1例X连锁隐性遗传鱼鳞病合并隐睾患儿家系的遗传学分析

林芳,景亚玲,张传英,牟燕,邓睿,唐丽萍,宋桂芹,赵明才,刘晓芳

(遂宁市中心医院,1.产前诊断中心;2.生殖医学中心;3.儿外科,四川 遂宁 629000;4.川北医学院基础医学与法医学研究所,四川 南充 637000;5.遂宁市中心医院检验科,四川 遂宁 629000)

鱼鳞病常见四肢伸侧或躯干部皮肤干燥、粗糙,伴有菱形或多角鳞状脱屑,多由遗传因素引起,是一组以皮肤角化障碍为主的疾病[1]。隐睾症是指胎儿时期睾丸不能按正常发育过程沿腹膜鞘突经腹股沟管迁移,致使一侧或双侧睾丸不能下降到同侧阴囊内,其病因可能与基因、激素合成与分泌、解剖以及环境因素等有关,是男性生殖系统先天畸形中最常见的一种现象[2]。由不同致病基因引起的鱼鳞病、隐睾症,可伴有不同症状,治疗方法和预后也不一样[3]。本研究拟采用染色体G显带核型分析和低深度全基因组拷贝数变异测序分析(copy number variation sequencing,CNV-seq)技术,对1例鱼鳞病合并隐睾的患儿进行家系遗传学分析,以明确导致患儿发育异常的可能原因。

1 资料与方法

1.1 一般资料

患儿,男性,3岁,以“发现双侧阴囊内无睾丸1年余”就诊。查体:身高92 cm,体重15 kg,神志清,精神好,心肺腹无异常,无特殊面容。双侧阴囊发育偏差,双侧阴囊空虚,其内未触及睾丸,在双侧腹股沟区扪及类似睾丸样包块,大小约为1.0 cm×0.6 cm×0.5 cm,表面光滑,活动度可,无触痛,不能下拉至阴囊内。右侧阴囊内可触及无痛性包块,透光实验(+),阴茎发育偏小。患儿全身皮肤干燥、弹性减退、粗糙,皮肤似鱼鳞样改变,但未治疗,期间常因感冒发烧、肺炎进行治疗。患儿足月剖宫产,第2胎2产,父母非近亲结婚,生后奶粉喂养,2月抬头,4月翻身,6月坐,9月站,1岁1月走,易感冒。性激素6项:促黄体激素0.06 mIU/mL(↓),雌二醇<10.0 pg/mL(↓),泌乳刺激素28.9 ng/mL(↑),睾酮0.15 nmol/L,孕酮<0.1 ng/mL,促卵泡激素0.1 mIU/mL(↓)。患儿B超提示双侧睾丸位置偏高,右侧鞘膜积液。家中哥哥、舅舅及表舅也有类似皮肤和隐睾等症状,据此绘制系谱图。见图1。

1.2 染色体G显带核型分析

对患儿及其家庭成员的外周血进行培养,收获和胰酶G显带,核型图像经蔡司全自动染色体扫描分析系统扫描和采集,每张玻片采集50个核型。每个标本至少分析8个核型和计数30个中期分裂相。染色体的分析和命名参考《人类细胞遗传学国际命名体制(ISCN 2020)》[4]。

1.3 CNV-seq检测分析

采用天根生化科技(北京)有限公司生产的试剂盒提取患儿及其家庭成员的外周血全基因组DNA。使用Qubit3.0荧光定量仪(thermo fisher scientific)和Exkubit dsDNA HS分析试剂盒对提取的DNA浓度进行定量。应用北京贝瑞和康生物技术有限公司生产的“科诺安”(CNV-Seq)试剂盒,进行测序文库构建。使用Stepone Plus实时荧光定量PCR仪(thermo fisher scientific)和KAPA Library Kit (Illumina) Universal qPCR Mix (Roche)试剂盒进行文库定量。定量后通过NextSeq CN 500高通量测序仪完成测序(0.1 X),测序所得的Reads通过BWA软件与人类参考hg19基因组进行对比分析,其检测CNV的分辨率约为>100 kb的拷贝数变异。参考ACMG评级指南[5],将测序所得CNVs数据与DGV、OMIM、DECIPHER、ClinGen、UCSC、gnomAD数据库等进行比对,分析检测结果中CNVs的临床意义。

2 结果

2.1 染色体核型分析

患儿及其父母和哥哥外周血细胞G显带核型分析均未见X染色体短臂明显异常。见图2。

2.2 染色体拷贝数变异检测

患儿及其哥哥的CNV-seq检测结果为Xp22.33p22.31(4140000-9440000)*0,缺失片段为5.3 Mb,共缺失11个OMIM基因(ANOS1、FAM9A、FAM9B、NLGN4X、PNPL4A、PUDP、STS、VCX、VCX2、VCX3A和VCX3B)。经查询ClinGen数据库资源,该片段包含Xp22.31 recurrent region (includes STS)(ISCA ID:ISCA-37417)全部。有充分证据(haploinsufficiency score:3)表明该区域单倍剂量不足的患者临床表现出Ichthyosis、X-linked(XLI)(OMIM:308100)的临床表型。XLI是一种表皮脂类代谢异常疾病,X连锁隐性遗传,又称为X染色体连锁鱼鳞癣,几乎全部见于男性患者,出生时或出生不久后发病,主要临床表征为四肢、面部、颈部、躯干、臀部常见大面积的鳞屑,以颈部、面部、躯干受累最严重,皮损持续存在且不随年龄而改善,部分患者并发角膜混浊、支气管哮喘、过敏性鼻炎等,部分女性携带者有轻度鳞屑出现在臂及胫前,CNV评级为致病性。患儿母亲CNV结果为Xp22.33p22.31(4140000-9440000)*1,提示其染色体Xp22.33p22.31区存在5.3 Mb的杂合缺失。患儿父亲CNV未见异常。见图3。

