全外显子组测序揭示复合杂合性的种族不同PEX7突变负责Rhizomelic软骨发育异常Punctata, 1型

文摘

我们描述两兄弟给了出生时骨骼生长异常,紧随其后的是日益严重的智力和身体残疾的发展,增长限制,癫痫、小脑和脑干萎缩,但正常的表型。案例1死在19岁的时候由于没有统一的诊断慢性呼吸道疾病。哥哥仍活着,但在19岁严重残疾。全外显子组测序鉴定复合杂合的停止突变过氧物酶体生物起源因素7基因在两个人。这个基因的突变导致rhizomelic软骨发育异常punctata, 1型(RCDP1)。一个突变,只记录一次,之前在日本家庭,感兴趣的是这两个男孩是欧洲血统的。其他的突变,,发现大约有50%的RCDP1病人。这些是第一RCDP1病例描述的共同继承和突变和演示韦斯的实用例明确诊断。

1。介绍

Rhizomelic软骨发育异常punctata 1型(RCDP1;人类215100),造成的突变过氧物酶体生物起源因素7(PEX7;人类601757年)通常的特点是严重,产前骨骼生长缺陷导致身材矮小,神经损伤、白内障。温和的表型与基因型的增长和生化谱已报告(1- - - - - -3]。RCDP估计影响大约每100000名儿童(11,4),1型占超过90%的病例(3]。的PEX7酶基因编码的目标所需的受体蛋白质含有过氧物酶体目标信号2,包括酶phytanoyl-CoA羟化酶和alkyl-dihydroxyacetone磷酸合成酶。这些酶的酶参与α氧化的植烷酸和缩醛磷脂的合成醚脂质,分别。这些过程中断导致RCDP1的关键生化特征,等离子体植烷酸和低红细胞缩醛磷脂水平升高,这发生在正常的等离子体的存在很长链脂肪酸(VLCFA)水平(由游荡了5])。我们描述一个sib-pair变量植烷酸水平加上正常水平的VLCFA面对全球发展迟缓,轻微的骨骺发育不良,癫痫,可怜的增长,微妙的先天性畸形,小脑和脑干萎缩。受到影响的两个人是唯一一例儿童(7流产)无关的欧洲血统的父母。使用全外显子组测序我们确定了两个停止突变PEX7基因,随后RCDP1诊断。

2。案例1

案例1出生在词后妊娠并发羊水不足。他低肌肉张力和所需的氧气和有助于面罩出生后立即复苏。他呼吸通常在3分钟(阿普加63和9的成绩和出生后五分钟,职责)。出生体重(3210克),头围(34厘米)第25百分位。他指出最初小颌畸形和挛缩的手和脚但美联储,在第三天出院。6个月,发育迟缓所有里程碑明显和增长远低于第三百分位(6公斤7个月)。在3岁,生长缺陷在他长骨头的末端(与喇叭metaphyses骨骺发育不良和小骨骺骨化中心)报告。射线照片12岁显示点状的膝盖骨的骨化中心和标志metaphyseal倾斜(补充图1在网上补充材料http://dx.doi.org/10.1155/2015/454526)。发展仍明显推迟,难以癫痫导致回归。增长仍然差10公斤的体重在6岁(≪第三百分位)尽管补充喂养,和视觉评估是正常的(去年执行10年)。过氧化物酶病疾病最初认为,植烷酸水平升高与正常VLCFAs被报道在6岁。然而,重复植烷酸水平是正常的,因此一种过氧化物酶病障碍被认为(补充表1)仍被排除在外的人。脑磁共振成像(MRI)在10岁显示髓鞘化延迟和脑干和小脑萎缩(补充图2),他发达进步的脊柱侧凸和胸部感染和复发死在19岁,没有统一的诊断。尸检证实异常后脑和脑干。

3所示。案例2

案例2出生在35周的妊娠选择性剖腹产由于贫穷从32周胎儿的增长和减少酒。阿普加分数在正常范围(8¹和9⁵)。他膝盖的弯曲挛缩,需要呼吸支持24小时。以及髌点状钙化,近端股骨和肱骨(头和内上髁)很明显,但是没有缩短四肢的报告。他后来开发的骨骺发育不良的证据与metaphyseal扩口(补充图1),他稍微突出面部先天性畸形和不警报和互动,但否则遵循了类似的发展和增长轨迹,他的兄弟。17岁的他重达19.6公斤。他有严重的智力和身体损伤增加脑病和难以癫痫6岁开始。他依赖于日常生活,很大程度上是相往来的所有活动。没有明确的证据,没有多系统疾病和白内障。大脑核磁共振在6岁类似于他的兄弟和重复扫描在17岁了温和的小脑萎缩(补充图2),neurometabolic检查完成。唯一的异常是高架neopterin和低生物单胺代谢产物,被认为是次要的大脑疾病。 Phytanic acid was elevated and VLCFAs were reported as normal (Supplementary Table 1).

