Cromosoma X frágil pediátrico
Introducción
Introducción al cromosoma X frágil en niños El cromosoma X frágil, también conocido como síndrome X frágil (síndrome X frágil, FXS), es una enfermedad hereditaria alogénica ligada a X incompletamente explícita, porque el brazo corto Xq27.3 del cromosoma X del paciente tiene una fractura quebradiza. El nombre del punto. FXS es un trastorno mental familiar con manifestaciones clínicas de retraso mental, rostro especial, testículos gigantes, orejas grandes y lenguaje y comportamiento anormales. Conocimiento basico La proporción de enfermedad: 0.0052% Personas susceptibles: niños Modo de infección: no infeccioso Complicaciones: epilepsia
Patógeno
Infancia cromosoma X frágil causa
(1) Causas de la enfermedad
La aparición del sitio frágil al final del cromosoma X puede estar relacionada con la deficiencia de desoxitimidina-fosfato durante el anabolismo del ADN, mientras que el sitio frágil es un segmento rico en ADN. Cuando se reduce la desoxitimidina-fosfato, la desoxitimidina El trifosfato se reduce para que este segmento no se doble fuertemente durante la mitosis, e incluso las grietas o roturas parecen exhibir fragilidad.
Estudios previos sobre cromosomas X frágiles se han centrado principalmente en los niveles citogenéticos. Con la profundización de la investigación en biología molecular y el descubrimiento de algunas leyes genéticas especiales en la enfermedad, la clasificación de las partes frágiles, la herencia especial de los cromosomas X frágiles. Se han realizado muchos avances importantes en la investigación sobre su mecanismo de producción, y se han formado algunos nuevos conceptos y teorías para permitir a las personas comprender la enfermedad desde un nuevo nivel y perspectiva.
Clasificación de la parte frágil: 1 parte frágil hereditaria (h-fra), también conocida como parte frágil rara; 2 parte frágil de tipo estructural (c-fra), también conocida como parte frágil de tipo común.
Las características genéticas del cromosoma X frágil: en el pasado, su patrón genético típico era la herencia recesiva ligada a X. En los últimos años, su patrón genético es muy complicado y tiene una ley genética especial que es completamente diferente de la enfermedad genética general: 1 es a través de hombres sin fenotipo anormal Los portadores, también conocidos como transmisión explícita (NP), no tienen anormalidades en sus frágiles hijas X; 2 en la familia fra (X), los pacientes masculinos con retraso mental representan aproximadamente el 20%, la tasa de aislamiento es 0.4; 3 fragilidad anormal fenotípica Entre los hijos de mujeres X, la tasa de aislamiento es de 0.5; la fragilidad X de 4 mujeres fenotípicas es de su madre, no del padre; 5 aproximadamente el 35% de las mujeres portadoras tienen retraso mental; 6NP fenotipo general de la madre X masculina frágil Todos eran normales y el riesgo de anormalidad fenotípica en pacientes con varones NP era menor; 7 casi todas las madres con síndrome de X frágil tenían X frágil; 8 tenían diferentes grados de apariencia en los hermanos.
Varias hipótesis sobre el mecanismo de producción: 1 hipótesis de inserción de factor móvil; 2 hipótesis de amplificación secuencial de poli-purina / polipirimidina; 3 hipótesis de recombinación y amplificación de la secuencia de ADN rica en pirimidina; 4 hipótesis de premutación previa a la estabilidad; Hipótesis del efecto del gen de represión cromosómica.
Jacobs et al creen que los genes del citoplasma de germoplasma masculino y femenino pueden tener la misma frecuencia de mutación, y todos se transmiten hacia abajo. Los pacientes con cromosoma X frágil pueden transmitirse al padre o madre a través de dos etapas de mutación de ingeniería genética, pero el fenotipo padre o madre Normalmente, fra (X) a menudo no se detecta en la sangre periférica, y cuando sus células germinales se vuelven a mutar y pasan al niño o la mujer, se produce un paciente con fra (X) o un portador femenino, Sutherland Se ha señalado que no hay productos genéticos anormales o la falta de ciertos productos en pacientes con cromosoma X frágil. No hay ninguna base en la actualidad, y el verdadero mecanismo de aparición de sitios frágiles aún debe estudiarse más a fondo.
