【佳學(xué)基因檢測】導(dǎo)致馬凡氏綜合癥(馬方綜合征)發(fā)生的基因突變類型
佳學(xué)基因?yàn)槭裁粗攸c(diǎn)解碼馬凡氏綜合征的發(fā)生?
在馬凡氏綜合征患者的多種肌肉骨骼表現(xiàn)中,脊柱畸形會(huì)引起疼痛和呼吸障礙,對(duì)患者的日?;顒?dòng)造成很大阻礙。通過基因解碼闡明了馬凡氏綜合征患者發(fā)生嚴(yán)重脊柱側(cè)彎的遺傳風(fēng)險(xiǎn)因素。
方法
佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測回顧性評(píng)估了 278 名具有致病性或可能致病性的FBN1變異的患者?;颊叻譃榛加校╪=57)或不患有(n=221)嚴(yán)重脊柱側(cè)彎的患者。嚴(yán)重脊柱側(cè)彎定義為 (1) 50 歲前接受手術(shù)的患者或 (2) 50 歲前 Cobb 角超過 50° 的患者。根據(jù)變異的位置和預(yù)測的氨基酸改變,將變異分為蛋白質(zhì)截?cái)嘧儺?(PTV),其中包括產(chǎn)生過早終止密碼子和框架內(nèi)外顯子跳躍的變異,或非 PTV,并檢查了FBN1基因型對(duì)嚴(yán)重脊柱側(cè)彎發(fā)展的影響。還基因解碼了FBN1變異的位置對(duì)嚴(yán)重脊柱側(cè)彎發(fā)展的影響。
結(jié)果
單變量和多變量分析顯示,女性、FBN1的 PTV和新生兒區(qū)域(外顯子 25-33)的變異都是發(fā)展為嚴(yán)重脊柱側(cè)彎的獨(dú)立重要預(yù)測因素。此外,這些因素被確定為現(xiàn)有脊柱側(cè)彎進(jìn)展為嚴(yán)重狀態(tài)的預(yù)測因素。
結(jié)論
佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測闡明了馬凡氏綜合征患者發(fā)展為嚴(yán)重脊柱側(cè)彎的遺傳風(fēng)險(xiǎn)因素。攜帶致病性FBN1變異且存在這些遺傳風(fēng)險(xiǎn)因素的患者應(yīng)密切監(jiān)測脊柱側(cè)彎的進(jìn)展情況。
導(dǎo)致馬凡氏綜合癥(馬方綜合征)發(fā)生的基因突變類型關(guān)鍵詞:
兒科、基因型、肌肉骨骼疾病、骨科
人體基因序列變化與疾病表征關(guān)于馬方綜合征的介紹
馬凡氏綜合征 (OMIM:#154700) 于 1896 年由 Antoine Bernard Marfan 首次描述,是一種常染色體顯性遺傳性結(jié)締組織疾病。馬凡氏綜合征有幾種臨床表現(xiàn),包括主動(dòng)脈根部擴(kuò)張、晶狀體異位和特征性骨骼特征。在馬凡氏綜合征患者的幾種肌肉骨骼表現(xiàn)中,脊柱畸形會(huì)引起疼痛和限制性通氣障礙,并嚴(yán)重妨礙患者的日?;顒?dòng)。由于馬凡氏綜合征患者在開胸術(shù)后和/或復(fù)發(fā)性氣胸后心肺功能進(jìn)一步受損的風(fēng)險(xiǎn)很高,因此必須防止脊柱畸形進(jìn)展和呼吸功能進(jìn)一步惡化。此外,由于心血管疾病的醫(yī)療和外科治療水平提高,這些患者的預(yù)期壽命在過去幾十年里有所提高;因此,適當(dāng)控制脊柱畸形變得越來越重要。從衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)學(xué)角度來看,據(jù)報(bào)道馬凡氏綜合征是接受脊柱畸形矯正的綜合征性脊柱側(cè)彎患者中最常見的診斷。最近,佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測報(bào)道女性和腕部征陽性是馬凡氏綜合征患者脊柱側(cè)彎進(jìn)展的預(yù)測因素;然而,預(yù)測脊柱畸形的進(jìn)展具有挑戰(zhàn)性,這導(dǎo)致馬凡氏綜合征患者的脊柱畸形管理不善。
符合 Ghent 標(biāo)準(zhǔn)的馬凡氏綜合征患者中,高達(dá) 97% 的人患有FBN1基因致病變異(OMIM:#134797),該基因包含 66 個(gè)外顯子,編碼細(xì)胞外基質(zhì)微纖維的主要成分,即原纖維蛋白-1。FBN1基因中已發(fā)現(xiàn) 3000 多種致病變異,其中大部分是家族中獨(dú)有的。馬凡氏綜合征中FBN1變異的滲透率通常很高,但從這些變異中預(yù)測表型一直是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。迄今為止,已有多項(xiàng)基因解碼證明了馬凡氏綜合征的基因型-表型相關(guān)性。據(jù)報(bào)道, FBN1外顯子 25-33 的致病變異與新生兒馬凡氏綜合征有關(guān),該綜合征的特征是兒童早期出現(xiàn)嚴(yán)重肺氣腫以及二尖瓣和/或三尖瓣功能不全。