4所示。外显子组测序

这个sib-pair识别因果变异的底层,我们两兄弟全外显子组测序完成。这项研究是通过新西兰北部B健康与残疾伦理委员会(12 /“挪威通讯社”星期六报导/ 59),和家长提供书面知情同意。我们获得的平均覆盖率71年和74年,分别在目标区域,发现46794个高质量的变异与整合sib-pair基因型。19439纯合子的变体被过滤删除基因型观察不止一次在123年控制新西兰和变异等位基因外显子经常观察到欧洲(补充表2)。剩下的114人中只有一个纯合子的变异可能是功能(RTKN2),但并不是位于基因与小脑性共济失调或萎缩。

27355杂合变异体的发现在这两个兄弟姐妹,1447还很少或没有在欧洲人口调查或控制外;其中,238个变异是潜在的功能。五个基因携带不止一个罕见的和潜在的功能变体和满足我们的最低标准复合隐形遗传(补充表2)产生的突变CHTF18,FSIP2,MYOM2被排除在进一步考虑基于已知基因的生物功能和疾病关联。两个中产生的CACNA1H(加入RefSeq NG_012647.1;人类607904),这是一个儿童失神癫痫易感性基因(人类611942)。两个stop-gain变异,c.694C > T,(rs121909153)和,(rs1805137)PEX7基因(加入RefSeq NG_008462.1)功能是最重要的基因突变,并经聚合酶链反应和Sanger测序验证影响儿童和他们的父母影响,证实复合杂合的继承(图1)。突变都是极其罕见的,之前已经确定为致病,导致RCDP1。的变异估计占> RCDP1病例的50% (1,2,7]。的突变只有被发表在一个血缘的日本父子三人8,9)和报告在一个杂合的载体从南亚10]。这是第一次,据我们所知,它已被确定在欧洲血统的人。后基因诊断(18岁)红细胞磷脂(缩醛磷脂)也发现明显下降,这是符合诊断RCDP1(补充表1)。

5。讨论

全外显子组测序鉴定两个复合杂合的stop-gain突变PEX7基因在两位新西兰欧洲血统的孩子主要是面对全球发展迟缓,轻微的骨生长缺陷,癫痫,可怜的增长,微妙的面部先天性畸形、小脑和脑干萎缩。小脑萎缩是一种证据确凿的现象在RCDP1和脑干病变之前已经报道过在过氧化物酶病障碍(11- - - - - -13]。Ichthyotic皮肤、腭裂和先天性心脏病中,并未观察到。近端肢体缩短和白内障没有注意到孩子们,和他们的神经退化和贫困增长严重但是古典RCDP1相比减毒。有趣的是,两国白内障也没有观察到在另一个案例报告突变(9),扩大表型RCDP1和强调通过下一代测序诊断的重要性。的PEX7这里描述突变之前报道,但不是在这个组合。其中一个突变,占RCDP1 ~ 50%情况下,由于奠基者效应在欧洲北部高加索人群(1]。第二次突变,,只有被发表在一个日本血统的家庭,和一个杂合的个人来自南亚据报道在ExAc数据库(10)(全球等位基因频率= 8.23×10⁻⁶)。提出sib-pair表明突变并不局限于亚洲人口和表明它应该在欧洲情况下筛选。

在新生儿涉嫌RCDP1、生化诊断的障碍通常是由红细胞缩醛磷脂水平降低的检测;植烷酸水平升高通常只观察后6 - 12个月大的时候,由于植烷酸来源于饮食。然而,在老年患者(大于12个月的年龄),等离子体植烷酸分析是常用的作为主要生化RCDP1的诊断工具。在这项研究中,分析了哥哥在6岁然后正常植烷酸水平升高。波动植烷酸水平也得到2。这些结果,VLCFA加上正常的水平,比预期的更微妙的临床特征相关的酶导致的错误排除障碍,尽管来自多个专家的评论。虽然早期研究表明儿童正常植烷酸水平的存在RCDP1的温和的演讲(11,14两兄弟姐妹),相对严重的临床表现,结合以前描述的存在两个废话变异PEX7基因,使观察到的振动植烷酸水平相当意外。这个结果强调RCDP1的生化谱表明,在RCDP1嫌疑的情况下,红细胞缩醛磷脂分析应该与植烷酸测试并行执行。

有趣的是,先前确定的孩子还港两个变体(rs57552791和rs58173258)CACNA1H基因(遗传的隐性复合杂合的方式),这是一个儿童失神癫痫易感性基因。rs58173258变体(p.A876T)被发现与疾病状态隔离一个家庭与癫痫研究鹭et al。15];然而,家庭内的表型是多样化。当研究在体外,变种被发现改变通道活动导致增加通道功能(15]。因此,它是可能的,这两个单核苷酸变异导致癫痫表型观察到这两个孩子,虽然他们的癫痫发作不似乎更明显比其它RCDP1观察到病人和他们的核磁共振发现典型的严重RCDP1 [11]。鉴于大多数RCDP1患者出现癫痫发作,需要进行进一步的研究来推断这些潜在的作用CACNA1H变体。