(dos) patogénesis
El sitio frágil (FRAXA) en la región Xq27.3 de pacientes con cromosoma X frágil es una característica citogenética típica. En 1993, se clonó el ADNc del gen codificador del cromosoma X frágil, y se descubrió que el número de copias n en la estructura (CGG) n era normal. Cuando 52 se amplifica a 230, es la base molecular de la patogénesis de pacientes con cromosoma X frágil. La estructura anormalmente amplificada (CGG) n se encuentra en el exón 1 de la región traduccional del gen FMR-I. Hasta ahora, se conocen mutaciones sin sentido y deleciones del gen FMRI. Los portadores mutantes también exhiben los mismos síntomas clínicos de mutaciones dinámicas en el gen FMRI, lo que indica que los pacientes con síndromes clínicos del cromosoma X frágil tienen un alto grado de heterogeneidad genética, lo que complica aún más el diagnóstico genético de estos pacientes y sus familiares.
1. Citogenética: el brazo largo del cromosoma X 27.3 lleva una parte sensible al folato asociada con el frágil cromosoma X. Esta parte puede mostrarse como una fractura frágil después de un tratamiento especial, por lo que se denomina parte frágil, y el cromosoma con una parte frágil se llama Se han encontrado cromosomas frágiles en las partes frágiles de 26 cromosomas. Solo la parte frágil de la región X27-X28 del cromosoma X (FRAXA) está asociada con enfermedades hereditarias, mientras que otras partes frágiles no relacionadas con la enfermedad se denominan partes frágiles comunes.
El mecanismo de los sitios frágiles X no se entiende completamente. Actualmente se cree que está relacionado con el proceso anabólico del ADN. Se ha encontrado que el tratamiento con ácido citosólico o una dosis más alta de 5-fluorouracilo (5-FU) puede causar nucleósidos de timidina. La parte sintética se inhibe, y la estructura cromosómica puede causar grietas o roturas en partes específicas.
2. Estructura, transcripción y traducción del gen FMR-I: El gen para el cromosoma X frágil se llama retardo mental X frágil-I (FMR-I), que se encuentra en la región Xq27.3, en el genoma. Abarca 38 kb y consta de 17 exones y 16 intrones. El ARNm del gen FMR-I es de 4.4 kb, que codifica una proteína frágil inteligente hacia atrás (FMRP) con un peso molecular de 69-70 kDa y 596 aminoácidos. Esta es una proteína de unión a ARN que se expresa en una variedad de tejidos del cuerpo.
El exón del gen FMR-I es pequeño (51-196 pb), pero el intrón es más grande, el tamaño promedio es de 2.2 kb y el intrón 1 es de aproximadamente 9.9 kb. Hay muchos tipos de genes FMR-I involucrados en el gen. Múltiples formas de empalme transcripcional de los exones 10, 12, 14, 15 y 17, en los que están involucrados los exones 12 y 14, generalmente resultan en la pérdida de todo el exón, pero solo aquellos que involucran a los exones 10, 15 y 17 La secuencia parcial en el extremo 5 'de estos tres exones se pierde, porque hay una señal conservada concatenada en el extremo 5' de cada uno de los tres exones, y el empalme postranscripcional ocurre en esta posición, dando como resultado estos tres La secuencia parcial en el extremo 5 'del exón se pierde.