有報(bào)道稱,異位晶狀體與影響或產(chǎn)生半胱氨酸殘基的FBN1變異之間存在很強(qiáng)的相關(guān)性。關(guān)于主動(dòng)脈表現(xiàn),最近的一些基因解碼表明,具有單倍體不足 (HI) 型FBN1變異(例如可能導(dǎo)致無義介導(dǎo)的 mRNA 衰變 (NMD) 的無義變異和失格變異)的患者的主動(dòng)脈表型比具有錯(cuò)義變異的患者更嚴(yán)重。然而,很少有報(bào)道基因解碼肌肉骨骼表現(xiàn)和FBN1變異類型之間的基因型-表型相關(guān)性。最近,Arnaud等人報(bào)道,F(xiàn)BN1中的過早終止密碼子 (PTC) 變異與 Cobb 角≥20° 的脊柱側(cè)彎發(fā)病率有關(guān)。De Maio等人還發(fā)現(xiàn)FBN1終止密碼子變異與 Cobb 角 ≥20° 或胸腰椎后凸的脊柱側(cè)彎之間存在關(guān)聯(lián)。但尚未有基因解碼調(diào)查致病性FBN1變異類型對(duì)脊柱側(cè)彎發(fā)展為需要手術(shù)的嚴(yán)重狀態(tài)的實(shí)際影響。當(dāng)脊柱側(cè)彎發(fā)展為嚴(yán)重的脊柱彎曲時(shí),會(huì)導(dǎo)致患者的生活質(zhì)量下降,從而導(dǎo)致呼吸功能惡化和/或腰痛。因此,針對(duì)嚴(yán)重進(jìn)行性脊柱畸形患者的分析對(duì)于獲取臨床有用信息至關(guān)重要。本基因解碼旨在首次證明致病性FBN1變異類型與嚴(yán)重脊柱側(cè)彎發(fā)展之間的相關(guān)性,以確定馬凡氏綜合征患者脊柱畸形進(jìn)展的遺傳風(fēng)險(xiǎn)因素。
具體方法
患者和基因測試
數(shù)據(jù)是從佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測基因解碼所馬凡氏綜合征中心的前瞻性隊(duì)列中回顧性獲取的,共 175 個(gè)月,從 2006 年 9 月到 2021 年 3 月。佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測招募了通過基因分析檢測到致病或可能致病的FBN1變異的連續(xù)患者。根據(jù)FBN1特定變異分類指南,將變異歸類為致病或可能致病,該指南通過調(diào)整美國醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)和基因組學(xué)學(xué)院-分子病理學(xué)協(xié)會(huì)分類指南的 28 項(xiàng)一般標(biāo)準(zhǔn)中的 15 項(xiàng)而得出,以更好地適應(yīng) FBN1 基因和馬凡氏綜合征的具體特征。使用FBN1基因的桑格測序或基于下一代測序 (NGS) 的基因測試來鑒定致病的FBN1變異。 基于 NGS 的基因測試包括利用日本兒科罕見和未確診疾病倡議基因解碼進(jìn)行的外顯子組測序,以及在 Kazusa DNA 基因解碼所(日本千葉縣)進(jìn)行的基于雜交捕獲的主動(dòng)脈病基因組檢測。本基因解碼還包括七名患有或疑似患有FBN1基因 CNV 的患者。 基因測試的細(xì)節(jié)之前已有描述。FBN1使用的參考序列是 RefSeq NM_000138.4。已從患者或未成年患者的監(jiān)護(hù)人處獲得書面知情同意。
致病性FBN1變異的分類
根據(jù)致病變異的位置和預(yù)測的氨基酸改變,將致病變異分為兩大類:蛋白質(zhì)截短變異 (PTV) 或非 PTV。PTV 被定義為預(yù)測會(huì)引入過早終止密碼子或破壞剪接位點(diǎn)的單核苷酸變異、預(yù)測會(huì)破壞轉(zhuǎn)錄本閱讀框架的小插入或缺失,以及如前所述的去除完整蛋白質(zhì)編碼序列的較大缺失。因此,除了產(chǎn)生 PTC 的變異之外,預(yù)測會(huì)誘導(dǎo)由剪接供體位點(diǎn)(例如內(nèi)含子 +1G 或 +2T)或剪接受體位點(diǎn)(例如內(nèi)含子 −1G 或 −2A)破壞引起的框內(nèi)外顯子跳躍 (IFES) 的變異也包括在 PTV 中。通過 CNV 分析檢測到的框外和框內(nèi)外顯子跳躍變異也被歸類為 PTV。非 PTV 包括錯(cuò)義變異和小框內(nèi)插入或刪除變異,預(yù)計(jì)會(huì)產(chǎn)生顯性負(fù)效應(yīng)。
重癥組和對(duì)照組的定義
