Hirschsprungi tõvega seotud sotosündroom: uus juhtum ja eksomeenide järjestamise analüüs | laste uuringud

Hirschsprungi tõvega seotud sotosündroom: uus juhtum ja eksomeenide järjestamise analüüs | laste uuringud

Anonim

Õppeained

  • Kromosoomi ebanormaalsus
  • Seedetrakti haigused
  • Genoomne analüüs
  • Pediaatrilised uuringud

Abstraktne

Taust

Sotosi sündroom (SoS) on mitmesuguste kaasasündinud anomaaliatega kinnikasvamishäire ja sellega kaasnevad tavaliselt muud kliinilised probleemid. Anorektaalseid väärarenguid pole SoS-i osana siiski dokumenteeritud. Meie eesmärk on anda teada Hirschsprungi tõvega (HSCR) seotud SoS juhtumist ja sellele järgnevast geneetilisest analüüsist.

Meetodid

2-aastasel SoS-i poisil tekkis kõhukinnisus juba imikueast alates ja lõpuks ilmnes histopatoloogilises uuringus aganglioniline segment, millele järgnes eksome-sekveneerimise analüüs.

Tulemused

SoS diagnoosimise geneetilises testis jälgiti ja kontrolliti patsiendi ja tema vanemate NDS1 kahte uut mutatsiooni, c.2465C> A (p.Ser822Tyr) ja c.4347T> A (p.Cys1449 *). Täiendavas kogu eksoomi järjestamise analüüsis, milles kasutati patsiendi vere DNA-d, millele järgnes võrdlusanalüüs meie varem HSCR-i genoomi hõlmava assotsiatsiooniuuringu (GWAS) tulemustega, kolme geeni ( ZNF827 , FGD2 ja KCNJ12 ) meie varasema GWAS-i olulisus HSCR jaoks kattus geenides, mis näitasid eksoomi sekveneerimise variante.

Järeldus

See on esimene teadaolev patsient, kellel on SoS ja HSCR. Täiendavad uuringud on vajalikud, et teha kindlaks, kas SoS ja HSCR vahel on geneetiline seos.

Peamine

Sotosi sündroom (SoS, OMIM 117550) on ülekasvumishäire, mida iseloomustavad iseloomulikud näojooned, kraniomegaalia, kaugelearenenud luu vanus, varajane ja liigne kasv koos sellega kaasneva neurodeformatiivse ja kognitiivse viivitusega ning intellektipuue (1, 2). Iseloomulike näojoonte hulka kuulub silmapaistev otsmik; hõre eesmine juuksepiir; terav, terava otsaga; ja allapoole kaldu silmad. Õppimispuue võib ulatuda kergest kuni raskeni, koos raskustega kõne- ja suhtlemisraskustega. Kasv on tavaliselt enneaegne, sünnituse pikkus, peaümbermõõt ja luu vanus on üle 90. protsentiili (3, 4).

Selle sündroomiga kaasnevad tavaliselt muud kliinilised probleemid, näiteks lülisamba deformatsioonid ning südame- ja Urogenitaalhaigused (3). Südame anomaaliaid esineb ~ 20% -l patsientidest ja need võivad hõlmata arterioosjuha, kodade vaheseina defekti või vatsakeste vaheseina defekti. Ventrikulaarne dilatatsioon ja vesikoureteraalne refluks on vastavalt kõige tavalisemad kolju- ja neeruhaigused (4). Muud SoS-iga seotud sümptomid või tunnused ulatuvad kõhukinnisusest kuni kuulmis- või nägemiskaotuseni, krüptokidismi, herniate, hüdrokeele, gastroösofageaalse refluksi ja paljude teisteni (4).

NSD1 mutatsioonid on selle haiguse olemuse teadaolevad etioloogilised tegurid, mille hulka võivad kuuluda nihke ja jama mutatsioonid, osalised geenide deletsioonid ja mikrodeletsioonid. NSD1 molekulaarset geneetilist sõeluuringut kasutatakse kõigi SoS kahtlustatavate juhtude kinnitamiseks (4). Kuid hiljuti on SoS arengu riskiteguriteks tuvastatud täiendavad segajad , näiteks APC2 ja MAPK / ERK signaaliülekandetee, mis põhinevad kogu eksoomi sekveneerimise (WES) ja genoomi hõlmavate ekspressiooniuuringute abil avastatud genoomitasemel (5)., 6).