3. Mutación dinámica del gen FMR-I: hay una región de repetición de trinucleótidos CGG en el extremo 5 'del gen FMR-I. El número de repeticiones de la estructura CGG en individuos normales es polimórfico, que varía de 6 a 52 veces, con un promedio de Treinta veces, el más común (CGG) 28 en la población china, en los pacientes FXS, el número de copia CGG es generalmente> 200, y más de 1000. La causa raíz del cromosoma X frágil es la mutación del gen FMR-I. Por lo tanto, la mutación dinámica se refiere a la inestabilidad del número de copia CGG durante la transferencia del gen FMR-I, que es la base genética molecular de más del 95% de los pacientes con FXS. Las mutaciones dinámicas incluyen tres tipos:
(1) Premutación del gen FMR-I: cuando el número n-copia de la estructura del gen FMR-I (CGG) n se amplifica a 53-230, aunque el fenotipo es normal, el portador es propenso a avanzar en el proceso de paso. La amplificación, el número de repetición CGG de la descendencia aumenta considerablemente, y aparece un fenotipo anormal. Esta mutación del gen FMR-I se llama premutación, y el nivel de inteligencia del portador del gen de premutación FMR-I masculino o femenino es normal. No hay diferencia
Según las estadísticas, no hay diferencia en el número de copias n en la estructura n del gen FMR-I (CGG) premutante masculino o femenino, pero con el número n-copia gradual en la estructura del gen FMR-I (EGG) n que llevan las mujeres Al aumentar, la probabilidad de amplificación antes de la amplificación se incrementa gradualmente, y el número de n-copias de la estructura (CGG) se reduce cuando el 38% del gen FMR-I pre-mutante se transfiere de padre a hija. El fenómeno solo se ve cuando el 2% del gen FMR-I pre-mutante materno se transmite a la hija, lo que sugiere que el gen FMR-I pre-mutante tiene una amplificación del número n-copia en la estructura (CGG) n durante la transmisión de madre a mujer. Tendencia, pero hay una tendencia a encogerse cuando el padre y la hija pasan.
(2) Mutación completa del gen FMR-I: cuando el gen FMR-I se amplifica de 53 a 230 veces antes del estado de premutación (CGG) a> 230 veces, el 100% de los portadores masculinos exhiben la típica síntesis X frágil. El 53% de las mujeres portadoras mostraron un retraso mental que varía de leve a severo, lo que se denomina mutación completa en este momento. Toda la mutación está directamente relacionada con la aparición de retraso mental. Se descubrió que cuando el número de estructuras CGG se repitió 230 veces Arriba, la isla CpG en el extremo 5 'del gen FMR-I comenzó a estar anormalmente metilada, y esta metilación se extendió a la región promotora, lo que resultó en la incapacidad de iniciar la transcripción, el ARNm no transcrito y la falta de productos proteicos codificados por el gen. Causa síntomas clínicos.
Vale la pena señalar que un número muy pequeño de portadores de genes FMR-I completamente mutantes masculinos carecen de la fragilidad de los sitios FRAXA, y la base de la genética molecular necesita más estudio. En términos de retraso mental, casi el 100% de los hombres Los portadores del gen de mutación completa FMR-I tienen retraso mental, de los cuales aproximadamente el 89% (245/274) tienen retraso mental moderado, pero solo el 21% (36/170) de los portadores de mutación completa FMR-I femenina presentan retraso mental moderado. Y hasta el 59% (100/170) de las portadoras mutantes completas FMR-I femeninas no parecen tener retraso mental.
(3) Mutación inversa del gen FMR-I: la estructura CGG del gen FMR-I en el estado de premutación o mutación completa experimenta un cierto rango de reducción en el número de copias durante el pasaje, lo que se denomina mutación inversa del gen FMR-I ( Mutación inversa), dependiendo del estado del gen FMR-I antes y después de la mutación, la mutación posterior se puede dividir en tres tipos: mutación completa premutación; mutación completa mutación completa o quimerismo de premutación; quimérico o Pre-mutante gen FMR-I normal, estos fenómenos pueden ocurrir en el proceso de transmisión paterna, pero también en el proceso de transmisión materna, aunque menos común, aumenta la dificultad de predecir la mutación dinámica del gen FMR-I Esto ha llevado a complicaciones adicionales en el asesoramiento genético familiar y el diagnóstico genético prenatal.
4. La influencia de los factores de género en la mutación dinámica del gen FMR-I: se considera que la amplificación de la estructura del gen FMR-I (CGG) n es un proceso de amplificación de múltiples pasos y múltiples pasos, y el patrón genético del cromosoma X frágil a menudo tiene especial La ley, es decir, un portador masculino con fenotipo normal puede transmitir la parte frágil a su hija, que generalmente no tiene retraso mental u otros síntomas clínicos, pero ella puede transmitir el cromosoma afectado a la descendencia, para que aparezca la tercera generación de la familia. En los pacientes con FXS, los niños de tercera generación tienen un retraso mental más obvio, y las niñas a menudo no tienen anormalidades mentales obvias, es decir, el daño causado por la madre a los niños es mayor que el del padre, y el niño está más afectado que la niña. Este fenómeno se llama fenómeno Sheman. Además, también se encuentra que solo el gen FMR-I pre-mutante existe en la muestra de esperma del portador del gen FMR-I mutante completo masculino. Por lo tanto, se considera que la mutación completa del gen FMR-I no afecta al todo masculino. Las células germinales del portador están mutadas, pero actualmente no hay pruebas suficientes para sugerir que el óvulo femenino no haya sufrido una mutación completa del gen FMR-I.
