синдром делеции 22q13 | |
---|---|
Другие имена | Синдром Фелана–МакДермида |
Мутации хромосомы 22 вызывают синдром 22q13. | |
Специальность | Генетика |
Синдром делеции 22q13 , известный как синдром Фелана–МакДермида ( ПМС ), является генетическим заболеванием, вызванным делециями или перестройками на конце q (длинном плече) хромосомы 22. Любая аномальная генетическая вариация в области q13, которая проявляется значительными проявлениями ( фенотипом ), типичными для терминальной делеции, может быть диагностирована как синдром делеции 22q13. Среди исследователей существуют разногласия относительно точного определения синдрома делеции 22q13. [1] Консорциум по синаптопатиям развития определяет ПМС как вызванный мутациями SHANK3 , определение, которое, по-видимому, исключает терминальные делеции. [2] Требование включить SHANK3 в определение поддерживается многими, но не теми, кто впервые описал синдром делеции 22q13. [3]
Прототипическая терминальная делеция 22q13 может быть обнаружена с помощью анализа кариотипа , но многие терминальные и интерстициальные делеции слишком малы. Доступность технологии ДНК-микрочипов для одновременного выявления нескольких генетических проблем стала диагностическим инструментом выбора. Падающая стоимость полного секвенирования экзома и, в конечном итоге, полного секвенирования генома может заменить технологию ДНК-микрочипов для оценки кандидатов. Однако тесты флуоресцентной гибридизации in situ (FISH) остаются ценными для диагностики случаев мозаицизма (мозаичной генетики) и хромосомных перестроек (например, кольцевой хромосомы , несбалансированной хромосомной транслокации ). Хотя ранние исследователи искали моногенное ( генетическое заболевание с одним геном ) объяснение, недавние исследования не подтвердили эту гипотезу (см. Этиология).
У затронутых лиц наблюдается широкий спектр медицинских и поведенческих проявлений (таблицы 1 и 2). [4] [5] [6] [7] Пациенты неизменно характеризуются глобальной задержкой развития, умственной отсталостью, аномалиями речи, поведением, подобным РАС , гипотонией и легкими дисморфическими чертами . [4] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] В таблице 1 обобщены дисморфические и медицинские состояния, которые были зарегистрированы у лиц с ПМС. В таблице 2 обобщены психиатрические и неврологические симптомы, связанные с ПМС. Большинство исследований включают небольшие выборки или полагаются на родительские отчеты или обзор медицинских карт для сбора информации, что может частично объяснить изменчивость в проявлении некоторых из представленных признаков. Для дальнейшей характеристики фенотипа необходимы более крупные проспективные исследования.
Дисморфическая черта | Процент (%) | Сопутствующие заболевания | Процент (%) |
---|---|---|---|
Макроцефалия | 7–31 | Гипотиреоз | 3–6 |
Микроцефалия | 11–14 | Нарушение сна | 41–46 |
долихоцефалия | 23–86 | Гастроэзофагеальный рефлюкс | 42–44 |
Длинные ресницы | 43–93 | Повышение болевого порога | 10–88 |
Нос картошкой | 47–80 | Запор /диарея | 38–41 |
Высокое сводчатое нёбо | 25–47 | Аномалии мозговой визуализации | 7–75 |
Неправильный прикус /широко расставленные зубы | 19 | Рецидивирующие инфекции верхних дыхательных путей | 8–53 |
Полные щеки | 25 | Почечные аномалии | 17–26 |
Острый подбородок | 22–62 | Лимфедема | 8–53 |
Большие мясистые руки | 33–68 | Приступы | 14–41 |
Гипопластические/диспластические ногти | 3–78 | Косоглазие | 6–26 |
Гиперрасширяемость | 25–61 | Низкий рост | 11–13 |
Аномальное искривление позвоночника | 22 | Высокий рост/ускоренный рост | 3–18 |
Крестцовая ямочка | 13–37 | Пороки сердца | 3–25 |
Синдактилия 2 и 3 пальцев стопы | 48 | Преждевременное или запоздалое половое созревание | 12 |
Психиатрические и неврологические проявления | Процент (%) |
---|---|
Расстройство аутистического спектра | >25 |