Meie teada pole Hirschsprungi tõbe (HSCR) SoS osana dokumenteeritud. Seda, kas SoS ja HSCR kombineeritud fenotüüp on juhuslik või seotud sündroomiga, tuleb veel välja selgitada. Meie eesmärk on anda teada HSCR-iga seotud SoS-i juhtumist, viia läbi geneetiline analüüs ja võrrelda tulemusi meie eelmises genoomi hõlmavas HSCR-i uuringus (GWAS) geneetiliste variatsioonidega (7).

Tulemused

Juhtum

2-aastane poiss, kellel oli teadaolevalt SoS, külastas meie Souli Riikliku Ülikooli Bundang haiglat, kuna tal oli sünnist alates kõhukinnisus. Roojamine oli valulik ja sagedus varieerus üks kord päevas kuni üks kahe päeva jooksul. Sünniandmete kohaselt sündis ta 37 ± 2-nädalases rasedusastmes normaalse spontaanse vaginaalse sünnituse kaudu, mis kaalus 4, 07 kg, ning tal oli varem olnud polühüdramnionid ja vastsündinute ikterus. Ebaregulaarsete roojamistega möödus mekoonium 24 tunni jooksul pärast sündi.

Lisaks oli poistel anamneesis toitumisprobleeme (näiteks toitmine süvendas kõhu venitust, sagedane väike kogus väljaheitesarnast uriinipidamatust ja aeg-ajalt mürsk oksendamine) ning arengu verstapostid lükkusid edasi. Samuti oli ta lapsekingadest saadik halva peakontrolliga. Kõne ja kõndimist täheldati 2-aastaselt. Varasem haiguslugu hõlmas paremal küljel asuvat krüptokrüüdismi, mille jaoks ta läbis orhideopeksia. Patsiendi rahutuse ja koostööta jätmise tõttu ehhokardiogrammi ei tehtud. Kuid aju magnetresonantstomograafia näitas esiosa kumeruste silmatorkavat aksiaalsuunalist vedeliku kogumist kahepoolselt fookuskauguse hemosideriini ladestumisega vasakpoolses tserebellaarses poolkeras.

Füüsiline läbivaatus näitas tüüpilisi näojooni silmapaistva otsaesisega; makrotsefaalia; taanduv juuksepiir; allapoole kalduv seljaosa pragu; pikk, kitsas nägu; ja pikk lõug. Kõrgus oli 0, 98 m (> 95. protsentiil) ja kaal 17, 0 kg (> 95. protsentiil). Kõhuosa oli pehme ja selgelt välja sirutatud, jämesoole pehmest kuni kindla massiga ja kooloniga niisutamisel rikkaliku väljaheitega.

Patsient läbis laparoskoopilise trans-anaalse läbi tõmmatava Soave'i protseduuri rektaalse biopsiaga külmunud lõikudel. Ülemise pärasoole histopatoloogilises külmutatud biopsias oli piisav arv normaalseid ganglionrakke. Patsient alustas vedelat dieeti esimesel operatsioonijärgsel päeval. Dieeti jätkati ja ülejäänud patsiendi viibimine haiglas oli tähelepandamatu. Lõigatud soole histopatoloogilisel uurimisel selgus aganglioniline segment 13 mm kaugusel ja ganglioniline segment 87 mm proksimaalselt (joonis 1), tuvastamata ebaküpsete ganglionirakkude, submukoossete ja müenteersete põimikute hüperplaasia või hiiglaslike ganglionideta.

Image

HSCR-diagnoosi histoloogilised tunnused. a ) ganglionrakkude olemasolu hematoksüliini ja eosiini (H&E) värvimisel. Proksimaalse segmendi ganglionrakud on näidatud noolega. ( b ) distaalse segmendi H&E värvimisel pole ganglionrakke. ( c ) CD56 positiivne ja ( d ) MAP2 negatiivne distaalse segmendi immunohistokeemilisel värvimisel.

Täissuuruses pilt

Geneetiline analüüs

Eelmises patsiendi SoS-diagnoosimise geneetilises testis täheldati NDS1 kahte mutatsiooni, c.2465C> A (p.Ser822Tyr) ja c.4347T> A (p.Cys1449 *). Selle kliinilise sündroomi põhjuseks loeti c.4347T> A (p.Cys1449 *) mutatsioon, mis viis NSD1-s uudse mõttelise mutatsioonini, samal ajal kui patsiendi mõlemad vanemad olid mutatsiooni suhtes negatiivsed (joonis 2a). C.2465C> A (p.Ser8225Tyr) puhul tuvastati ka see variant uudsena, kuna seda ei leitud NCBI dbSNP andmebaasist (//www.ncbi.nlm.nih.gov/snp/)., ja isal oli negatiivne genotüüp ja emal positiivne genotüüp (joonis 2b).

