Pediatrisk Fragil X-kromosom
Introduktion
Introduktion till bräcklig X-kromosom hos barn Bräckligt X-kromosom, även känt som bräckligt X-syndrom (fragileXsyndrom, FXS), är en ofullständigt explicit X-länkad allogen ärftlig sjukdom, eftersom den korta armen Xq27.3 i patientens X-kromosom har ett sprött brott. Uppkallad efter punkten. FXS är en familjär mental störning med kliniska manifestationer av mental retardering, speciellt ansikte, jätte testiklar, stora öron och onormalt språk och beteende. Grundläggande kunskaper Andelen sjukdom: 0,0052% Känsliga människor: barn Infektionssätt: icke-smittsamt Komplikationer: epilepsi
patogen
Barndomsskör X-kromosomorsak
(1) Orsaker till sjukdomen
Förekomsten av det bräckliga stället i slutet av X-kromosomen kan vara relaterat till deoxytymidin-fosfatbrist under DNA-anabolismen, medan det bräckliga stället är ett DNA-rikt segment. När deoxythymidin-fosfat reduceras reduceras deoxythymidin Trifosfatet reduceras så att detta segment inte viker tätt under mitos, och till och med sprickor eller brytningar tycks uppvisa sprödhet.
Tidigare studier av bräckliga X-kromosomer har mest fokuserat på cytogenetiska nivåer. Med fördjupningen av molekylärbiologisk forskning och upptäckten av några speciella genetiska lagar i sjukdomen, klassificeringen av bräckliga delar, den speciella arv av bräckliga X-kromosomer. Många viktiga framsteg har gjorts i forskningen om dess produktionsmekanism, och några nya koncept och teorier har bildats för att göra det möjligt för människor att förstå sjukdomen från en ny nivå och perspektiv.
Bräcklig klassificering: 1 ärftlig spröd del (h-fra), även känd som sällsynt spröd del; 2 strukturell typ av spröd del (c-fra), även känd som vanlig typ av spröd del.
Den fragila X-kromosomens genetiska egenskaper: Tidigare var det typiska genetiska mönstret X-kopplat recessivt arv. På senare år är dess genetiska mönster mycket komplicerat och har en speciell genetisk lag som skiljer sig helt från den allmänna genetiska sjukdomen: 1 är genom män utan onormal fenotyp Bärare, även känd som den uttryckliga (NP) överföringen, har inga avvikelser i sina bräckliga X-döttrar; 2 i fra (X) -familjen, de psykiskt retarderade manliga patienterna står för cirka 20%, isoleringsgraden är 0,4; 3 fenotypisk onormal sprödhet Bland de söner som är födda till X-kvinnor är isoleringsgraden 0,5; ömtålighet X för 4 fenotypiska kvinnor är från deras mor, inte från fadern; 5 cirka 35% av kvinnliga bärare har psykisk retardering; 6NP manliga bräckliga X-moder allmän fenotyp Alla var normala, och risken för fenotypisk abnormalitet hos patienter med NP-män var lägre; 7 nästan alla mödrar med bräckligt X-syndrom hade sprött X; 8 hade olika grader av utseende hos syskon.
Flera hypoteser om produktionsmekanismen: 1 rörlig faktorinföringshypotes, 2 poly-purin / polypyrimidin sekventiell amplifieringshypotes, 3 pyrimidinrik DNA-sekvens rekombination och amplifieringshypotes, 4 pre-stabilitet pre-mutation hypotesen; Kromosomförtryckningsgeneffekthypotes.
Jacobs m.fl. anser att generna hos cytoplasma av manlig och kvinnlig kimplasm kan ha samma mutationsfrekvens och att alla överförs nedåt. Patienter med bräcklig X-kromosom kan överföras till föräldern eller modern genom två stadier av genteknikmutation, men föräldrarnas eller moderens fenotyp Normalt detekteras inte fra (X) ofta i perifert blod, och när hans eller hennes groddceller återigen muteras och överförs till barnet eller kvinnan, produceras en fra (X) -positiv patient eller kvinnlig bärare, Sutherland Det har påpekats att det inte finns några onormala genprodukter eller brist på vissa produkter hos patienter med bräcklig kromosom X. Det finns ingen grund för närvarande, och den verkliga mekanismen för förekomst av bräckliga platser är fortfarande att studeras ytterligare.
