANK3 功能至关重要[23]。SHANK3 基因单倍剂量不足是该综合征的主要致病原因[11]。

本例患儿的核型结果显示22 号染色体呈环状，但无法明确是否存在染色体片段的缺失以及缺失区域。对患儿和父母行CMA 发现，患儿22q13.3 存在4.9 Mb 的缺失，与22q13.3 缺失综合征重叠，缺失区域涉及48 个蛋白质编码基因，致病基因11个，包括ALG12、ARSA、MLC1、SCO2、SHANK3、TUBGCP6 等。父母未见缺失，说明本例患儿是新发突变，该患儿除有自闭症相关症状外，还有癫痫症状，与部分报道一致[24-25]。

有学者观察到PMS 患儿的运动和自主技能的退化通常在童年中期就表现出来[26]。但这些缺陷在年龄小的患者身上反而并不明显[27]。这些认知发展也不会随时间推移得到改善[28]。也有学者认为年龄的增长对PMS 患者的行为功能起到了改善作用[29]。

基于PMS 患者的不同临床表型，通过对22q13末端缺失包含的108 个基因与临床表型关系的研究，可为更深入地了解该综合征提供信息[16]。