Image

Resekveerimine patsiendis ja tema vanemates. ( a ) NSD1 c.4347T> A (p.Cys1449 *) ja ( b ) c.2465C> A (p.Ser8225Tyr). Praimeripaarid (5′-ccctgtctgttggagcattt-3 'ja 5'-CAGATTTTGGGCAAACCAGT-3' jaoks c.4347T> A; 5'-TGTTCACAAACCCCAGTCAG-3 'ja 5'-TTGATGGCTTTGATGTTCCA-3' WT, metsik tüüp.

Täissuuruses pilt

Selles uuringus tehti HES-iga seotud SoS-iga patsiendi WES keskmise katvuse korral 87 korda. Kokku tuvastatud 12 219 missenss- ja nonsenssvariandi hulgast näitas filtreerimine (vt üksikasjalik kirjeldus jaotises Meetodid) 58 geeni 56 geenis (tabel 1). SoS-i ja HSCR-i seose leidmiseks võrreldi selle uuringu WES-i ja HSCR-i hiljuti metaanalüüsitud GWAS-i täiendavat võrdlust Hiina, Korea ja Euroopa populatsioonide vahel. Meie tulemused näitasid, et mitmete tuntud HSCR-ga seotud geenide ( RET , NRG1 , NRG3 , EDNRB , GDNF , NRTN , SOX10 ja SEMA 3) mutatsioonid ja meie eelmises GWAS- is täheldatud variatsioonid täiendavate tugevate signaalidega ( SLC6A20 , IL-11) , SLC6A20 ja VAMP5 ) (7, 8, 9, 10) HSCR-iga seotud SoS-ga patsiendil ei leitud. Kuid geenides, mis näitavad WES-is variante, kattusid kolm ( ZNF827 , FGD2 ja KCNJ12 ), mis meie eelmises GWAS-is olid näidanud HSCR-i olulisust.

Täissuuruses tabel

Arutelu

See aruanne on HSCR-i uus juhtum, millest SoS-is varem ei teatatud. Nagu antud juhul näidatud, võib HSCR esinemine olla täiesti juhuslik ja see ei pruugi olla SoSi tunnusjoon. HSCR esinemissagedus (1, 4–2, 8 5000 elussünni korral) varieerub etniliste rühmade lõikes, kõige suurem on aasialaste seas (11). SoS-ga patsientidel on teatatud ka seedetrakti sümptomitest, sealhulgas kõhukinnisusest (> 15% juhtudest), mis on tavaline kaebus (1, 12, 13). See kliiniline tunnus võib hüpoteesida, et mõnikord võib SoS-is täheldatud kõhukinnisusel olla halva ganglionide moodustumise komponent.

SoS diagnoos tehakse ajaloo ja füüsilise läbivaatuse põhjal, mis hõlmab tüüpilise näo düsmorfismi kardinaalseid jooni; suurenenud kasvukiirus ja kaal, suhtelise arengu kiirusega> 2 või 75. protsentiilini; arenenud luu vanus; ja mingisugune arengu hilinemine, näiteks rääkimine, kõndimine või muud arengu verstapostid (1, 2, 3, 14). Need kardinaalsed tunnused esinevad> 90% -l SoS-iga patsientidest. Muud SoS-iga seotud sümptomid hõlmavad kognitiivseid probleeme, kerget kuni rasket intellektipuudust, käitumisprobleeme ja südameprobleeme. Need probleemid võivad hõlmata laienenud vatsakesi ja muid kaasasündinud südamehaigusi; neuroloogilised kõrvalekalded, näiteks krambid; suurenenud subaraknoidsed ruumid või isegi hüpofüüsi ja hüpotalamuse kasvajad; ja Urogenitaalprobleemid, nagu vesikoureteriaalne reflukshaigus, krüptokristalsus või düsplastilised neerud (1, 2, 3, 5). Ehkki kõiki neid haiguslikke üksusi on seostatud SoS-iga, ei ole anorektaalse väärarengu dokumenteeritud. Uuringute ja tagasiulatuvate andmete kohaselt on HSCR-iga kaasnevate kõrvalekallete või sündroomidega halvad tulemused, näiteks pikk haiglas viibimine ja pikk taastumisaeg (15).

