智力低下的遗传学分析-华西二院-20151201

1、 一 站 式 遗 传 疾 病 解 决 方 案苏 州 珀 金 埃 尔 默 医 学 检 测 所智力低下的遗传学分析张张华华 2015/12/01珀金埃尔默医学检验所珀金埃尔默医学检验所 一 站 式 遗 传 疾 病 解 决 方 案智力低下是儿童成人残疾的主要原因听力残疾14%智力低下21%肢体残疾22%精神残疾6%语言残疾9%其它残疾13%视力残疾15%2009全国学龄儿童残疾情况其它残疾13%严重出生缺陷常伴有智力低下(Intellectual Disability, ID)，发育迟缓(Development Delay, DD)，是出生缺陷防治最需要关注的人群，约占总人口的2% 一 站 式 遗

2、传 疾 病 解 决 方 案智力低下遗传学原因智力低下遗传学原因 45%5%5%25%25%未知致畸因素接触围产期异常单基因病染色体异常遗传学原因明确原因：唐氏综合征，脆性X综合征，Rett Syndrome未知原因：在智力障碍或自闭症居多，原因因人而异如：Angelman syndrome/ Prader-Willi syndrome、 Smith-Magenis syndrome、Williams syndrome，更多的原因是不明的 一 站 式 遗 传 疾 病 解 决 方 案智力低下人群的性别分布11.411轻度ID中度/重度ID男性女性X染色体连锁的智力低下占比较高，目前已知的疾病超过2

3、00种 一 站 式 遗 传 疾 病 解 决 方 案X-连锁的智力低下可分为两种类型：1. Syndromal：病人某些身体或神经表型指向某种疾病2. Nonsyndromal：没有可以辅助疾病诊断的表型或表现，通常只能通过分子诊断方法区别病因6 6最常见的遗传性智力低下（占所有X-连锁智力低下的20%）脆性X综合征发病率：男性约为1/4000，女性约1/6000脆性X综合征患者伴有严重的智力低下, 发育迟缓,语言障碍和行为问题，包括多动症(70-80%)、自闭症(25-35%)、注意力不集中、易激惹、或伴有癫痫(20%)等典型男性患者有特殊的外貌，包括长脸，突出的下颌和额头、大耳(80%)、高

4、腭弓、过度伸展的关节和扁平足，大部分有明显的巨睾，部分伴有二尖瓣脱垂及关节异常脆性脆性X X综合征综合征7 7脆性X综合征-成年男性大额头长脸突出前额和下巴招风耳关节松弛青春期后表现巨睾8 8脆性X综合征-男孩Intellectual disability 智力障碍Developmental delay 发育迟缓Hypotonia 张力减退Autistic features 自闭症特征Hyperactivity 多动症Attention Problems and Impulsivity 注意力不集中、易冲动Anxiety, especially social 焦虑，尤其是社交Seizures

5、20% 20%会发生癫痫9 9脆性脆性X X综合征综合征v约在3岁左右时诊断一些婴儿期难以察觉的特征随年龄增长变得突出， 比外貌更重要的是认知和交流能力低下和行为损害v女性症状通常轻于男性，表型多变，与X染色体随机失活相关1010疾病基因和蛋白缺乏脆性X智力低下蛋白1在1991年发现FMR-1基因 99%由于CGG异常重复导致异常甲基化和大脑中FMR1蛋白缺陷1%由于点突变200 全突变55-200 前突变5-55 正常1111FMR-1 基因位于X染色体在各物种中高度保守17个外显子，长40kb编码mRNA长为3.9kb1212脆性脆性X X综合征的病因综合征的病因 FMR1基因突变类型(C

6、GG)n男性女性正常 200100%智力低下不到50%智力低下原发性卵巢功能不全(Fragile X-associated Primary Ovarian Insufficiency, FXPOI)意向震颤/共济失调综合征(Fragile X-associated Tremor/Ataxia Syndrome, FXTAS)1313遗传诊断：斑点印记杂交Southern BlotIdentify both full-mutation & pre-mutation 可识别全突变和前突变Need more DNA samples 需要更多的DNA样本Longer turn around t

7、ime 更长的周转时间Labor intensive (not for screening) 耗劳力（不适合筛查）1414传统PCR的分子诊断技术 很难扩增富含CG的区域 现有PCR不能检出大的等位基因 不能区分: 女性纯合子和正常的女性 女性杂合子和正常/全突变 20%的案例还需要斑点印记杂交分析1515专利的PCR方法检测脆X综合征6 hours聚合酶更有效的扩增长CGG重复数可达1000次CGG重复数1616使用使用FraXsoft软件进行数据分析软件进行数据分析使用FragXsoft对样本的重复片段大小进行计算每次分析中都使用已知的参考样本，制作线性标准曲线所有样品的每个片段均与线性回

8、归标准曲线进行比对1717PekinElemr提供FragilEaseTM整体解决方案精确定量FMR1基因正常、灰区、前突变和全突变（大于1000次重复）可以准确区分女性杂合子和纯合子配套使用FraXSoft软件进行数据分析和报告大大降低了对Southern Blot 的要求经济、省时、灵活脆X检测特点 一 站 式 遗 传 疾 病 解 决 方 案一例微缺失综合征患者儿的一例微缺失综合征患者儿的诊断诊断 一 站 式 遗 传 疾 病 解 决 方 案Angelman综合征(AS) - 15q11.2-q13Genet Med,2010;12(7):385-395发生率为1/10000-1/15000

