薛慧琴 高庭 孙夏瑜 卢洪涌 周岩 郭跃贞 薛晋杰 朱镭

第一作者：薛慧琴  医学博士 副主任医师

 

【摘要】

目的 明确一例女性性反转伴多发畸形患儿的染色体拷贝数变异的性质及来源，分析其染色体变异与表型的相关性。

方法  首先应用常规G显带分析该例患儿外周血染色体改变，然后应用一种基于高通量全基因组测序的新型染色体畸变检测方法对该例常规核型分析的结果进行精确定位。

结果 该女性患儿常规核型分析为46，XY，性反转。高通量全基因组测序结果验证了性反转，还发现了Xp22.31 p11.4重复，重复片断大小为29.90Mb。临床表现为智力低下，特殊面容，同时伴有运动发育落后、先天性心脏病及癫痫发作等，外生殖器为女性外观。

结论  女性46，XY性反转伴有X染色体短臂末端重复可导致患儿出现多发畸形；与传统的细胞遗传学分析方法相比，基于高通量全基因组测序的新型染色体畸变检测方法在染色体异常分析中具有更高的分辨率和准确性。 

 

【关键词】智力低下；高通量测序；X染色体短臂重复；性反转

 

1 对象与方法

1.1 对象 患儿，女，9岁。抱养儿，出生情况不祥。患儿生后生长发育迟缓，2岁会走，现仍不能独自上下楼梯，不会自己吃饭，生活不能自理，只会说1-2个字，不会说句子。有智力低下，癫痫发作史。体格检查：身高2500px，体重17 kg。身材矮小，可见特殊面容：鼻梁低，眼距宽，嘴角下斜，耳位低（图1a）。有单侧通贯掌，牙齿发育不良，皮肤鱼鳞样改变，摇椅足（图1b），四肢肌张力低下，膝腱反射弱，外生殖器为女性外观。MRI：胼胝体发育不良，脑室旁白质软化症。脑电图：异常儿童脑电图，多量高幅5-7θ波和尖慢波散发。该患儿同时患先天性心脏病（室间隔缺损），三尖瓣关闭不全伴返流。SRY基因检测阴性。

1.2 方法  

1.2.1 染色体核型分析  

   新鲜肝素抗凝外周血加入含20%小牛血清（Invitrogen Gibco，美国）的RPMI 1640培养基液，置于5%二氧化碳培养箱37℃培养72h，收获前1 h加入终浓度为7×10-5 g/L的秋水仙素。常规细胞收获、制片、G显带。镜下计数20个分裂相，配对分析5个核型，核型描述按《人类细胞遗传学国际命名体制》(ISCN2009)。

1.2.2 高通量全基因组测序检测染色体畸变

外周血全基因组DNA采用凯杰试剂盒（QIAGEN，荷兰）按照标准步骤抽提。应用illumina公司的Next Seq 500进行高通量全基因组测序，文库的制备及高通量测序仪上进行深度测序由北京贝瑞和康公司完成。测序所得的Reads通过RUPA快速比对法与人类基因组进行完全匹配比对。比对时，将人类基因组划分为若干个连续的区域，统计每个区域内各个样本完全匹配的Reads个数，根据统计结果计算样本间的log2比值，并采用特定算法判读待测样本的微缺失或微重复区域，进而判断待测样本的染色体情况。

 

2 结果

2.1 染色体核型分析

   该女性患儿的核型为男性 46，XY。染色体核型分析未发现X染色体明显的缺失重复。

2.2 高通量全基因组测序结果分析

   高通量全基因组测序结果显示，其中一条X染色体短臂末端重复Xp22.31 p11.4 (8120001-38020000)×2?，重复片断大小为29.90Mb（图2），Pubmed数据库显示与Xp22.31 duplication syndrome相关，含有超过20个OMIM致病相关基因。Y染色体测序结果曲线平滑，未发现畸变（图3）。

3 讨论

本文报道了一例46, XY性反转女性患儿伴有Xp22.31重复导致的多发畸形，在国内外尚属首次。该患儿为46, XY 性反转女性，发病率约1/100 000。46, XY女性的发生主要由于睾丸性别决定功能的丧失，如X、Y染色体之间长臂末端的易位，或Y染色体与常染色体之间的易位导致含SRY 基因的Yp末端部分缺失，或者因为 SRY 基因突变。该患者核型虽然为46,XY，但患儿检测SRY基因为阴性，推测该患者发生了染色体的重排，导致与性别发育相关的染色体区段出现了问题。染色体Xp22.31区域缺失或重复是人类基因组不稳定的特征性表现，X染色体短臂重复，染色体结构异常，是一种罕见的染色体病[1]。基于高通量全基因组测序的方法来识别基因组改变引起的智力残疾和先天畸形是一种新型、可靠、准确的检测方法。本文用高通量测序的染色体畸变检测方法检测出X染色体短臂末端Xp22.31 p11.4重复，重复片断大小为29.90Mb，以及由其导致的患者矮小、发育迟缓、鱼鳞病样皮肤改变、智力低下、癫痫及畸足等表型异常。

