1例X連鎖隱性遺傳魚鱗病合并隱睪患兒家系的遺傳學分析

林芳,景亞玲,張傳英,牟燕,鄧睿,唐麗萍,宋桂芹,趙明才,劉曉芳

(遂寧市中心醫院,1.產前診斷中心;2.生殖醫學中心;3.兒外科,四川 遂寧 629000;4.川北醫學院基礎醫學與法醫學研究所,四川 南充 637000;5.遂寧市中心醫院檢驗科,四川 遂寧 629000)

魚鱗病常見四肢伸側或軀干部皮膚干燥、粗糙,伴有菱形或多角鱗狀脫屑,多由遺傳因素引起,是一組以皮膚角化障礙為主的疾病[1]。隱睪癥是指胎兒時期睪丸不能按正常發育過程沿腹膜鞘突經腹股溝管遷移,致使一側或雙側睪丸不能下降到同側陰囊內,其病因可能與基因、激素合成與分泌、解剖以及環境因素等有關,是男性生殖系統先天畸形中最常見的一種現象[2]。由不同致病基因引起的魚鱗病、隱睪癥,可伴有不同癥狀,治療方法和預后也不一樣[3]。本研究擬采用染色體G顯帶核型分析和低深度全基因組拷貝數變異測序分析(copy number variation sequencing,CNV-seq)技術,對1例魚鱗病合并隱睪的患兒進行家系遺傳學分析,以明確導致患兒發育異常的可能原因。

1 資料與方法

1.1 一般資料

患兒,男性,3歲,以“發現雙側陰囊內無睪丸1年余”就診。查體:身高92 cm,體重15 kg,神志清,精神好,心肺腹無異常,無特殊面容。雙側陰囊發育偏差,雙側陰囊空虛,其內未觸及睪丸,在雙側腹股溝區捫及類似睪丸樣包塊,大小約為1.0 cm×0.6 cm×0.5 cm,表面光滑,活動度可,無觸痛,不能下拉至陰囊內。右側陰囊內可觸及無痛性包塊,透光實驗(+),陰莖發育偏小。患兒全身皮膚干燥、彈性減退、粗糙,皮膚似魚鱗樣改變,但未治療,期間常因感冒發燒、肺炎進行治療。患兒足月剖宮產,第2胎2產,父母非近親結婚,生后奶粉喂養,2月抬頭,4月翻身,6月坐,9月站,1歲1月走,易感冒。性激素6項:促黃體激素0.06 mIU/mL(↓),雌二醇<10.0 pg/mL(↓),泌乳刺激素28.9 ng/mL(↑),睪酮0.15 nmol/L,孕酮<0.1 ng/mL,促卵泡激素0.1 mIU/mL(↓)。患兒B超提示雙側睪丸位置偏高,右側鞘膜積液。家中哥哥、舅舅及表舅也有類似皮膚和隱睪等癥狀,據此繪制系譜圖。見圖1。

1.2 染色體G顯帶核型分析

對患兒及其家庭成員的外周血進行培養,收獲和胰酶G顯帶,核型圖像經蔡司全自動染色體掃描分析系統掃描和采集,每張玻片采集50個核型。每個標本至少分析8個核型和計數30個中期分裂相。染色體的分析和命名參考《人類細胞遺傳學國際命名體制(ISCN 2020)》[4]。

1.3 CNV-seq檢測分析

采用天根生化科技(北京)有限公司生產的試劑盒提取患兒及其家庭成員的外周血全基因組DNA。使用Qubit3.0熒光定量儀(thermo fisher scientific)和Exkubit dsDNA HS分析試劑盒對提取的DNA濃度進行定量。應用北京貝瑞和康生物技術有限公司生產的“科諾安”(CNV-Seq)試劑盒,進行測序文庫構建。使用Stepone Plus實時熒光定量PCR儀(thermo fisher scientific)和KAPA Library Kit (Illumina) Universal qPCR Mix (Roche)試劑盒進行文庫定量。定量后通過NextSeq CN 500高通量測序儀完成測序(0.1 X),測序所得的Reads通過BWA軟件與人類參考hg19基因組進行對比分析,其檢測CNV的分辨率約為>100 kb的拷貝數變異。參考ACMG評級指南[5],將測序所得CNVs數據與DGV、OMIM、DECIPHER、ClinGen、UCSC、gnomAD數據庫等進行比對,分析檢測結果中CNVs的臨床意義。

2 結果

2.1 染色體核型分析

患兒及其父母和哥哥外周血細胞G顯帶核型分析均未見X染色體短臂明顯異常。見圖2。

2.2 染色體拷貝數變異檢測

患兒及其哥哥的CNV-seq檢測結果為Xp22.33p22.31(4140000-9440000)*0,缺失片段為5.3 Mb,共缺失11個OMIM基因(ANOS1、FAM9A、FAM9B、NLGN4X、PNPL4A、PUDP、STS、VCX、VCX2、VCX3A和VCX3B)。經查詢ClinGen數據庫資源,該片段包含Xp22.31 recurrent region (includes STS)(ISCA ID:ISCA-37417)全部。有充分證據(haploinsufficiency score:3)表明該區域單倍劑量不足的患者臨床表現出Ichthyosis、X-linked(XLI)(OMIM:308100)的臨床表型。XLI是一種表皮脂類代謝異常疾病,X連鎖隱性遺傳,又稱為X染色體連鎖魚鱗癬,幾乎全部見于男性患者,出生時或出生不久后發病,主要臨床表征為四肢、面部、頸部、軀干、臀部常見大面積的鱗屑,以頸部、面部、軀干受累最嚴重,皮損持續存在且不隨年齡而改善,部分患者并發角膜混濁、支氣管哮喘、過敏性鼻炎等,部分女性攜帶者有輕度鱗屑出現在臂及脛前,CNV評級為致病性。患兒母親CNV結果為Xp22.33p22.31(4140000-9440000)*1,提示其染色體Xp22.33p22.31區存在5.3 Mb的雜合缺失。患兒父親CNV未見異常。見圖3。