Интеллектуальная инвалидность | ~100 |
Глобальная задержка развития | ~100 |
Отсутствует или сильно нарушена речь | >75 |
Сенсорное поисковое поведение (засовывание предметов в рот) | >25 |
Скрежетание зубами | >25 |
Гиперактивность и невнимательность | >50 |
Стереотипные движения | >50 |
Гипотония | >50 |
Нарушения мелкой и крупной моторики | >90 |
Плохая мелкая моторная координация | >90 |
Нарушения походки | >90 |
Нарушения визуального слежения | >85 |
Судорожное расстройство | 17–41 |
Структурные аномалии мозга | 44–100 |
Проблемы со сном | >40 |
Различные делеции затрагивают терминальную область длинного плеча хромосомы 22 ( отцовская хромосома в 75% случаев, [ требуется ссылка ] ) от 22q13.3 до 22qter. Хотя делеция чаще всего является результатом мутации de novo, существует наследственная форма, возникающая в результате семейных хромосомных транслокаций, затрагивающих хромосому 22. В форме de novo размер терминальной делеции варьируется и может составлять от 130 Кб (130 000 пар оснований ) до 9 Мб. Делеции размером менее 1 Мб встречаются очень редко (около 3%). Остальные 97% терминальных делеций затрагивают около 30–190 генов (см. список ниже). Одно время считалось, что размер делеции не связан с основными клиническими признаками. [17] Это наблюдение привело к акценту на гене SHANK3 , который находится близко к терминальному концу хромосомы 22. Интерес к SHANK3 рос, поскольку он стал ассоциироваться с расстройством аутистического спектра (РАС) и шизофренией . [18] С тех пор двенадцать других генов на 22q13 ( MAPK8IP2 , [19] CHKB , [20] SCO2 , [21] SBF1 , [22] PLXNB2 , [23] MAPK12 , [24] PANX2 , [25] BRD1 , [26] CELSR1 , [27] WNT7B , [28] TCF20 [29] ) были связаны с расстройством аутистического спектра и/или шизофренией (см. ссылки ниже). Некоторые мутации SHANK3 имитируют синдром делеции 22q13, но мутации и микроделеции SHANK3 имеют весьма различное влияние. [ необходима цитата ]
Некоторые из основных признаков синдрома делеции 22q13 зависят от размера делеции и не зависят от потери SHANK3 . [30] [31] [32] Как отмечалось выше, дистальный 1 Мб 22q представляет собой богатую генами область. Слишком мало клинических случаев, чтобы статистически измерить связь между размером делеции и фенотипом в этой области. SHANK3 также соседствует с кластером генов ( ARSA и MAPK8IP2 ) [33] , который с высокой вероятностью способствует РАС, [34] что позволяет предположить, что эффекты делеции SHANK3 могут быть неотличимы от других генетических потерь. Знаменательное исследование нейронов индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, культивируемых у пациентов с синдромом делеции 22q13, показывает, что восстановление белка SHANK3 приводит к значительному, но неполному восстановлению мембранных рецепторов, что подтверждает как существенную роль SHANK3 , так и дополнительную роль других генов в дистальном участке 1 Мб хромосомы 22. [35]
Существует интерес к влиянию MAPK8IP2 (также называемого IB2) на синдром делеции 22q13. [36] MAPK8IP2 особенно интересен, поскольку он регулирует баланс между рецепторами NMDA и рецепторами AMPA . [37] Гены SULT4A1 [38] и PARVB [39] могут вызывать синдром делеции 22q13 в случаях более проксимальных интерстициальных и крупных терминальных делеций. [32] В регионе 22q13 имеется около 187 генов, кодирующих белки. [40] Группа генов ( MPPED1 , [41] CYB5R3 , [42] FBLN1 , [43] NUP50 , [44] C22ORF9 , [45] KIAA1644 , [46] PARVB , [39] TRMU, [47] WNT7B [48] и ATXN10 [49] ), а также микроРНК могут способствовать потере языка, признаку, который заметно варьируется в зависимости от размера делеции. [50] В том же исследовании было обнаружено, что макроцефалия, наблюдаемая у пациентов с синдромом делеции 22q13, может быть связана с WNT7B . FBLN1 отвечает за синполидактилию, а также за ее вклад в неврологические проявления (OMIM 608180).