(två) patogenes
Det bräckliga stället (FRAXA) i Xq27.3-regionen hos patienter med bräcklig X-kromosom är ett typiskt cytogenetiskt drag. År 1993 klonades den bräckliga X-kromosomkodande genen cDNA, och n-kopienumret i (CGG) n-strukturen befanns vara normal. När 52 amplifieras till ≥230 är det den molekylära basen för patogenesen hos patienter med bräcklig kromosom X. Den onormalt förstärkta (CGG) n-strukturen är belägen i exon 1 i den translationella regionen av FMR-I-genen. Hittills är missense-mutationer och radering av FMRI-gen kända. Mutanta bärare uppvisar också samma kliniska symptom på dynamiska mutationer i FMRI-genen, vilket indikerar att patienter med kliniska syndrom med bräcklig X-kromosom har en hög grad av genetisk heterogenitet, vilket ytterligare komplicerar den genetiska diagnosen hos dessa patienter och deras familjemedlemmar.
1. Cytogenetik: X-kromosomens långa arm 27.3 bär en folatkänslig del förknippad med den bräckliga X-kromosomen. Denna del kan visas som ett sprött brott efter specialbehandling, så det kallas en bräcklig del, och kromosomen med en bräcklig del kallas Bräckliga kromosomer har hittats i de bräckliga delarna av 26 kromosomer. Endast den bräckliga delen av X27-X28-regionen i X-kromosomen (FRAXA) är associerad med ärftliga sjukdomar, medan andra bräckliga delar som inte är relaterade till sjukdomen kallas vanliga bräckliga delar.
Mekanismen för X-spröda platser förstås inte helt. Det för närvarande tros vara relaterat till den anabola processen med DNA.Det har visat sig att behandling med cytosolinsyra eller en högre dos 5-fluorouracil (5-FU) kan orsaka tymidin-nukleosider. Den syntetiska delen hämmas och kromosomstrukturen kan orsaka sprickor eller brott vid specifika delar.
2. Struktur, transkription och översättning av FMR-I-genen: Genen för den bräckliga X-kromosomen kallas skör X mental retardation-I (FMR-I), som ligger i Xq27.3-regionen, i genomet. Den sträcker sig över 38 kb och består av 17 exoner och 16 introner. MRNA för FMR-I-genen är 4,4 kb och kodar för ett sprött intelligent bakåtprotein (FMRP) med en molekylvikt av 69-70 kDa och 596 aminosyror. Detta är ett RNA-bindande protein som uttrycks i olika vävnader i kroppen.
Exonet av FMR-I-genen är liten (51-196 bp), men intronet är större, den genomsnittliga storleken är 2,2 kb, och intron 1 är cirka 9,9 kb. Det finns många typer av FMR-I-gen involverade i genen. Flera transkriptionella skarvningsformer av exonerna 10, 12, 14, 15 och 17, i vilka exonerna 12 och 14 är involverade, resulterar vanligtvis i förlusten av hela exonet, men endast de som involverar exon 10, 15 och 17 Den partiella sekvensen vid 5'-änden av dessa tre exoner går förlorad, eftersom det finns en sammankopplad konserverad signal på 5'-änden av var och en av de tre exonerna, och den posttranskriptionella skarvningen sker vid denna position, vilket resulterar i dessa tre Den partiella sekvensen vid 5'-änden av exonet går förlorad.
3. Dynamisk mutation av FMR-I-genen: Det finns en CGG-trinukleotidupprepningsregion vid 5'-änden av FMR-I-genen. Antalet upprepningar av CGG-struktur hos normala individer är polymorf, varierande från 6 till 52 gånger, med ett genomsnitt av Trettio gånger, den vanligaste (CGG) 28 i den kinesiska befolkningen, hos FXS-patienterna, är CGG-kopienumret vanligtvis> 200 och mer än 1000 gånger. Orsaken till den bräckliga X-kromosomen är mutationen av FMR-I-genen. Därför hänvisar dynamisk mutation till instabiliteten hos CGG-kopienummer under FMR-I-genöverföring, som är den molekylära genetiska basen för mer än 95% av FXS-patienter. Dynamiska mutationer inkluderar tre typer:
(1) Premutation av FMR-I-genen: När n-kopianumret för FMR-I-genen (CGG) n-strukturen förstärks till 53-230, även om fenotypen är normal, är bäraren benägen att fortsätta vidare. Amplifiering, avkommandans CGG-upprepningsnummer ökas kraftigt och en onormal fenotyp visas. Denna mutation av FMR-I-genen kallas en pre-mutation, och intelligensnivån för den manliga eller kvinnliga FMR-I-pre-mutationsgenbäraren är normal. Det finns ingen skillnad.