3 討論

本研究中患者因隱睪就診于本院小兒外科,通過查體同時發現該患兒皮膚干燥,伴有魚鱗狀改變,遂充分利用多學科診療模式(multi-disciplinary treatment,MDT)優勢,積極為患兒尋找“隱睪”的遺傳學病因。家系調查時發現,該家系中,患兒哥哥、舅舅和表舅均有相似隱睪及皮膚表現,但未到皮膚科進行規范診斷及治療,因此高度懷疑X-連鎖魚鱗病(X-linked ichthyosis,XLI)可能。研究[6]提示,CNV-Seq技術能夠可靠地檢出XLI缺失型變異,是XLI的診斷的新途徑。因此遺傳咨詢醫師建議對患兒一家同時行外周血G顯帶核型分析和家系CNV-seq檢測。但由于某些原因未能采集到患兒舅舅和表舅血樣進行檢測。遺傳學檢測結果顯示,該家系成員染色體核型分析未見明顯異常,家系CNV-seq提示患兒及其哥哥X染色體p22.33-p22.31處缺失5.3 Mb區域,共缺失11個OMIM基因(ANOS1、FAM9A、FAM9B、NLGN4X、PNPL4A、PUDP、STS、VCX、VCX2、VCX3A和VCX3B)。經查詢ClinGen數據庫資源,該片段包含Xp22.31 recurrent region (includes STS)(ISCA ID:ISCA-37417)全部,有充分證據(haploinsufficiency score:3)表明該區域單倍劑量不足的患者臨床表現出Ichthyosis,X-linked(XLI)(OMIM:308100)的臨床表型,患兒母親CNV結果為Xp22.33p22.31區域同樣存在5.3 Mb的拷貝數缺失,提示患兒及哥哥該片段的缺失來源于攜帶者母親。

魚鱗病是一種皮膚干燥伴魚鱗狀鱗屑,主要累及四肢伸側或軀干部為特征的遺傳性角化障礙性皮膚病。分為常染色體顯性遺傳性魚鱗病(包括尋常性魚鱗病、表皮松解性角化過度魚鱗病)、X-連鎖魚鱗病(X-linked ichthyosis,XLI)及常染色體隱性遺傳魚鱗病(包括板層狀魚鱗病和非大皰性先天性魚鱗病樣紅皮病[7])。XLI是其中重要的一型,主要累及男性患者,女性僅為攜帶者,男性XLI發病率為1/1 300 ～ 1/1 500[8]。男性病人一般在出生或出生后不久發病,以四肢伸側及軀干側、頸、面、耳等部位受累,出現全身皮膚干燥、粗糙、黑褐色的鱗屑。1978年Shapiro等[9]首先發現X連鎖隱性遺傳魚鱗病患者成纖維細胞類固醇硫酸酯酶(steroid sulfatase,STS),證實STS基因是其致病基因。STS基因位于全長164 kb的Xp22.31區域,包含10個外顯子和2個非編碼區,其側翼序列多為低拷貝重復結構,容易造成同源重組時的缺失[10]。在正常角質層中,STS是一種微粒體酶,能將膽固醇硫酸鹽分解為膽固醇和硫酸鹽,這一過程對表皮細胞的粘合及正常脫落起重要作用,XLI患者缺乏STS基因,角質層中膽固醇硫酸鹽積聚,過多的膽固醇硫酸鹽堆積使表皮細胞間的黏附性增加,穩定性增強,導致皮膚角化過度,形成鱗屑[11]。XLI病例中約90%為包括STS基因在內的Xp22.31片段缺失型,少數為小片段缺失和點突變[12]。

隱睪癥是另一種皮膚外癥狀,發生在大約20%的XLI患者中。XLI患者患與睪丸疾病無關的睪丸生殖細胞癌的風險也增加。目前尚不清楚XLI患者隱睪癥風險增加是由于STS缺陷還是與睪丸下降有關的X染色體附近基因的同時突變所致,患者的睪丸激素水平、性發育和生育力一般正常[13]。

本家系中除STS基因缺失外,還有10個OMIM基因的缺失。研究[14-16]表明,約8%的STS基因缺失患者伴隨相鄰基因缺失,由此可導致更加復雜的表型,如發育異常、智力障礙、角膜混濁、支氣管哮喘、過敏性鼻炎和室間隔缺損等。本研究的患者及其哥哥和舅舅,僅表現魚鱗病和隱睪,未發現其他臨床癥狀。

綜上,按分子檢測結果和相關專家共識[17]對患者行雙側睪丸下降固定術及右側鞘狀突高位結扎術;取鞘狀突組織送病檢,結果提示“右側鞘狀突”纖維組織增生。術后彩超復查提示,睪丸位于陰囊內,雙側腹股溝管稍增寬,患兒術后恢復好。皮膚行保濕治療。根據遺傳學檢測結果,遺傳咨詢醫師告知患兒雙親,在女性攜帶者與正常人婚配的后代中,由于X連鎖隱性遺傳的特性,男性后代50%的概率為魚鱗病患者,建議該家系的女性攜帶者在將來生育時,應按規范進行產前診斷。