Además, durante el paso de los portadores de mutaciones genéticas femeninas FMR-I, la expansión y el tamaño de la estructura (CGG) n cambian según el sexo de la descendencia, es decir, tiene una tendencia a expandirse aún más cuando se transmite a la descendencia masculina. Sin embargo, cuando se transmite a la descendencia femenina, el grado de expansión es pequeño y la estructura de (CGG) n se reduce. Es posible que otro gen FMR-I normal transportado por el cromosoma X femenino inhiba la etapa temprana del embrión femenino. La amplificación adicional de la estructura del gen FMR-I completamente mutante (CGG) n, en resumen, la tendencia de la estructura del gen FMR-I completamente mutante (CGG) n (amplificación o reducción) y el tamaño moderadamente variable todavía se ven afectados por el padre Y la doble influencia del género de la descendencia, por lo tanto, esta característica mutacional del gen FMR-I debe considerarse en el asesoramiento genético de la familia de mutaciones dinámicas del gen FMR-I.
5. Mutación no dinámica del gen FMR-I: Además de la mutación dinámica del gen FMR-I, en algunos pacientes se producen mutaciones no dinámicas como la sustitución y la eliminación de bases. Se han encontrado una mutación sin sentido y ocho mutaciones de deleción. Estas mutaciones causan los mismos síntomas clínicos y mutaciones dinámicas, pero carecen del sitio frágil FRAXA. El informe actual no muestra que esta mutación tenga un punto caliente.
Prevención
Prevención del cromosoma X frágil en niños
Debido a que el gen FMRI se ha confirmado como la base del cromosoma X frágil, se ha establecido un análisis de sangre más específico y de bajo costo (prueba de ADN para X frágil), y se puede detectar CGG en la sangre de toda la mutación y el mutante anterior. La tasa de expansión de las repeticiones de nucleótidos, esta prueba se puede utilizar para el diagnóstico prenatal, y los expertos recomiendan este método para todos los pacientes con retraso mental inexplicable.
En 1995, se estableció un método para detectar FMRP y detectar anticuerpos sanguíneos para individuos completamente mutados, lo que permitió detectar recién nacidos con cromosoma X frágil.
Complicación
Complicaciones del cromosoma X frágil en niños Complicaciones
Retraso mental, trastornos del crecimiento, trastornos mentales y psicológicos, epilepsia, etc.
Síntoma
Síntomas de cromosoma X frágil en niños Síntomas comunes Dificultades de aprendizaje Ansiedad del desarrollo del lenguaje Ansiedad Disartria intestinal Fingerlet Pliegue simple Depresión Respiración Posición del oído baja
1. Los pacientes masculinos se caracterizan por una inteligencia baja, orejas grandes y testículos grandes. Los síntomas clínicos típicos incluyen:
(1) Retraso mental: el coeficiente intelectual a menudo es inferior a 50 y se intensifica progresivamente.
(2) Cara especial: el peso al nacer es relativamente alto y la tasa de crecimiento es rápida en los primeros años después del nacimiento, pero el cuerpo es corto, la cara es delgada, la frente es prominente, la circunferencia de la cabeza está agrandada, el esputo está lleno, el color del iris es claro y el oído está evertido. , arco alto, boca grande, labios gruesos y mandíbula grande y prominente.
(3) Testículos grandes: mayor agrandamiento testicular en la prepubertad, testicular de hasta 30 ~ 50 cm en la juventud tardía, engrosamiento del escroto, poco frecuente en pacientes jóvenes, a menudo acompañado de un pene grande.
(4) Trastornos del desarrollo del lenguaje: más comunes, caracterizados por retrasos severos en el desarrollo de la expresión conversacional y verbal, disartria, imitación patológica y habla repetitiva, y falta de gramática y vocabulario.