Enligt statistik finns det ingen skillnad i n-kopienummer i manlig eller kvinnlig pre-mutant FMR-I-gen (CGG) n-struktur, men med det gradvisa n-kopia-numret i FMR-I-genen (EGG) n-strukturen som bärs av kvinnor Ökningen ökar sannolikheten för amplifiering före amplifiering gradvis och n-kopianumret för (CGG) -strukturen reduceras när 38% av den pre-mutanta FMR-I-genen överförs från far till dotter. Fenomenet ses bara när 2% av den moderna pre-mutanta FMR-I-genen överförs till dottern, vilket antyder att den pre-mutanta FMR-I-genen har en förstärkning av n-kopianumret i (CGG) n-strukturen under överföring mellan mor och kvinna. Tendens, men det finns en tendens att krympa när far och dotter passerar.
(2) Full mutation av FMR-I-genen: När FMR-I-genen förstärks från 53 till 230 gånger före pre-mutationstillståndet (CGG) till> 230 gånger, uppvisar 100% av manliga bärare typisk bräcklig X-syntes. 53% av kvinnliga bärare uppvisade mental retardering från mild till svår, vilket kallas full mutation vid denna tidpunkt. Hela mutationen är direkt relaterad till uppkomsten av mental retardering. Det visade sig att när antalet CGG-strukturer upprepades 230 gånger Ovanpå började CpG-ön vid 5'-änden av FMR-I-genen vara onormalt metylerad, och denna metylering sträckte sig till promotorregionen, vilket resulterade i oförmåga att initiera transkription, mRNA inte transkriberat och brist på proteinprodukter kodade av genen. Orsakar kliniska symtom.
Det är värt att notera att ett mycket litet antal manliga helt mutanta FMR-I-genbärare saknar bräcklighet hos FRAXA-ställen, och den molekylära genetiska grunden behöver ytterligare studier. När det gäller mental retardering, nästan 100% av män FMR-I-fulla mutationsgenbärare har mental retardering, varav cirka 89% (245/274) är måttligt psykiskt retarderade, men endast 21% (36/170) av kvinnliga FMR-I-fulla mutationsbärare uppvisar måttlig mental retardering. Och upp till 59% (100/170) av kvinnliga FMR-I-fulla mutanta bärare verkar inte psykiskt retarderade.
(3) Backmutation av FMR-I-genen: CGG-strukturen för FMR-I-genen i pre-mutationen eller fullmutationstillståndet genomgår ett visst intervall av minskning av antalet kopior under passagen, vilket kallas ryggmutationen av FMR-I-genen ( Omvänd mutation), beroende på tillståndet för FMR-I-genen före och efter mutationen, kan ryggmutationen delas in i tre typer: full mutation → premutation; full mutation → full mutation eller premutation chimerism, chimär eller Pre-mutant → normal FMR-I-gen, dessa fenomen kan förekomma i processen för fosteröverföring, men också i processen för överföring av mödrar, även om det är mindre vanligt, det ökar svårigheten att förutsäga den dynamiska mutationen av FMR-I-genen Detta har lett till ytterligare komplikationer i familjens genetiska rådgivning och prenatal genetisk diagnos.
4. Könsfaktorernas påverkan på den dynamiska mutationen av FMR-I-genen: Det anses att amplifieringen av FMR-I-genen (CGG) n-strukturen är en flervägs-flerstegsamplifieringsprocess, och det genetiska mönstret för bräcklig X-kromosom har ofta speciell Lagen, det vill säga en manlig bärare med normal fenotyp kan överföra den bräckliga delen till sin dotter, som i allmänhet inte har någon psykisk fördröjning eller andra kliniska symtom, men hon kan överföra den drabbade kromosomen till avkomman, så att den tredje generationen i familjen dyker upp. Hos FXS-patienter har tredje generationens pojkar mer uppenbar mental retardering, och flickor har ofta inga uppenbara psykiska avvikelser, det vill säga skadan som mamman orsakar barnen är större än farens och pojken påverkas mer än flickan. Detta fenomen kallas Sheman-fenomenet. Dessutom har det också visat sig att endast den pre-mutanta FMR-I-genen finns i spermieprovet från den manliga fullmutanta FMR-I-genbäraren. Därför anses det att den fulla mutationen av FMR-I-genen inte påverkar den manliga helheten. Bärarens bakterieceller är muterade, men det finns för närvarande inte tillräckligt med bevis för att det kvinnliga ägget inte har genomgått en fullständig mutation av FMR-I-genen.