嚴(yán)重脊柱側(cè)彎患者被分為“嚴(yán)重”組,其定義為 (1) 50 歲之前接受初次脊柱側(cè)彎手術(shù)的患者或 (2) 50 歲之前 Cobb 角超過 50° 的患者。采用這一定義是因?yàn)?,由于生物力學(xué)原因,超過 50° 的主要彎曲即使在骨骼成熟后仍會(huì)進(jìn)展,因此這類患者通常需要進(jìn)行預(yù)防性手術(shù)以防止彎曲發(fā)展到嚴(yán)重程度。“對(duì)照”組的患者定義為在 15 歲或以上時(shí)拍攝的最后一次 X 光片中 Cobb 角為 50° 或更小的患者。為了消除生長潛力對(duì)脊柱側(cè)彎進(jìn)展的影響,最后一次隨訪 X 光片拍攝于 15 歲之前的患者被排除在對(duì)照組之外。對(duì)于所有未接受脊柱畸形手術(shù)的患者,在最終隨訪時(shí)拍攝站立位后前位和側(cè)位全脊柱X光片并測量Cobb角。對(duì)于部分接受手術(shù)的患者,由于無法獲得術(shù)前X光片,因此術(shù)前Cobb角未知。
統(tǒng)計(jì)分析
使用 Fisher 精確檢驗(yàn)來比較分類數(shù)據(jù)。進(jìn)行單變量和多變量邏輯回歸分析以確定與脊柱側(cè)彎進(jìn)展到嚴(yán)重狀態(tài)相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)因素。使用 Kaplan-Meier 方法構(gòu)建無手術(shù)曲線,并使用對(duì)數(shù)秩檢驗(yàn)進(jìn)行比較。顯著性閾值設(shè)定為 p<0.05。所有統(tǒng)計(jì)分析均使用 JMP Pro(V.16.0.0;SAS Institute,美國北卡羅來納州卡里)進(jìn)行。
具體結(jié)果數(shù)據(jù)
重癥組和對(duì)照組的人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)
在 376 例具有致病性或可能致病性的FBN1變異的病例中,佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測從 245 個(gè)家族中共確定了 278 名符合條件的患者,其中重癥組有 57 名患者,對(duì)照組有 221 名患者。其余 98 例被排除在外,原因如下:65 名患者沒有 X 光或臨床信息,33 名患者在 15 歲之前進(jìn)行了最后一次脊柱 X 光檢查。在基因解碼的 278 例病例中共確定了210 種不同的FBN1變異。重癥組的概況如表 1所示。
表 1.患有致病性FBN1變異的嚴(yán)重脊柱側(cè)彎病例詳情
n | |
患者總數(shù) | 57 |
性別 (%) | |
男性 | 20(35.1) |
女性 | 37(64.9) |
“嚴(yán)重”脊柱側(cè)彎的詳細(xì)信息 | |
進(jìn)行手術(shù) | 42 |
首次手術(shù)年齡,年齡,平均值(范圍) | 15.2(4–47) |
50歲前Cobb≥50° | 15 |
X 光檢查時(shí)的年齡,歲,平均值(范圍) | 29.8(8-49) |
Cobb 角,平均值 (SD) | 86.3(27.0) |
重度組有20名男性和37名女性患者。重度組57名患者中,42名接受了手術(shù),其中15名患者在50歲之前出現(xiàn)Cobb角超過50°(表1)。42名患者首次接受脊柱側(cè)彎手術(shù)的平均年齡為15.2歲。所有手術(shù)均被確定為脊柱側(cè)彎或脊柱后側(cè)彎。重度組和對(duì)照組的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)比較見表2。
表 2.嚴(yán)重脊柱側(cè)彎組和對(duì)照組的人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)
n | 重癥組 | 對(duì)照組 | P 值* | |
患者人數(shù) | 278 | 57 | 221 | |
X 光檢查時(shí)的年齡(范圍) | 不適用 | 33.7(15-79) | 不適用 | |
性別(男:女) | 135:143 | 20:37 | 115:106 | 0.03 |
Cobb 角 (°),平均值 (SD) | 不適用 | 17.3(12.7) | 不適用 | |
FBN1變體的類型 | 0.03 | |||
肺功能指數(shù) (%) | 132 | 35(26.5) | 97(73.5) | |
PTC 創(chuàng)建變體 (%) | 97 | 25(25.8) | 72(74.2) | |
內(nèi)框外顯子跳躍 (%) | 35 | 10(28.6) | 25(71.4) | |
非 PTV (%) | 146 | 22(15.1) | 124(84.9) | |
非 PTV 影響 Cys 殘基 (%) | 112/146 | 16/22(72.7) | 96/124(77.4) | 0.60 |
Cys,半胱氨酸;N/A,不適用;PTC,提前終止密碼子;PTV,蛋白質(zhì)截短變體。