外显子组的快速发展和降低成本和全基因组测序进行表型诊断RCDP1容易等多样化的条件。这就是诊断以本文提供的sib-pair通过全外显子组测序提供了脚手架的解释临床历史和生化结果,没有完全符合RCDP1的经典描述。这种方法允许统一诊断出生后26年例1,担保的使用下一代测序诊断严重的神经发育障碍。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者要感谢中心基因组学、蛋白质组学和代谢组学奥克兰大学的桑格测序服务和新西兰eScience高性能计算基础设施的支持。杰西·c·雅各布森卢瑟福发现奖学金支持来自政府资助,由英国皇家学会的新西兰,斯蒂芬·p·罗伯逊支持治疗孩子新西兰,和克劳斯lehert是头脑慈善信托基金支持的想法。这项研究是由新西兰和奥克利的神经基础心理健康研究基金会。他们会感谢家人同意参与这项研究。

补充材料

引用

1. n e·布雷弗曼,a . b .莫泽和s . j . Steinberg”Rhizomelic软骨发育异常punctata 1型,”GeneReviewsr . a .冰内生物,m·p·亚当,h·h·Ardinger et al .,。美国华盛顿大学西雅图,洗,2001。视图:谷歌学术搜索
2. a . m .混杂,p .英国l . Gerez et al .,“突变谱PEX7基因突变等位基因的功能分析78例rhizomelic软骨发育异常punctata 1型,”美国人类遗传学杂志》上,卷70,不。3、612 - 624年,2002页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
3. m .野口m . Honsho y安倍et al .,“轻度减少缩醛磷脂原因rhizomelic软骨发育异常punctata:功能描述一种新的突变,”人类遗传学杂志》上卷,59号7,387 - 392年,2014页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
4. c·斯托尔b . Dott M.-P。罗斯,y Alembik“出生骨骼发育异常的患病率,”临床遗传学,35卷,不。2、88 - 92年,1989页。视图:谷歌学术搜索
5. r . j .游荡”,代谢和酶分子基础的障碍:一个评论,”美国医学遗传学杂志》的一部分,卷126,不。4、355 - 375年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
6. 诉阿普加”,建议一种新的评价方法的新生婴儿,”当前研究麻醉和镇痛,32卷,不。4、260 - 267年,1953页。视图:谷歌学术搜索
7. p .英国人混杂,大肠Hogenhout et al .,“分子基础的rhizomelic软骨发育异常punctata I型:高频率的低浓缩铀- 292停止在38例突变,”遗传性代谢疾病杂志》上,21卷,不。3、306 - 308年,1998页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
8. 铃木n . Shimozawa y, z . Zhang et al .,“PEX7基因的一种新颖的无义突变患者rhizomelic软骨发育异常punctata,”人类遗传学杂志》上,44卷,不。2、123 - 125年,1999页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
9. 铃木y . n . Shimozawa k Izai et al .,“过氧化物酶病3-ketoacyl-CoA硫解酶部分加工成纤维细胞从患者rhizomelic软骨发育异常punctata,”遗传性代谢疾病杂志》上,16卷,不。5,868 - 871年,1993页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
10. 外显子组聚合财团(ExAC),剑桥,质量,美国,2015年5月,http://exac.broadinstitute.org。
11. a . m . Bams-Mengerink j·h·t·m·Koelman h . Waterham p·g·巴斯和b t .轮询”的神经病学rhizomelic软骨发育异常punctata,”Orphanet罕见疾病杂志》上,8卷,不。1,第174条,2013。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
12. c·n·布雷弗曼得意Argyriou, a .莫泽“人类疾病的过氧物酶体生物起源:齐薇格频谱和rhizomelic软骨发育异常punctata,”分子机器参与过氧物酶体生物起源和维护c . Brocard和a . Hartig Eds。,pp. 63–90, Springer, Vienna, Austria, 2014.视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
13. s . Ferdinandusse巴克,k·拉克兰et al .,“成人过氧化物酶病acyl-coenzyme氧化酶缺乏小脑和脑干萎缩,”《神经学、神经外科、精神病学,卷81,不。3、310 - 312年,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
14. r·j·a·p·g·巴斯飘荡,r·b·h·Schutgens和c r . Staalman”变体rhizomelic软骨发育异常punctata (RCDP)与普通等离子体植烷酸:clinico-biochemical界定一个亚型和互补研究,“美国医学遗传学》杂志上,卷62,不。2、164 - 168年,1996页。视图:谷歌学术搜索
15. s e .鹭h . Khosravani d Varela et al .,“扩展频谱的特发性全身性癫痫与CACNA1H功能变体,“神经病学年鉴,卷62,不。6,560 - 568年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

版权

版权©2015杰西·c·雅各布森等。这是一个开放的分布式下文章知识共享归属许可,它允许无限制的使用、分配和复制在任何媒介,提供最初的工作是正确引用。