Under passagen av kvinnliga FMR-I-genmutationsbärare förändras dessutom utvidgningen och storleken av (CGG) n-strukturen beroende på avkommets kön, det vill säga den har en tendens att ytterligare expandera när den överförs till manliga avkommor. Men när den överförs till kvinnliga avkommor är expansionsgraden liten och strukturen hos (CGG) n reduceras. Det är möjligt att en annan normal FMR-I-gen som bärs av kvinnlig X-kromosom hämmar det tidiga stadiet av kvinnligt embryo. Ytterligare amplifiering av den fullständigt mutanta FMR-I-genen (CGG) n-strukturen, sammanfattat, påverkas trenden för den fullmutanta FMR-I-genen (CGG) n-strukturen (antingen amplifiering eller reduktion) och måttligt varierande storlek fortfarande av moder Och det dubbla inflytandet från avkomman kön, därför måste denna mutationsfunktion hos FMR-I-genen beaktas i den genetiska rådgivningen för FMR-I-genens dynamiska mutationsfamilj.
5. Icke-dynamisk mutation av FMR-I-genen: Förutom dynamisk mutation av FMR-I-genen förekommer icke-dynamiska mutationer såsom bassubstitution och deletion hos några få patienter. En missense-mutation och åtta deletionsmutationer har hittats. Dessa mutationer orsakar samma kliniska symtom och dynamiska mutationer, men saknar den bräckliga platsen FRAXA.Den aktuella rapporten visar inte att denna mutation har en het plats.
Förebyggande
Bräckligt förhindrande av kromosom X hos barn
Eftersom FMRI-genen har bekräftats som basen för den bräckliga X-kromosomen, har ett mer specifikt och billigt blodprov (DNA-test för bräckligt X) fastställts, och CGG kan detekteras i blodet av hela mutationen och den tidigare mutanten. Utvidgningshastigheten för nukleotidupprepningar, detta test kan användas för prenatal diagnos, och experter rekommenderar denna metod för alla patienter med oförklarlig mental retardering.
1995 inrättades en metod för att upptäcka FMRP och detektera blodantikroppar mot fullmuterade individer, vilket gjorde det möjligt att screena för bräckliga X-kromosom-nyfödda.
Komplikation
Bräckliga X-kromosomkomplikationer hos barn Komplikationer av epilepsi
Psykisk retardering, tillväxtstörningar, psykiska och psykologiska störningar, epilepsi etc.
Symptom
Barns bräckliga X-kromosom-symtom Vanliga symtom Inlärningssvårigheter Språkutveckling Ångest tarm dysartri Fingerlet enda veck Depression Andning öronläge låg
1. Manliga patienter kännetecknas av låg intelligens, stora öron och stora testiklar. Typiska kliniska symtom inkluderar:
(1) Mental retardering: IQ är ofta lägre än 50 och intensifieras gradvis.
(2) Speciellt ansikte: Födelsevikt är relativt hög, och tillväxthastigheten är snabb de första åren efter födseln, men kroppen är kort, ansiktet är smalt, pannan är framträdande, huvudomkretsen förstoras, sputumet är fullt, irisfärgen är ljus och örat vänds. , hög båge, stor mun, tjocka läppar och stor käke och framstående.
(3) Stora testiklar: mer testikelförstoring i prepuberty, testikel upp till 30 ~ 50 cm i sen ungdom, förtjockning av pungen, sällsynt hos unga patienter, ofta åtföljd av stor penis.
(4) Språkutvecklingsstörningar: vanligare, kännetecknas av allvarliga utvecklingsförseningar i samtal och verbal uttryck, dysartri, patologisk imitation och repetitivt tal och brist på grammatik och ordförråd.