對(duì)照組 X 光檢查時(shí)的平均年齡為 33.7 歲,平均 Cobb 角為 17.3°(表 2)。重度組中女性和 PTV 的出現(xiàn)率更高(表 2)。在評(píng)估 PTV 時(shí),佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測觀察到重度組中 PTC 變異和 IFES 變異的頻率也有類似的增加趨勢(表 2)。此外,當(dāng)佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測使用 Kaplan-Meier 方法構(gòu)建非手術(shù)曲線時(shí),排除 15 例非手術(shù)重度病例,可以直觀地驗(yàn)證 PTC 變異和 IFES 變異對(duì)重度脊柱側(cè)彎發(fā)展的同等影響。這些結(jié)果證實(shí)了佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測采用 PTV 概念的策略的有效性,其中包括 PTC 變異和 IFES 變異。與重度組 PTV 明顯高于非 PTV 相比,輕度脊柱側(cè)彎(10° ≤ Cobb 角 <30°)和中度脊柱側(cè)彎(30° ≤ Cobb 角 ≤ 50°)患者中FBN1變異類型的分布無顯著差異(圖 1和表 2)。這一結(jié)果提示,F(xiàn)BN1變異類型可能影響脊柱側(cè)彎的進(jìn)展,而不是發(fā)生(圖 1 )。在非 PTV 中,兩組之間影響或產(chǎn)生半胱氨酸殘基的FBN1變異的比例沒有顯著差異(表 2)。
圖 1.:FBN1變異類型按脊柱側(cè)彎嚴(yán)重程度的分布。兩種變異類型中重度脊柱側(cè)彎的比例存在顯著差異,而輕度(10° ≤ Cobb 角 <30°)或中度(30° ≤ Cobb 角 ≤50°)脊柱側(cè)彎的比例無顯著差異,這表明FBN1變異類型可能影響脊柱側(cè)彎的進(jìn)展而不是發(fā)病。PTV,蛋白質(zhì)截?cái)嘧儺悺?P<0.05。
jmedgenet-2021-108186supp002.pdf (205.3KB, pdf)
致病性FBN1變異的分布
致病性FBN1變異的詳細(xì)分布如表3和圖2所示。
表 3.7 例FBN1外顯子 CNV 病例詳情
編號(hào) | 性別 | 刪除外顯子 | FBN1變體的類型 | 受影響的“熱點(diǎn)” | 嚴(yán)重脊柱側(cè)彎或控制 | 外科手術(shù) | Cobb 角 |
329 | 男性 | 20 | PTV | 不 | 控制 | 不 | 十三 |
330 | 女性 | 64–66 | PTV | C末端區(qū)域 | 嚴(yán)重 | 是的 | 84* |
331 | 男性 | 23–25 | PTV | 新生兒區(qū)域 | 嚴(yán)重 | 是的 | 80* |
332 | 女性 | 3 | PTV | 不 | 嚴(yán)重 | 不 | 80 |
333 | 男性 | 39–40 | PTV | 不 | 嚴(yán)重 | 是的 | 57* |
334 | 男性 | 51–63 | PTV | 外顯子 55–56 | 控制 | 不 | 9 |
335 | 男性 | 1–66 | PTV | 不 | 嚴(yán)重 | 是的 | 93* |
PTV,蛋白質(zhì)截短變體。
圖 2:除 CNV 病例外的 271 例致病性FBN1變異的詳細(xì)分布。黑色箭頭表示可能發(fā)展為嚴(yán)重脊柱側(cè)彎的熱點(diǎn)區(qū)域。對(duì)照病例用白色形狀表示,而嚴(yán)重組病例用黑色形狀表示。圓圈、矩形和三角形分別代表 IFES、PTC 產(chǎn)生變異和非 PTV。IFES,框內(nèi)外顯子跳躍;PTC,過早終止密碼子產(chǎn)生變異;PTV,蛋白質(zhì)截?cái)嘧儺悺?/p>
在 278 例具有致病性或可能致病性FBN1變異的病例中,7 例被懷疑或確認(rèn)患有 CNV;分別使用染色體微陣列分析和多重連接依賴性探針擴(kuò)增分析驗(yàn)證了 5 個(gè)基因內(nèi)(多)外顯子缺失和 1 個(gè)全基因缺失(表 3)。在一名臨床診斷為馬凡氏綜合征的患者(患者 330)中,通過簡單的 CNV 預(yù)測方法強(qiáng)烈懷疑外顯子 64-66 存在雜合缺失,該方法從 Integrative Genomics Viewer中直觀檢查覆蓋軌跡(表 3 )。其余 271 例致病性FBN1變異的分布總結(jié)在圖 2中。
新生兒區(qū)域(外顯子 25-33)是發(fā)生嚴(yán)重脊柱側(cè)彎的熱點(diǎn)