(5) Comportamiento anormal de la personalidad: incluyendo activo, falta de concentración, temperamento, psicología rebelde fuerte, ansiedad y autolesiones.
(6) síntomas del sistema nervioso: más leve, común para discinesia de extremidades, retraso involuntario del movimiento, rigidez articular excesiva e hiperreflexia sistémica, ocasionalmente convulsiones.
(7) Sistema reproductivo: baja función sexual, el vello púbico femenino adulto es la distribución femenina y el seno femenino, pero puede dar a luz a la descendencia.
2. Portadoras femeninas: pueden presentar retraso mental leve, insuficiencia ovárica prematura, el 70% de las portadoras femeninas tienen premutación sin un comportamiento anormal fisiológico o cognitivo significativo, mientras que el otro 30% tiene mutaciones completas Las mujeres mostrarán una variedad de síntomas, en general, las mujeres con síntomas tienen solo ligeros cambios en la apariencia, con caras afiladas y orejas grandes.
Las anormalidades cognitivas y conductuales anormales en las mujeres con mutaciones completas suelen ser más leves que las observadas en los hombres que desarrollan la enfermedad. La mitad de ellas muestran retraso mental típico y dificultades de aprendizaje no verbales, y la otra mitad generalmente necesita ser Apoyo continuo para el retraso mental, pero todas estas mujeres parecen tener deficiencias cognitivas que se originan en los lóbulos derecho y frontal, lo que resulta en anormalidades como el espacio de la visión, las habilidades perceptivas, la función ejecutiva, la atención y la capacidad de desempeñarse simultáneamente. Con un buen desempeño en un proceso continuo, como información organizacional u orden cronológico, estas mujeres tienen una habilidad similar en memoria de palabras y lectura, pobre en matemáticas, usando la prueba de la Escala de Inteligencia de Niños de Wechsler (WISC-R) En inteligencia, sus puntajes en matemáticas y disposición gráfica son particularmente bajos, y también tienen una forma especial de hablar, que es repetida y desorganizada.
Su personalidad es a menudo tímida y retraída, con métodos de comunicación extraños y peculiaridades. Las actuaciones especiales incluyen comportamiento estereotipado, discurso fuera del tema, impulsividad, distracción y dificultad en la adaptación. 20% a 60% de las mujeres con mutaciones completas lo harán Al ser diagnosticada con trastornos psicosociales, los diagnósticos más comunes son depresión, cambios esquizofrénicos característicos, trastornos extensos del desarrollo, retraimiento de la personalidad y ansiedad.
Examinar
Examen pediátrico del cromosoma X frágil
Prueba citológica
(1) Examen del cromosoma X frágil: El examen del cromosoma X frágil es muy importante para comprender la frecuencia de expresión de la parte frágil y la estructura del cromosoma en la parte frágil, y es el medio básico para confirmar el probando original, pero la tasa de detección del método es baja. En general, es solo alrededor del 50%. Debido a que hay otras partes frágiles (como FRQXD) que no están relacionadas con el retraso mental en el cromosoma X, incluso si se detecta la presencia del sitio X frágil, no se puede diagnosticar como un paciente o portador de FXS. Esta prueba solo se puede usar como prueba de detección y no se puede usar como herramienta para el diagnóstico.
(2) Técnica de hibridación in situ con fluorescencia: la detección de FISH se puede realizar en pacientes sospechosos de tener un gran fragmento del gen FMR-I, y la sonda marcada con fluorescencia se usa para tratar los cromosomas de las células en la división de metafase después del tratamiento con colchicina. La hibridación in situ mostró que los cromosomas normales mostraron fluorescencia, mientras que los cromosomas con deleciones correspondientes no mostraron fluorescencia.