(5) Onormalt personlighetsbeteende: inklusive aktiv, brist på koncentration, temperament, stark rebellisk psykologi, ångest och självskada.
(6) symtom på nervsystemet: mer mild, vanligt för dyskinesi i lemmen, ofrivillig rörelsefördröjning, överdriven ledstivhet och systemisk hyperreflexi, ibland kramper.
(7) Reproduktionssystem: låg sexuell funktion, kvinnligt könshår hos vuxna är kvinnlig distribution och feminint bröst, men kan föda avkommor.
2. Kvinnliga bärare: kan uppvisa mild mental retardering, för tidig ovariesvikt, 70% av kvinnliga bärare har pre-mutation utan signifikant fysiologiskt eller kognitivt, onormalt beteende, medan de andra 30% har fulla mutationer Kvinnor kommer att visa en rad symtom. I allmänhet har kvinnor med symtom endast små förändringar i utseende, med skarpa ansikten och stora öron.
Abnormala kognitiva och beteendemässiga avvikelser hos kvinnor med fulla mutationer är vanligtvis mildare än de som observeras hos män som utvecklar sjukdomen. Hälften av dem visar typisk psykisk retardering och icke-verbala inlärningssvårigheter, och den andra hälften behöver vanligtvis Kontinuerligt stöd för mental retardering, men alla dessa kvinnor verkar ha kognitiva funktionsnedsättningar som har sitt ursprung i högra och främre lobar, vilket resulterar i onormalheter som syn-rymden, perceptuell färdighet, verkställande funktion, uppmärksamhet och förmåga att utföra samtidigt, men Presterar bra i en kontinuerlig process, såsom organisatorisk information eller kronologisk ordning, har dessa kvinnor liknande förmåga i ordminne och läsning, dåliga i matematik, med hjälp av Wechsler Children's Intelligence Scale (WISC-R) test När det gäller intelligens är deras poäng inom matematik och grafisk arrangemang särskilt låg, och de har också ett speciellt sätt att tala, som upprepas och disorganiseras.
Deras personlighet är ofta blyg och drar sig tillbaka, med konstiga kommunikationsmetoder och egendomar. Specialföreställningar inkluderar stereotypt beteende, utanför ämnet, impulsivitet, distraktion och anpassningssvårigheter. 20% till 60% av kvinnor med fulla mutationer kommer När de diagnostiseras med psykosociala störningar är de vanligaste diagnoserna depression, karakteristiska schizofreniska förändringar, omfattande utvecklingsstörningar, personlighetsuttag och ångest.
Undersöka
Pediatrisk bräcklig X-kromosomundersökning
Cytologiskt test
(1) Fragil X-kromosomundersökning: Undersökningen av den bräckliga X-kromosomen är mycket viktig för att förstå frekvensen av uttryck för den bräckliga delen och strukturen för kromosomen vid den bräckliga delen, och är det grundläggande sättet för att bekräfta det ursprungliga probandet, men metodens detekteringsgrad är låg. I allmänhet är det bara cirka 50%. Eftersom det finns andra bräckliga delar (som FRQXD) som inte är relaterade till mental retardering på X-kromosomen, även om närvaron av det bräckliga X-stället upptäcks, kan det inte diagnostiseras som en FXS-patient eller bärare. Detta test kan endast användas som ett screeningtest och kan inte användas som ett verktyg för diagnos.
(2) Fluorescens in situ hybridiseringsteknik: FISK-detektion kan utföras på patienter som misstänks ha ett stort fragment av FMR-I-genen, och den fluorescerande märkta sonden används för att behandla kromosomerna i cellerna i metafasdelningen efter behandling med kolchicin. Hybridisering in situ visade att de normala kromosomerna visade fluorescens, medan kromosomerna med motsvarande deletioner inte visade någon fluorescens.