由于據(jù)報(bào)道FBN1外顯子 25-33 中的致病變異與馬凡氏綜合征患者早發(fā)性嚴(yán)重心血管表型相關(guān),佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測假設(shè)FBN1基因中可能存在一些導(dǎo)致嚴(yán)重脊柱側(cè)彎的“熱點(diǎn)”區(qū)域。首先,佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測基因解碼了這個(gè)所謂的“新生兒區(qū)域”(外顯子 25-33)中的變異是否與嚴(yán)重脊柱側(cè)彎有關(guān)。在該區(qū)域具有致病性FBN1變異的 34 例病例中,有 13 例(38.2%)患上了嚴(yán)重脊柱側(cè)彎,而在其他區(qū)域具有致病性FBN1變異的 244 例病例中,只有 44 例(18.0%)患上了嚴(yán)重脊柱側(cè)彎。這是一個(gè)顯著差異(p=0.01)(圖 2和表 3)。該結(jié)果表明,攜帶新生兒區(qū)域的致病變異可能與嚴(yán)重脊柱側(cè)彎的發(fā)展有關(guān)。
通過單變量和多變量分析確定嚴(yán)重脊柱側(cè)彎的風(fēng)險(xiǎn)因素
為了確定遺傳因素對(duì)馬凡氏綜合征重度脊柱側(cè)彎發(fā)展的實(shí)際影響,佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測進(jìn)行了單變量和多變量邏輯回歸分析。單變量分析顯示,女性(OR,2.01;95% CI 1.11 至 3.73)、FBN1變異的 PTV(OR,2.03;95% CI 1.13 至 3.73)和FBN1變異位于新生兒區(qū)域(OR,2.81;95% CI 1.28 至 6.00)均與重度脊柱側(cè)彎的發(fā)展具有顯著相關(guān)性(表 4)。
表 4.單變量和多變量邏輯回歸分析用于確定患有致病性或可能致病性FBN1變異的患者發(fā)生嚴(yán)重脊柱側(cè)彎的風(fēng)險(xiǎn)因素
單變量分析 | 多元分析 | |||
或(95% 可信區(qū)間) | P 值* | 或(95% 可信區(qū)間) | P 值* | |
性別 | 0.02 | 0.01 | ||
女性 | 2.01(1.11 至 3.73) | 2.24(1.21至4.27) | ||
男性 | 參考 | 參考 | ||
FBN1變體的類型 | 0.02 | 0.007 | ||
PTV | 2.03(1.13 至 3.73) | 2.30(1.25 至 4.33) | ||
非PTV | 參考 | 參考 | ||
FBN1變體的位置 | 0.01 | 0.007 | ||
新生兒區(qū)域(外顯子 25-33) | 2.81(1.28 至 6.00) | 3.11(1.38 至 6.88) | ||
其他地區(qū) | 參考 | 參考 |
PTV,蛋白質(zhì)截短變體。
多變量分析顯示,女性(OR,2.24;95% CI 1.21-4.27)、FBN1變異的 PTV(OR,2.30;95% CI 1.25-4.33)和FBN1變異位于新生兒區(qū)域(OR,3.11;95% CI 1.38-6.88)均為馬凡氏綜合征患者發(fā)生嚴(yán)重脊柱側(cè)彎的顯著獨(dú)立預(yù)測因素(表 4)。為了消除家族成員共有的其他遺傳因素的影響,佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測僅對(duì) 245 例指示病例進(jìn)行了單變量和多變量分析作為敏感性分析,并獲得了相似的結(jié)果。此外,為了捕捉每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)嚴(yán)重脊柱側(cè)彎發(fā)展的時(shí)間過程影響,佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測使用 Kaplan-Meier 方法構(gòu)建了非手術(shù)曲線,排除了 15 例非手術(shù)嚴(yán)重病例。由于沒有既往的 X 射線檢查,無法準(zhǔn)確判斷 Cobb 角超過 50° 的“嚴(yán)重脊柱側(cè)彎”的發(fā)病時(shí)間,因此必須排除 15 例非手術(shù)嚴(yán)重病例。使用 Kaplan-Meier 方法構(gòu)建的無手術(shù)曲線直觀地驗(yàn)證了每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)嚴(yán)重脊柱側(cè)彎發(fā)展的類似影響,盡管 PTV 對(duì)嚴(yán)重脊柱側(cè)彎發(fā)展的影響顯著性較小。這可能是因?yàn)閲?yán)重病例數(shù)量減少。此外,為了更準(zhǔn)確地捕捉遺傳因素的影響,佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測使用 Kaplan-Meier 方法構(gòu)建了 20 歲以下的無手術(shù)曲線,排除了 3 例 20 歲以后接受手術(shù)的病例,這些病例可能受到其他因素的影響。20 歲以下的無手術(shù)曲線也直觀地驗(yàn)證了每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)嚴(yán)重脊柱側(cè)彎發(fā)展的類似影響。