Xp22.3相关联的表型异常综合征，取决于缺失或重复的基因范围及性质[2]。van Steensel等报道了1例Xp22.31 远端8.41MB缺失的男孩，表现为身材矮小、鱼鳞病、严重的精神发育迟滞和Dandy- Walker综合征[3]。Esplin ED等报道了9例以前未报道的Xp22.31重复的患者，大小范围从294 kb到1.6 Mb，涉及STS基因，共同表型为发育迟缓、畸形足、癫痫及喂养困难[4]。而本文报道了性反转伴有X染色体短臂部分三体，包涵了X染色体短臂末端较大范围的重复，涉及的基因多，引起的异常表型范围也广。除了出现发育迟缓、畸形足、癫痫等Xp22.31重复的共同表型外，还出现了矮小、智力低下、鱼鳞病样皮肤改变、心脏发育异常等表型，还伴有胼胝体发育不良，脑室旁白质软化症及脑电图尖慢波改变。Xp22.31 p11.4重复区域含有超过20个基因位点，包括STS、DMD、SMS、WWC3、PHEX、MAGEB 1/2/3/4/16、Cxorf 22/27/59、TMEM47、CNKSR2、 TBL1X、 RAI2 、SMEK3P 、FAM47A 、NHS等，而该患儿Xp22.31 p11.4重复则导致了以上基因位点的剂量效应改变，推测与其多发畸形有关，尤其DMD基因包涵其中，推测与其存在运动发育迟缓，现9岁仍不能独自上楼梯以及肌无力有关[6]。类固醇硫酸酯酶(STS)，与X连锁鱼鳞病有关，故患儿出现鱼鳞病样皮肤改变。与STS基因邻近的其他基因也可受累，此时则会出现相应症状，诸如软骨发育不良、身材矮小、智力发育迟缓、促性腺激素分泌不足等[7]。

由于该患儿常规G显带检测仅发现性反转，未发现其它染色体拷贝数异常，故以致肉眼无法识别，导致了漏诊。但常规G显带不能解释患儿存在的多发畸形，为了进一步明确诊断，对其进行了高通量全基因组测序，发现在患儿X染色体短臂末端存在29.90Mb重复，使该患儿得到了准确及时的诊断，明确了发病原因。由于X染色体末端重复是非常罕见的，在OMIM数据库及DECIPHER数据库均未收录，本文报道了一例性反转伴有X染色体末端重复且表现多发畸形的临床实例，为国内外遗传学家认识该病提供了重要的参考依据。

 

参  考  文  献

[1] Li F1, Shen Y, K?hler U, Sharkey FH, et al.Interstitial microduplication of Xp22.31: Causative of intellectual disability or benign copy number variant? Hum Mol Genet. 2011 ,20(10):1975-88. doi: 10.1093/hmg/ddr078. 

[2] Liu P1, Erez A, Nagamani SC, et al.Copy number gain at Xp22.31 includes complex duplication rearrangements and recurrent triplications. Hum Mol Genet. 2011 ,20(10):1975-88. doi: 10.1093/hmg/ddr078. 

[3] van Steensel MA, Vreeburg M, Engelen J ,et al. Contiguous gene syndrome due to a maternally inherited 8.41 Mb distal deletion of chromosome band Xp22.3 in a boy with short stature, ichthyosis, epilepsy, mental retardation, cerebral cortical heterotopias and Dandy-Walker malformation. Am J Med Genet A. 2008,146A (22):2944-2949. doi: 10.1002/ajmg.a.32473

[4] Esplin ED1,Li B,Slavotinek A,et al. Nine patients with Xp22.31 micro- duplication,cognitive deficits,seizures,and talipes anomalies. Am J Med Genet A, 2014 ,164A(8):2097-2103. doi: 10.1002/ajmg.a.36598. 

[5] Monnot S1, Giuliano F, Massol C, et al. Partial Xp11.23-p11.4 duplication with random X inactivation: clinical report and molecular cytogenetic characterization. Am J Med Genet A. 2008 ,146A(10):1325-1329. doi: 10.1002/ajmg.a.32238.

[6] Olson H1, Shen Y, Avallone J, et al. Copy number variation plays an important role in clinical epilepsy. Ann Neurol. 2014,75(6):943-58. doi: 10.1002/ana.24178. 

[7] Hung C1, Ayabe RI, Wang C, et al.Pre-Descemet corneal dystrophy and X-linked ichthyosis associated with deletion of Xp22.31 containing the STS gene. Cornea. 2013,32(9):1283-1287. doi: 10.1097/ICO.0b013e318298e176.