2. Pruebas genéticas
(1) Southern Blot: las mutaciones dinámicas y las mutaciones por deleción de fragmentos grandes causan cambios significativos en la longitud del fragmento del gen FMR-I, por lo que pueden detectarse mediante la transferencia Southern. Para diferentes tipos de mutaciones del gen FMR-I, Las diferentes enzimas y sondas de restricción, las enzimas de restricción EcoRI o HindIII más las sondas pE5.1 (o afaxal) pueden detectar premutaciones de fragmentos completos o grandes y, por lo tanto, son adecuadas para detectar anomalías mentales. La sonda Proband, BclI endonuclease plus StB12.3 puede detectar la zona difusa que contiene CGG, puede detectar y determinar preliminarmente el tamaño de la premutación, Pst I endonuclease plus OX0.55 La sonda puede detectar la premutación con un pequeño número de repeticiones CGG. Si se pueden usar algunas enzimas de restricción sensibles a la metilación, como EagI, BssHI, SacI, etc., se puede detectar la metilación de las islas CpG. Se detectan toda la mutación, premutación y tipo quimérico. La técnica de transferencia Southern es sensible y precisa. Es un método de detección clásico, pero la técnica es complicada y no es adecuada para la detección de poblaciones comunes o grupos de alto riesgo, ni puede determinar con precisión el número de repeticiones CGG.
(2) Técnica de reacción en cadena de la polimerasa (PCR): la amplificación por PCR del fragmento del gen FMR-I del paciente se realiza utilizando cebadores apropiados, y el producto amplificado se separa directamente por electroforesis en gel de poliacrilamida desnaturalizante, y el resultado puede determinarse con precisión. El número de repeticiones de CGG, que se utiliza para encontrar la premutación con un pequeño número de repeticiones y para observar la distribución (CGG) n en la población general, determinando así el límite del número de repeticiones CGG entre la normal y la premutación.Este método es simple y adecuado para la detección general. La desventaja es que la secuencia de mutación completa de las repeticiones CGG contiene una gran cantidad de bases GC y la reacción de PCR es difícil. La técnica de PCR no puede detectar la metilación, por lo que no se puede detectar el tipo quimérico.
3. Detección de proteínas
Dado que FMRP se expresa en casi todos los tejidos y células en humanos normales, pero no se expresa o se expresa de manera anormal en pacientes con FXS, la presencia de esta proteína se puede detectar mediante inmunohistoquímica o inmunofluorescencia utilizando anticuerpos monoclonales anti-FMRP. En los primeros días, solo se analizaron los frotis de sangre de personas sospechosas mediante este método. Recientemente, se utilizaron células fetales exfoliadas en líquido amniótico para observar la presencia de FMRP como un indicador para el diagnóstico prenatal de FXS.
La ecografía B regular, el electrocardiograma, el EEG, etc., se pueden encontrar en testículos grandes, formas de onda de EEG anormales.
Diagnóstico
Identificación diagnóstica del cromosoma X frágil en niños
Diagnóstico
Las manifestaciones clínicas del cromosoma X frágil son diversas y los cambios de personalidad, psicológicos y espirituales no son completamente iguales. Además, algunos pacientes tienen síntomas clínicos que no son muy típicos. Es difícil hacer un diagnóstico basado en manifestaciones clínicas. Las pruebas de laboratorio no son solo El diagnóstico precoz garantiza una base confiable, así como el diagnóstico de portadores y el diagnóstico prenatal, así como encuestas familiares y encuestas de población.
La detección de sitios frágiles X por citología es un método morfológico, pero la precisión y la sensibilidad no son muy altas. Aunque las pruebas genéticas son el método principal para diagnosticar FXS, las pruebas genéticas no pueden reemplazar completamente la detección de cromosomas porque Un estudio en profundidad encontró que el cromosoma X frágil no solo está relacionado con el sitio frágil FRAXA, sino que también está relacionado con FRAXE, que se considera un sitio frágil común. Recientemente, se ha descubierto que el sitio FRAXF también parece estar relacionado con el cromosoma X frágil, pero actualmente solo está relacionado con FRAXA. Mutación del gen FMR-I, por lo que solo las pruebas genéticas son fáciles de omitir.
La transferencia Southern puede detectar la premutación, quimera, mutación completa y eliminación de fragmentos grandes, pero es menos efectiva para la premutación y la eliminación de fragmentos más pequeños. La PCR es adecuada para detectar la premutación con un pequeño número de repeticiones, pero no para la detección. Básico
Diagnóstico diferencial
A diferencia de otras enfermedades hereditarias con retraso mental y rostro especial, se basa principalmente en el examen de laboratorio para el diagnóstico diferencial.