遺傳因素對(duì)現(xiàn)有脊柱畸形進(jìn)展的影響
然后,佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測進(jìn)行了另一項(xiàng)敏感性分析,其中佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測限制了 Cobb 角 ≥10° 的對(duì)照病例,以確定遺傳風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)現(xiàn)有脊柱側(cè)彎進(jìn)展的影響。通過排除 58 例無脊柱側(cè)彎的病例(Cobb 角 <10°),佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測得到了 57 例嚴(yán)重病例和 163 例對(duì)照病例。該隊(duì)列的人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)在中提供。單變量和多變量邏輯回歸分析表明,女性、FBN1變異的 PTV 和FBN1變異在新生兒區(qū)域的位置都是脊柱側(cè)彎進(jìn)展為嚴(yán)重狀態(tài)的顯著獨(dú)立預(yù)測因素。
除新生兒區(qū)域外,其他可能出現(xiàn)嚴(yán)重脊柱側(cè)彎的熱點(diǎn)區(qū)域
最后,佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測嘗試通過目視檢查確定新生兒區(qū)域以外的嚴(yán)重脊柱側(cè)彎可能的熱點(diǎn)區(qū)域(圖 2和表 3)。佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測重點(diǎn)關(guān)注至少有三例病例出現(xiàn)嚴(yán)重脊柱側(cè)彎且超過 50% 的病例被歸類為嚴(yán)重組的區(qū)域。通過這種方式,佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測將外顯子 55–56 和 C 末端區(qū)域(外顯子 66)確定為可能的熱點(diǎn)區(qū)域(圖 2)。在外顯子 55–56 中存在致病變異的 14 例病例中,有 8 例(57.1%)和在 C 末端區(qū)域(外顯子 66)中存在致病變異的 5 例病例中,有 4 例(80.0%)出現(xiàn)了嚴(yán)重脊柱側(cè)彎(圖 2和表 3)。
討論
這項(xiàng)基因解碼提供了兩條新信息。首先,佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測證明了致病性FBN1變異的變異類型對(duì)馬凡氏綜合征患者脊柱側(cè)彎的進(jìn)展有明顯影響。其次,佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測表明,不僅變異類型,而且FBN1變異的位置在嚴(yán)重脊柱側(cè)彎的發(fā)展中也發(fā)揮著重要作用。
識(shí)別脊柱畸形進(jìn)展風(fēng)險(xiǎn)高的患者有幾個(gè)好處。首先,它可以激勵(lì)進(jìn)展風(fēng)險(xiǎn)高的患者尋求定期醫(yī)療幫助。其次,它可以使佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測能夠及時(shí)采取干預(yù)措施,包括支具治療和手術(shù)。由于馬凡氏綜合征的脊柱畸形進(jìn)展迅速且偶爾發(fā)病較早,因此這些患者有時(shí)很難及時(shí)開始支具治療(通常在 Cobb 角超過 20° 時(shí)建議)。這可能是馬凡氏綜合征的支具治療成功率低于特發(fā)性脊柱側(cè)彎的原因之一。關(guān)于外科治療,據(jù)報(bào)道,馬凡氏綜合征脊柱畸形手術(shù)伴有比特發(fā)性脊柱側(cè)彎更高的并發(fā)癥發(fā)生率。28–30因此,當(dāng) Cobb 角超過 45° 或50 ° 時(shí),及時(shí)進(jìn)行預(yù)防性脊柱側(cè)彎手術(shù)以盡量減少圍手術(shù)期并發(fā)癥至關(guān)重要,因?yàn)橐阎M(jìn)展性彎曲的手術(shù)與更高的并發(fā)癥發(fā)生率有關(guān)。此外,由于彎曲逐漸加重而導(dǎo)致的呼吸功能受損,即使經(jīng)過高創(chuàng)傷性手術(shù),也可能是不可逆轉(zhuǎn)的,31尤其是當(dāng)彎曲已經(jīng)持續(xù)了一段時(shí)間時(shí)。最后,識(shí)別出有高風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)展的患者在健康經(jīng)濟(jì)學(xué)方面是有益的。