RABL2B | АКР | ШАНК3 | АРСА | MAPK8IP2 | ЧКБ | CPT1B | SYCE3 | KLHDC7B | ОДФ3Б | ТИМП | СКО2 |
NCAPH2 | ЛМФ2 | МИОКС | АДМ2 | СБФ1 | ППП6Р2 | DENND6B | ПЛХНБ2 | МАРК11 | МАРК12 | HDAC10 | TUBGCP6 |
СЕЛО | ТРАБД | ПАНХ2 | MOV10L1 | МЛК1 | ИЛ17РЕЛ | ПИМ3 | CRELD2 | АЛГ12 | ZBED4 | БРД1 | ФАМ19А5 |
FLJ32756 | TBC1D22A | CERK | ГРАММ4 | CELSR1 | ТРМУ | BC069212 | ГТСЕ1 | ТТС38 | ПКДРЕЙ | CDPF1 | ППАРА |
WNT7B | ATXN10 | ФБЛН1 | РИБК2 | SMC1B | ФАМ118А | УПК3А | KIAA0930 | НУП50 | ПХФ21Б | PRR5-ARHGAP8 | LDOC1L |
KIAA1644 | ПАРВГ | ТРНК_SeC | ПАРВБ | СЭММ50 | ПНПЛА3 | ПНПЛА5 | СУЛЬТ4А1 | EFCAB6 | MPPED1 | СКУБ1 | ТТЛЛ12 |
ТСПО | МХАТ | БИК | ТТЛЛ1 | ПАКСИН2 | ARFGAP3 | А4ГАЛТ | АТФ5Л2 | DL490307 | CYB5R3 | РНУ12 | ПОЛДИП3 |
СЕРХЛ2 | РРП7А | НФАМ1 | TCF20 | CYP2D6 | НДУФА6 | СМДТ1 | ФАМ109Б | НАГА | WBP2NL | CENPM | TNFRSF13C |
ШИСА8 | СРЕБФ2 | CCDC134 | МЭИ1 | C22orf46 | NHP2L1 | XRCC6 | ДЕЗИ1 | ПММ1 | CSDC2 | POLR3H | АСО2 |
ПХФ5А | ТОБ2 | ТЭФ | ZC3H7B | РАНГАП1 | ЧАДЛ | L3MBTL2 | ЭП300 | РБХ1 | ДНКJB7 | XPNPEP3 | СТ13 |
SLC25A17 | MCHR1 | МКЛ1 | СГСМ3 | АДСЛ | TNRC6B | ФАМ83Ф | ГРАФ2 | ENTHD1 | CACNA1I | РПС19БП1 | АТФ4 |
SMCR7L | МГАТ3 | ТАБ1 | СНОРД43 | РПЛ3 | PDGFB | CBX7 | APOBEC3H | APOBEC3F | APOBEC3D | APOBEC3C | APOBEC3B |
CBX6 | NPTXR | ДНКАЛ4 | ВС2 | ГТФБП1 | JOSD1 | ТОММ22 | CBY1 | ФАМ227А | DMC1 | DDX17 | KDELR3 |
KCNJ4 | CSNK1E | TMEM184B | МАФФ | МАФФ | ПЛА2Г6 | BAIAP2L2 | SLC16A8 | ВЫБОР1 | SOX10 | ПОЛР2Ф | C22orf23 |
MICALL1 | EIF3L | АНКРД54 | ГАЛР3 | GCAT | H1F0 | ТРИОБП | НОЛ12 | LGALS1 | Ш3БП1 | ГГА1 | LGALS2 |
CDC42EP1 | КАРТА10 | МФНГ | ЭЛФН2 | CYTH4 |
Таблица генов, кодирующих белок, участвующих в синдроме делеции 22q13 (на основе Human Genome Browser – сборка hg38 [51] ). Подчеркивание идентифицирует 13 генов, которые связаны с аутизмом. [52] [53] [54] [55] Жирный шрифт идентифицирует гены, связанные с гипотонией (на основе поиска Human Phenotype Browser [56] по запросу «гипотония» и базы данных OMIM [57] ).
Генетическое тестирование необходимо для подтверждения диагноза ПМС. Прототипическая терминальная делеция 22q13 может быть обнаружена с помощью анализа кариотипа , но многие терминальные и интерстициальные делеции слишком малы для обнаружения этим методом. [8] [58] Хромосомный микроматричный анализ следует назначать детям с подозрением на задержку развития или РАС. [59] [60] Большинство случаев будет идентифицировано с помощью микроматричного анализа; однако небольшие вариации в генах могут быть пропущены. Снижение стоимости полного экзомного секвенирования может заменить технологию ДНК-микроматричного анализа для оценки генов-кандидатов. Биологические родители должны быть проверены с помощью флуоресцентной гибридизации in situ (FISH), чтобы исключить сбалансированные транслокации или инверсии. Сбалансированная транслокация у родителя увеличивает риск рецидива и наследуемости в семьях (рисунок 3). [61]
Необходимо провести клиническую генетическую оценку и обследование на дисморфологию для оценки роста, полового развития, дисморфических черт (таблица 1) и скрининга на предмет дефектов органов (таблица 2).
Все пациенты должны пройти комплексную оценку развития, когнитивных способностей и поведения у врачей с опытом работы с расстройствами развития. Когнитивная оценка должна быть адаптирована для лиц со значительными задержками речи и развития. [8] Все пациенты должны быть направлены на специализированные оценки речи/языка, трудотерапии и физиотерапии.
