案例分享二ldquo万中有一 - 肌营养不良

TUhjnbcbe - 2020/12/24 17:04:00

面肩肱型肌营养不良症（OMIM#；FacioscapulohumeralMuscularDystroph，FSHD）是一种高发病率的神经肌肉疾病，通常在两万人左右中会出现一名患者。核心病症为骨骼肌进行性无力和萎缩，受累部位主要是面部(面)、肩带(肩)和上臂(肱)。该病为常染色体显性遗传疾病，大部分病例属于家族遗传，三分之一左右的病人表现为新发突变。发病年龄主要在10-20岁区间，20岁的外显率大于95%，男性发病率为95%，女性发病率则为69%；一旦发病致残率高，迄今为止临床上的治疗方案都收效甚微。致病机制FSHD分为FSHD1型（~95%）和FSHD2型（~5%）：

FSHD1型中，染色体q5区域上一个被称为DZ的.kb重复单元发生数量缺失，正常人一般有11-个重复单元的DZ，但是患者只有10个或更少的重复，同时当DZ最后重复单元远端存在一个polyA结构（qA单体型，无此结构为不致病的qB单体型）时，位于DZ的DUX蛋白在肌肉细胞中表达失衡，造成肌纤维坏死[1]，而且重复单元片段越小，发病年龄越早，病情越严重[2]。

FSHD2型中，患者的18号染色体上SMCHD1基因突变使得染色体q5的DZ区域甲基化程度有所下降，再加上polyA结构的q5，DUX在肌肉细胞中异常表达。

目前还有很少部分的病例未能追踪到致病机制，这尚属于活跃的科研领域。

FSHD分子遗传机制[]案例分析

临床信息

5岁女性，面部肌无力，不能微笑，伴有上臂和大腿肌肉萎缩，上肢抬起失败，蹲起困难，无法正常上下楼。

检测结果

本次检测采用BionanoSaphyrTM平台进行图谱测序：本检测项目基于BionanoSaphyrTM光学图谱技术，正常DNA样本作为对照，结果显示，该受检者染色体q5区域存在重复单元数目缺失，两个等位基因分别存在个DZ和20个DZ重复，其中少于10个重复的为qA变体结构，大于10个重复单元的为qB变异结构。即目标区域单体型分别为（qA）和20（qB），单体型repeat;qA是患者发病的致病原因。FSHD的诊断FSHD的病征复杂且至今没有有效的诊疗方案，因此遗传筛查对FSHD的预防和准确诊断至关重要。FSHD1型基因检测基础：

染色体q5区域重复单元DZ只有10个或更少的重复；

每个DZ重复都有一个DUX基因，只有最后一个重复单元DUX远端存在一个polyA结构(qA单体型)才致病（无此结构称为qB单体型，不致病）；

10q26上存在与q5同源的DZ重复单元，但不致病；

q5上携带q5-10q26型序列组成的DZ重复单元，但不致病。

图源：bionanogenomics方法比较目前FSHD分子诊断的金标准是SouthernBlot，该方法耗费精力且无法精确定量DZ重复数目及嵌合突变率，虽然可以满足部分FSHD患者的诊断需求，但仍有一部分患者无法被确诊。二代测序技术（NGS）由于其读长短，无法跨越重复单元区域，对FSHD的检测无能为力。相较而言，BionanoGenomicsSaphyr平台将样品制备、使极长高分子量的DNA成像和基因组数据分析技术整合到了一个简化的工作流程，能有效助诊FSHD。希望组利用BionanoSaphyrTM光学图谱成像技术的超长读长、无PCR过程、高通量等优势，同时配合完善的实验检测流程和生物信息分析方法，可正确区分q5与10q26同源序列，精确计算DZ重复单元数目，明确识别qA、qB变体结构，准确检出嵌合体类型，从而为FSHD患者提供“眼见为实”的基因检测服务，使FSHD患者得到精准诊断。年，医院、福建医院、医院、宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院、北京大学医学部、北京协和医学院及北京希望组生物科技有限公司共同完成的研究[]，证实了该方法检测FSHD的准确性，开启了更完整更真实的长片段DNA技术应用于遗传病诊断的新篇章。参考

[1]LemmersRJLF,DeKievitP,SandkuijlL,etal.Facioscapulohumeralmusculardystrophyisuniquelyassociatedwithoneofthetwovariantsoftheqsubtelomere[J].NatureGenetics,,2(2):25-26

[2]GabrielsJ,BeckersM,DingH,etal.NucleotidesequenceofthepartiallydeletedDZlocusinapatientwithFSHDidentifiesaputativegenewithineach.kbelement[J].Gene,,26(1):25-2.

[]Cohen,J.,DeSimone,A.,Lek,M.,Lek,A.,etal.TherapeuticApproachesinFacioscapulohumeralMuscularDystrophy[J].TrendsinMolecularMedicine..

[]YiDai,PidongLi,ZhiqiangWang,etal.Single-moleculeopticalmappingenablesaccuratemoleculardiagnosisoffacioscapulohumeralmusculardystrophy(FSHD).bioRxivpreprintfirstpostedonlineMar.21,.