本基因解碼表明,F(xiàn)BN1中的 PTV對(duì)馬凡氏綜合征患者嚴(yán)重脊柱側(cè)彎的發(fā)展具有明顯影響。在本基因解碼中,佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測采用了 PTV 的概念,包括產(chǎn)生 PTC 的變體和 IFES 變體。雖然除最后一個(gè)外顯子中的變體外,大多數(shù)產(chǎn)生 PTC 的變體都會(huì)通過 NMD 機(jī)制導(dǎo)致單倍體不足,但 IFES 的實(shí)際功能影響仍有待確定。此外,影響FBN1中剪接位點(diǎn)的變體經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致 IFES,因?yàn)镕BN1中大多數(shù)外顯子(外顯子 4-63)中的核苷酸數(shù)量是 3 的倍數(shù)。因此,佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測首先證實(shí)了產(chǎn)生 PTC 的變體和 IFES 變體對(duì)嚴(yán)重脊柱側(cè)彎的發(fā)展具有幾乎相同的影響。這一發(fā)現(xiàn)與以前的報(bào)告結(jié)果一致,這些報(bào)告表明剪接變體中FBN1的總 mRNA 量顯著減少,這與單倍體不足的機(jī)制一致。FBN1中的 HI 變異或 PTC 產(chǎn)生變異已被證明與主動(dòng)脈事件或侵襲性主動(dòng)脈擴(kuò)張的風(fēng)險(xiǎn)高于顯性負(fù)變異。因此,本基因解碼證明,在馬凡氏綜合征中,主動(dòng)脈表現(xiàn)和脊柱畸形具有共同的遺傳風(fēng)險(xiǎn)因素,可呈現(xiàn)嚴(yán)重的表型。
已證明,無論變異類型如何,新生兒區(qū)域(外顯子 25-33)的致病變異是發(fā)生嚴(yán)重脊柱側(cè)彎的另一個(gè)遺傳風(fēng)險(xiǎn)因素(表 4)。Faivre等人 報(bào)告稱,該區(qū)域的致病變異與脊柱側(cè)彎的存在有關(guān)。然而,還沒有基因解碼調(diào)查過脊柱側(cè)彎的嚴(yán)重程度與FBN1變異位置之間的關(guān)系。已知攜帶新生兒區(qū)域致病變異的患者表現(xiàn)出不同嚴(yán)重程度的心血管表型,并且并不總是表現(xiàn)為新生兒馬凡氏綜合征,該綜合征通常在出生后的前 2 年內(nèi)致命。事實(shí)上,在目前的病例系列中,嚴(yán)重組有 13 例新生兒區(qū)域存在致病性FBN1變異的病例,其中 6 例直到最后的隨訪才接受心血管手術(shù)(未顯示數(shù)據(jù))。因此,重要的是要認(rèn)識(shí)到,新生兒區(qū)域致病變異的患者發(fā)生嚴(yán)重脊柱側(cè)彎的風(fēng)險(xiǎn)很高,因?yàn)樗麄冊谏缙诓⒉豢偸浅霈F(xiàn)嚴(yán)重的心血管表現(xiàn),并且可以成為積極治療脊柱畸形的候選人。
外顯子 55-56 和 C 末端區(qū)域(外顯子 66)也被確定為嚴(yán)重脊柱側(cè)彎的可能熱點(diǎn)區(qū)域。嚴(yán)重患者表型與這些外顯子區(qū)域之間相關(guān)性的原因尚不清楚。外顯子 55-56 編碼兩個(gè)鈣結(jié)合表皮生長因子樣 (cbEGF) 結(jié)構(gòu)域:cbEGF 結(jié)構(gòu)域 34 和 35。原纖維蛋白-1 含有 43 個(gè) cbEGF 結(jié)構(gòu)域,每個(gè)結(jié)構(gòu)域結(jié)合一個(gè)鈣離子并由三個(gè)高度保守的二硫鍵穩(wěn)定。結(jié)合鈣穩(wěn)定 cbEGF 結(jié)構(gòu)域和 cbEGF-cbEGF 結(jié)構(gòu)域間界面,將串聯(lián) cbEGF 結(jié)構(gòu)域重復(fù)序列延伸成剛性棒狀結(jié)構(gòu)。34因此,cbEGF 結(jié)構(gòu)域的變體被認(rèn)為會(huì)干擾鈣結(jié)合,從而擾亂微纖維的組裝、結(jié)構(gòu)和功能,這可能會(huì)影響脊柱的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。然而,為何重度組中的許多患者會(huì)表現(xiàn)出該特定 cbEGF 區(qū)域的變異仍有待闡明。