3 讨论

本研究中患者因隐睾就诊于本院小儿外科,通过查体同时发现该患儿皮肤干燥,伴有鱼鳞状改变,遂充分利用多学科诊疗模式(multi-disciplinary treatment,MDT)优势,积极为患儿寻找“隐睾”的遗传学病因。家系调查时发现,该家系中,患儿哥哥、舅舅和表舅均有相似隐睾及皮肤表现,但未到皮肤科进行规范诊断及治疗,因此高度怀疑X-连锁鱼鳞病(X-linked ichthyosis,XLI)可能。研究[6]提示,CNV-Seq技术能够可靠地检出XLI缺失型变异,是XLI的诊断的新途径。因此遗传咨询医师建议对患儿一家同时行外周血G显带核型分析和家系CNV-seq检测。但由于某些原因未能采集到患儿舅舅和表舅血样进行检测。遗传学检测结果显示,该家系成员染色体核型分析未见明显异常,家系CNV-seq提示患儿及其哥哥X染色体p22.33-p22.31处缺失5.3 Mb区域,共缺失11个OMIM基因(ANOS1、FAM9A、FAM9B、NLGN4X、PNPL4A、PUDP、STS、VCX、VCX2、VCX3A和VCX3B)。经查询ClinGen数据库资源,该片段包含Xp22.31 recurrent region (includes STS)(ISCA ID:ISCA-37417)全部,有充分证据(haploinsufficiency score:3)表明该区域单倍剂量不足的患者临床表现出Ichthyosis,X-linked(XLI)(OMIM:308100)的临床表型,患儿母亲CNV结果为Xp22.33p22.31区域同样存在5.3 Mb的拷贝数缺失,提示患儿及哥哥该片段的缺失来源于携带者母亲。

鱼鳞病是一种皮肤干燥伴鱼鳞状鳞屑,主要累及四肢伸侧或躯干部为特征的遗传性角化障碍性皮肤病。分为常染色体显性遗传性鱼鳞病(包括寻常性鱼鳞病、表皮松解性角化过度鱼鳞病)、X-连锁鱼鳞病(X-linked ichthyosis,XLI)及常染色体隐性遗传鱼鳞病(包括板层状鱼鳞病和非大疱性先天性鱼鳞病样红皮病[7])。XLI是其中重要的一型,主要累及男性患者,女性仅为携带者,男性XLI发病率为1/1 300 ～ 1/1 500[8]。男性病人一般在出生或出生后不久发病,以四肢伸侧及躯干侧、颈、面、耳等部位受累,出现全身皮肤干燥、粗糙、黑褐色的鳞屑。1978年Shapiro等[9]首先发现X连锁隐性遗传鱼鳞病患者成纤维细胞类固醇硫酸酯酶(steroid sulfatase,STS),证实STS基因是其致病基因。STS基因位于全长164 kb的Xp22.31区域,包含10个外显子和2个非编码区,其侧翼序列多为低拷贝重复结构,容易造成同源重组时的缺失[10]。在正常角质层中,STS是一种微粒体酶,能将胆固醇硫酸盐分解为胆固醇和硫酸盐,这一过程对表皮细胞的粘合及正常脱落起重要作用,XLI患者缺乏STS基因,角质层中胆固醇硫酸盐积聚,过多的胆固醇硫酸盐堆积使表皮细胞间的黏附性增加,稳定性增强,导致皮肤角化过度,形成鳞屑[11]。XLI病例中约90%为包括STS基因在内的Xp22.31片段缺失型,少数为小片段缺失和点突变[12]。

隐睾症是另一种皮肤外症状,发生在大约20%的XLI患者中。XLI患者患与睾丸疾病无关的睾丸生殖细胞癌的风险也增加。目前尚不清楚XLI患者隐睾症风险增加是由于STS缺陷还是与睾丸下降有关的X染色体附近基因的同时突变所致,患者的睾丸激素水平、性发育和生育力一般正常[13]。

本家系中除STS基因缺失外,还有10个OMIM基因的缺失。研究[14-16]表明,约8%的STS基因缺失患者伴随相邻基因缺失,由此可导致更加复杂的表型,如发育异常、智力障碍、角膜混浊、支气管哮喘、过敏性鼻炎和室间隔缺损等。本研究的患者及其哥哥和舅舅,仅表现鱼鳞病和隐睾,未发现其他临床症状。

综上,按分子检测结果和相关专家共识[17]对患者行双侧睾丸下降固定术及右侧鞘状突高位结扎术;取鞘状突组织送病检,结果提示“右侧鞘状突”纤维组织增生。术后彩超复查提示,睾丸位于阴囊内,双侧腹股沟管稍增宽,患儿术后恢复好。皮肤行保湿治疗。根据遗传学检测结果,遗传咨询医师告知患儿双亲,在女性携带者与正常人婚配的后代中,由于X连锁隐性遗传的特性,男性后代50%的概率为鱼鳞病患者,建议该家系的女性携带者在将来生育时,应按规范进行产前诊断。