9、68% 的患者存在15q11.2区域5-7 Mb的缺失相关基因为UBE3A产前临床表现: 无明显症状产后临床表现: 肌张力低下，严重的发育迟缓、智力迟滞，严重的语言障碍、步态共济失调，常伴有不合时宜的大笑和过分兴奋等多数在2-5岁时被诊断 需终身监护面容特征：宽大嘴，齿缝宽，尖下颌20CMA可作为不明原因智力低下、发育迟缓和体征多种畸形的首选技术33个研究，共计22,698例样本结果1、CMA芯片技术检测的阳性率为15-20%，2、核型分析的3（未计算唐氏综合征）；3、95%的正常多态性的CNV片段500Kb4、只有1-2%正常多态性的CNV片段1M 一 站 式 遗 传 疾 病 解 决 方 案

10、ACMG指南指南-2010 一 站 式 遗 传 疾 病 解 决 方 案什么是CGXTM 染色体微阵列分析技术（Chromosome Microarray Analysis，简称CMA），芯片自身基于hg19进行设计、研发、验证、由Agilent生产 用于细胞遗传学中染色体非整倍体数目异常、染色体缺失和重复（尤其是微缺失和微重复）、杂合子缺失（LOH）/单亲二倍性（UDP）的检测CGXTM（8x60k）芯片主链分辨率190 k目标区域分辨率28 kbCGXTM-SNP (4x180K)主链分辨率80 kb目标区域分辨率20 kbLOH，5 Mb 分辨率 一 站 式 遗 传 疾 病 解 决 方 案

11、Genoglyphix是一款强大的数据可视化软件，并有数据库支持Genoglyphix-将多个遗传数据库整合于同一个软件中具备权限访问Signature数据库，包含从超过50,000个样本中鉴定的14,000例以上经验证的基因异常直接与他相关数据库链接，如DGV，OMIM，PubMed，UCSC， Ensembl等，数据解读更简单对Genoglyphix数据库和分析软件的访问基于安全的网络模式(128-bit 加密)Genoglyphix为细胞遗传学家提供便捷工具， 协助细胞遗传学家轻松完成整个分析过程用户可以建立自定义数据库， 同时可以添加自定义注释条，显示异常结果，拷贝数变化和分析注解等可

12、以基于HG18或HG19显示结果用户自定义报告功能可以选择与其他Genoglyphix用户进行数据共享提供用于结果验证的FISH探针 一 站 式 遗 传 疾 病 解 决 方 案CGXTM所检出的异常257种以上染色体微缺失/微重复疾病1p36.1缺失综合征1p36.1缺失严重的智力障碍，生长迟缓，肌张力低下，癫痫发作，语言能力有限，听力和视力障碍8p23.1重复综合征8p23.1重复语言发育迟缓，身体中度畸形，先天性心脏病Wolf Hirschhorn综合征4p16.3缺失生长和智力发育迟缓，肌张力低下，癫痫发作，颅面畸形，先天性心脏病Cri-du-chat综合征5p33缺失哭声似猫叫，颅面异

13、常，肌张力低下，生长发育迟缓Williams综合征7q11.23缺失智力迟滞，心脏畸形，特殊面容DiGeorge综合征22q11.2缺失先天性心脏病，五官异常，免疫功能紊乱，腭裂Kleefstra综合征9q34.3缺失发育异常，自闭症，肌张力低下，心脏缺陷Langer Giedion综合征8q23.2 - q24.1缺失身材矮小，面部异常，学习困难三角头畸形9p22.3重复11q24.1缺失 额头呈三角形，神经发育异常WAGR综合征11p13缺失肾母细胞瘤，无虹膜，生殖器异常，智力低下常见微缺失或重复型综合征常见微缺失或重复型综合征 一 站 式 遗 传 疾 病 解 决 方 案临床表型临床表型例

14、数例数阳性例数阳性例数阳性率（阳性率（%）不明原因智力落后（MR）41010224.8MR合并孤独症721825.0MR合并癫痫763140.8MR合并脆性X7022.9MR合并面部畸形1103935.5MR合并耳聋431944.2MR合并2个系统以上异常1865630.1MR合并四肢畸形511121.6上海儿童医学中心-余永国诊断学理论与实践2013 年第12 卷第4 期染色体基因芯片分析技术在不明原因智力落后诊断中的应用染色体基因芯片分析技术在不明原因智力落后诊断中的应用附附500 例基因芯片结果分析例基因芯片结果分析(2011 年年10 月月1 日至日至2013 年年1 月月30 日日)

15、158 例阳性病例的临床表型中国基因芯片应用现状中国基因芯片应用现状 一 站 式 遗 传 疾 病 解 决 方 案上海儿童医学中心-余永国诊断学理论与实践2013 年第12 卷第4 期染色体基因芯片分析技术在不明原因智力落后诊断中的应用染色体基因芯片分析技术在不明原因智力落后诊断中的应用附附500 例基因芯片结果分析例基因芯片结果分析(2011 年年10 月月1 日至日至2013 年年1 月月30 日日)158 例阳性病例的临床表型CMA 检测的适应证较广泛，智力落后、发育迟缓、多发畸形、自闭症等都是适用于芯片检测的对象。随着基因芯片诊断能力的逐步推广，目前包括先天性心脏病、癫痫等也已被推荐为CMA 检测的适应证。除脆性X综合征以外，CMA对MR检测阳性率达到20%以上，尤其对MR合并耳聋和MR合并癫痫检出率达到40%以上。中国基因芯片应用现状中国基因芯片应用现状 一 站 式 遗 传 疾 病 解 决 方 案FH, family history;MH, medical history; NE, neurologic examination; PE, physical and dysmorphology examination.智力低下的检测流程 一 站 式 遗