FBN1 的 C 末端區(qū)域(外顯子 65-66)編碼白脂肪素,這是一種新型的生糖脂肪因子,已知其參與脂質(zhì)代謝。此外,該區(qū)域的致病變異可導(dǎo)致馬凡氏綜合征-早衰樣脂肪營養(yǎng)不良綜合征,這是一種獨(dú)特的表型,包括馬凡氏綜合征的部分表現(xiàn)、早衰樣面部外觀和脂肪營養(yǎng)不良的臨床特征。由于最近有人提出特發(fā)性脊柱側(cè)彎與下半身脂肪之間存在關(guān)聯(lián),F(xiàn)BN1 C 末端區(qū)域的變異可能通過改變脂質(zhì)代謝影響脊柱畸形的進(jìn)展。無論如何,需要進(jìn)一步基因解碼以確定這些區(qū)域的致病變異是否與重度脊柱側(cè)彎的發(fā)展有關(guān)。
最近,在臨床上不符合馬凡氏綜合征或 Beals 綜合征診斷標(biāo)準(zhǔn)的重度特發(fā)性脊柱側(cè)彎患者中發(fā)現(xiàn)了FBN1或FBN2的罕見變異。盡管在佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測目前的病例系列中沒有這樣的病例,因?yàn)樵诩褜W(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測的基因解碼所,基因測試僅對(duì)根據(jù)修訂的 Ghent 標(biāo)準(zhǔn)診斷為或高度懷疑患有馬凡氏綜合征并有主動(dòng)脈或眼部表現(xiàn)的患者進(jìn)行,但佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測目前的基因解碼可能為特發(fā)性脊柱側(cè)彎的病因提供新的見解。
本基因解碼發(fā)現(xiàn)女性是馬凡氏綜合征脊柱側(cè)彎進(jìn)展的另一個(gè)預(yù)測因素,這與佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測之前的基因解碼一致。有報(bào)道稱,與女性患者相比,患有馬凡氏綜合征的男性患者發(fā)生主動(dòng)脈事件和根部擴(kuò)張的風(fēng)險(xiǎn)更高。這種差異可能部分解釋了盡管具有共同的遺傳風(fēng)險(xiǎn)因素,但在馬凡氏綜合征個(gè)體患者中觀察到的軀體表現(xiàn)和主動(dòng)脈表現(xiàn)的嚴(yán)重程度存在差異。
在本基因解碼中,佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測使用了邏輯回歸模型進(jìn)行多元統(tǒng)計(jì)分析。選擇該模型而不是 Cox 回歸分析有兩個(gè)原因。首先,對(duì)于 15 例非手術(shù)重度病例,無法確定 Cobb 角超過 50° 的“嚴(yán)重脊柱側(cè)彎”的發(fā)病時(shí)間,因?yàn)檫@些病例沒有連續(xù)的脊柱 X 光片。其次,由于脊柱畸形在生長突增期迅速惡化,然后進(jìn)展非常緩慢,因此比例風(fēng)險(xiǎn)假設(shè)一般不適合脊柱側(cè)彎的進(jìn)展。因此,通常在青春期晚期 Cobb 角超過 45°–50° 時(shí)預(yù)防性地進(jìn)行脊柱側(cè)彎手術(shù)。在本基因解碼中,42 例脊柱側(cè)彎首次手術(shù)的平均年齡為 15.2 歲,脊柱側(cè)彎的 Kaplan-Meier 無手術(shù)曲線清楚地表明大多數(shù)手術(shù)都是在青春期進(jìn)行的(表 1)。
這項(xiàng)基因解碼有一些局限性。首先,它是回顧性設(shè)計(jì)。其次,可能存在一些選擇偏差。由于缺乏整個(gè)脊柱X光片,本基因解碼并未分析所有具有致病性FBN1變異的患者。第三,對(duì)于一些接受手術(shù)的患者,由于缺乏術(shù)前X光片,術(shù)前脊柱畸形的嚴(yán)重程度尚不清楚。最后,致病變異對(duì)蛋白質(zhì)產(chǎn)品的穩(wěn)定性和功能的影響尚未得到驗(yàn)證。
據(jù)佳學(xué)基因馬凡氏綜合征基因檢測所知,本基因解碼首次確定了馬凡氏綜合征患者發(fā)展為嚴(yán)重脊柱畸形的遺傳風(fēng)險(xiǎn)因素。FBN1 中的 PTV 對(duì)馬凡氏綜合征患者嚴(yán)重脊柱側(cè)彎的發(fā)展有明顯影響。新生兒區(qū)域的變異也是嚴(yán)重脊柱側(cè)彎發(fā)展的獨(dú)立遺傳風(fēng)險(xiǎn)因素。FBN1 中的外顯子 55-56 和 C 末端區(qū)域(外顯子 66)也被確定為可能的熱點(diǎn)區(qū)域。因此,攜帶具有這些遺傳風(fēng)險(xiǎn)因素的致病性FBN1變異的患者應(yīng)仔細(xì)監(jiān)測脊柱側(cè)彎的進(jìn)展。
(責(zé)任編輯:佳學(xué)基因)