2. Genetisk testning
(1) Southern Blot: Dynamiska mutationer och deletionsmutationer av stora fragment orsakar betydande förändringar i längden på FMR-I-genfragmentet, så att de kan detekteras med Southern blotting. För olika typer av mutationer av FMR-I-genen, Olika restriktionsenzymer och prober, EcoRI- eller HindIII-restriktionsenzymer plus pE5.1 (eller afaxala) sonder kan upptäcka pre-mutationer av hela eller stora fragment, och är därför lämpliga för att upptäcka mentala avvikelser. Proband, BclI endonukleas plus StB12.3 sond kan detektera den diffusa zonen som innehåller CGG, kan upptäcka och preliminärt bestämma storleken på pre-mutationen, Pst I endonukleas plus OX0.55 Sonden kan detektera för-mutationen med ett litet antal CGG-upprepningar. Om vissa restriktionsenzymer som är känsliga för metylering, såsom EagI, BssHI, SacI, etc., kan användas kan metyleringen av CpG-öar detekteras. Hela mutationen, pre-mutationen och den chimära typen upptäcks. Den sydliga blottingtekniken är känslig och korrekt. Det är en klassisk detektionsmetod, men tekniken är komplicerad och den är inte lämplig för screening av vanliga populationer eller högriskgrupper, och den kan inte heller exakt bestämma antalet CGG-upprepningar.
(2) Polymeraskedjereaktion (PCR) -teknik: PCR-amplifiering av FMR-I-genfragmentet från patienten utförs med användning av lämpliga primrar, och den amplifierade produkten separeras direkt genom denaturering av polyakrylamidgelelektrofores, och resultatet kan bestämmas exakt. Antalet upprepningar av CGG, som används för att hitta förmutationen med ett litet antal upprepningar och för att observera (CGG) n-fördelningen i den allmänna befolkningen, varigenom gränsen för antalet CGG-upprepningar fastställs mellan den normala och för-mutationen. Denna metod är enkel och lämplig för allmän screening. Nackdelen är att den fulla mutationssekvensen för CGG-upprepningar innehåller ett stort antal GC-baser, och PCR-reaktionen är svår. PCR-tekniken kan inte upptäcka metylering, så den chimära typen kan inte upptäckas.
3. Proteindetektion
Eftersom FMRP uttrycks i nästan varje vävnad och cell hos normala människor, men inte uttryckt eller onormalt uttryckt i FXS-patienter, kan närvaron av detta protein detekteras genom immunhistokemi eller immunofluorescens med användning av anti-FMRP monoklonal antikropp. Under de första dagarna testades endast blodsmetterna från misstänkta personer med denna metod, nyligen användes fetala exfolierade celler i fostervatten för att observera närvaron av FMRP som en indikator för prenatal diagnos av FXS.
Regelbundna B-ultraljud, elektrokardiogram, EEG, etc. finns i stora testiklar, onormala EEG-vågformer.
Diagnos
Diagnostisk identifiering av bräcklig X-kromosom hos barn
diagnos
De kliniska manifestationerna av den bräckliga X-kromosomen är olika och personlighets-, psykologiska och spirituella förändringar är inte helt desamma. Dessutom har vissa patienter kliniska symtom som inte är mycket typiska. Det är svårt att ställa en diagnos baserad på kliniska manifestationer. Laboratorietester är inte bara Tidig diagnos säkerställer en tillförlitlig grund, såväl som diagnos för bärare och prenatal diagnos, såväl som familjeundersökningar och befolkningsundersökningar.
Detekteringen av X-bräckliga platser med cytologi är en morfologisk metod, men noggrannheten och känsligheten är inte särskilt hög. Även om genetisk testning är den viktigaste metoden för att diagnostisera FXS, kan genetisk testning inte helt ersätta kromosomdetektion eftersom Fördjupad studie fann att den bräckliga X-kromosomen inte bara är relaterad till det bräckliga stället FRAXA, utan också relaterat till FRAXE, som anses vara ett vanligt bräckligt ställe. Nyligen har det visat sig att FRAXF-webbplatsen också verkar vara relaterad till den bräckliga X-kromosomen, men för närvarande endast relaterad till FRAXA. Mutation av FMR-I-genen, så endast genetisk testning är lätt att missa.
Södra blotting kan upptäcka pre-mutation, chimera, full mutation och stor fragmentering, men det är mindre effektivt för pre-mutation och radering av mindre fragment. PCR är lämpligt för att upptäcka pre-mutation med ett litet antal upprepningar, men inte för detektering. glykosylering.
Differensdiagnos
Till skillnad från andra ärftliga sjukdomar med mental retardering och speciellt ansikte, förlitar det sig huvudsakligen på laboratorieundersökning för differentiell diagnos.