Лица с ПМС должны регулярно наблюдаться у детского невролога для контроля развития моторики, координации и походки, а также состояний, которые могут быть связаны с гипотонией. [9] Окружность головы следует измерять регулярно до 36 месяцев. Учитывая высокую частоту судорожных расстройств (до 41% пациентов), о которой сообщается в литературе у пациентов с ПМС, и ее общее негативное влияние на развитие, следует рассмотреть возможность проведения ночной видео-ЭЭГ на ранней стадии для исключения судорожной активности. Кроме того, следует рассмотреть возможность проведения базовой структурной МРТ мозга для исключения наличия структурных аномалий. [5]
Всем пациентам следует провести базовую ультрасонографию почек и мочевого пузыря, а также цистоуретрограмму при мочеиспускании, чтобы исключить структурные и функциональные аномалии. Почечные аномалии отмечаются у 38% пациентов с ПМС. [62] [63] У пациентов с ПМС были зарегистрированы везикоуретральный рефлюкс, гидронефроз, агенезия почек, диспластическая почка, поликистоз почек и рецидивирующие инфекции мочевыводящих путей.
Врожденные пороки сердца (ВПС) регистрируются в выборках детей с ПМС с различной частотой (до 25%)(29,36). Наиболее распространенные ВПС включают регургитацию трехстворчатого клапана, дефекты межпредсердной перегородки и открытый артериальный проток . Следует рассмотреть возможность проведения кардиологического обследования, включая эхокардиографию и электрокардиограмму. [8]
Желудочно-кишечные симптомы распространены у лиц с ПМС. Часто описываются гастроэзофагеальный рефлюкс, запор, диарея и циклическая рвота. [64]
Таблица 3: Рекомендации по клинической оценке при синдроме Фелан-Макдермида
Медицинская специальность | Оценка рекомендуется |
Первичная медицинская помощь/Развитие педиатрии | Тщательный и регулярный мониторинг |
Оценка слуха | |
Визуальная оценка | |
Мониторинг роста, веса и ИМТ | |
Отоларингология (ЛОР) | |
Детская стоматология | |
Физиотерапевт/физиотерапевт | |
Психиатрия и психология | Психиатрическая оценка с акцентом на расстройства аутистического спектра |
График диагностического наблюдения за аутизмом (ADOS) | |
Оценка когнитивных способностей или развития | |
Оценка/терапия речи и языка | |
Тестирование адаптивных функций | |
Оценка образования | |
Трудотерапия | |
Неврология | развитие моторики, координации и контроль походки, а также состояния, которые могут быть связаны с гипотонией, такие как нервно-мышечный сколиоз и проблемы с кормлением |
Ночное видео ЭЭГ | |
Структурная МРТ головного мозга | |
Окружность головы до 36 месяцев | |
Нефрология | УЗИ почек и мочевого пузыря |
Кардиология | Эхокардиограмма |
ЭКГ | |
Эндокринология | Функция щитовидной железы |
Оценка питательной ценности |
Истинная распространенность ПМС не определена. По данным Фонда синдрома Фелан-Макдермид, во всем мире было выявлено более 1200 человек. [65] Однако считается, что это заболевание недодиагностировано из-за неадекватного генетического тестирования и отсутствия специфических клинических признаков. Известно, что оно встречается с одинаковой частотой у мужчин и женщин. Исследования с использованием хромосомного микрочипа для диагностики показывают, что по крайней мере 0,5% случаев РАС можно объяснить мутациями или делециями в гене SHANK3 . [58] Кроме того, когда РАС связано с умственной отсталостью, мутации или делеции SHANK3 были обнаружены у 2% людей. [66] [67]
Первый случай ПМС был описан в 1985 году Уоттом и соавторами, которые описали 14-летнего мальчика с тяжелой умственной отсталостью, легкими дисморфическими чертами и отсутствием речи, что было связано с терминальной потерей дистального плеча хромосомы 22. [68] В 1988 году Фелан и соавторы описали схожую клиническую картину, связанную с делецией de novo в 22q13.3. Последующие случаи были описаны в последующие годы с похожей клинической картиной. Фелан и соавторы (2001) сравнили 37 субъектов с делециями 22q13 с особенностями 24 случаев, описанных в литературе, и обнаружили, что наиболее распространенными признаками были глобальная задержка развития, отсутствие или задержка речи и гипотония. В 2001 году Бональя и соавторы [69] описали случай, который связывал синдром делеции 22q.13 с нарушением гена SHANK3 (также называемого ProSAP2 ). В следующем году Андерлид и др. (2002), [70] уточнили область в 22q13, предположительно ответственную за общее фенотипическое проявление синдрома, до 100 кб в 22q13.3. Из трех затронутых генов SHANK3 был идентифицирован как критический ген из-за его паттерна экспрессии и функции. Уилсон и др. [71] (2003) оценили 56 пациентов с клиническим проявлением ПМС, у всех из которых была функциональная потеря одной копии гена SHANK3 . Однако позже та же группа продемонстрировала, что потеря гена SHANK3 не была необходимым условием для расстройства. [72]