SoS geneetilised analüüsid on tuvastanud NSD1 mutatsioonid 80% -l haigestunud patsientidest ning arvatakse, et see on autosomaalne dominantne häire (14, 16). SoS patsientidel (12, 14, 16, 17, 18) on tuvastatud mitmesugused mutatsioonid, sealhulgas mõttetus, raamihälve ja mikrodeletsioon kromosoomis 5q35. HSCR korral on teada, et paljud segavad tegurid, sealhulgas peamised RET mutatsioonid, on seotud HSCR vastuvõtlikkusega. Lisaks on tõestatud, et HSCR on seotud teiste sündroomidega, mis hõlmavad geneetilisi mutatsioone või kromosomaalseid anomaaliaid (11). Selles uuringus tuvastatud variatsioonide hulgas on KCNJ12 p.R261H ja p.I262S tavalised variatsioonid, mille populatsiooni sagedus on vastavalt 0, 163 ja 0, 178, mis viitab sellele, et neil võib olla harvaesinev haigus mõjutada. Muude kattuvate geenide ( ZNF827 ja FGD2 ) korral ei leitud SoS-iga seotud kirjanduse vihjeid. Ehkki nende geenide funktsioonidest on vähe aru saadud, on teada, et neil on roll maksa tunnuste ja leukotsüütide signaaliülekande osas (19, 20). Teisest küljest, arvestades, et kõhukinnisust nähakse tavaliselt SoS-is, on vaja läbi viia tulevased uuringud võimaliku kattuva geeni seostamiseks kõhukinnisuse või HSCR-iga.

Täiendavas geeni ontoloogia (GO) analüüsis tuvastati patsiendil tuvastatud geenide variandid, kasutades veebipõhist GEne SeT AnaLysis Toolkit (//bioinfo.vanderbilt.edu/webgestalt/), kaks geeni ( BRCA1 ja TUBGCP6 ), mis olid seotud gamma- Tubuliiniga seotud kategooriatel (GO: 0008274, GO: 0000931 ja GO: 0000930) ennustati olulist HSCR-iga seotud SoS-i väärtust (minimaalne P = 0, 0002; korduvtesti P = 0, 01 mitme testi korrigeerimiseks). Arvestades, et tubuliinid toimivad soolestiku närvisüsteemi komponendina ja millel on HSCR-iga seotud diferentsiaalsed ekspressioonid kogu jämesooles (21, 22), võivad gamma-tubuliini edasised uuringud olla väärtuslikud SoS-iga seotud gastroenteroloogiliste haiguste mõistmisel.

HSCR varajane äratundmine, eriti SoS patsiendi puhul, on sündroomi ravis oluline osa. Lisaks võib kõhukinnisus SoS patsientidel osutada kaasneva HSCR võimalusele. Meile teadaolevalt on see esimene haigusjuhu kahe haiguse üksuse seostamise juhtum. Nende üksikute haiguste ravi nõuab multidistsiplinaarset lähenemisviisi ja ühist raviplaani. Geneetilise etioloogia äratundmine võib loodetavasti kaasa tuua sõeluuringute võimaluse ja suurendada teadlikkust, et SoS ja HSCR võivad eksisteerida koos. Kokkuvõtteks tuleb HSCR-i vaadelda kliinilise ja diagnostilise töö osana kõhukinnisusega SoS patsientidel, kuna ravimata või diagnoosimata HSCR võib aidata kaasa raskele haigestumusele. Samuti on vaja täiendavaid uuringuid, et teha kindlaks, kas SoS ja HSCR vahel on geneetiline seos.

Meetodid

Selle uuringu kiitis heaks Seouli Riikliku Ülikooli Bundangi haigla institutsionaalne läbivaatamisnõukogu (IRB number B-1504-294-702). Pärast seda, kui patsiendi eestkostja esitas kirjaliku teadliku nõusoleku, vaadati patsiendi tervisekontrolli kaardid üle.

Selles uuringus viisime geneetilise analüüsi läbi WES, et uurida geneetilisi variatsioone ja võrdlesime neid meie varasema HSCR GWAS-iga. Eksoomi raamatukogu ehitamiseks kasutati SoS-i patsiendi isoleeritud genoomset vere DNA-d, kasutades Ion AmpliSeqTM Library Kit 2.0 (Life Technologies, Waltham, MA). Seejärel sekveneeriti raamatukogu mallid, kasutades Ion PI kiipi (Life Technologies) alust ioonide prootonite järjestussüsteemil (Life Technologies) vastavalt tootja juhistele.

Pärast sekveneerimise lugemist tarkvara Ion Torrent Suite v 4.0.2 (Life Technologies) abil kaardistati kvaliteetsed sekveneerimise lugemised inimese hg19 täielikule genoomile (UCSC versioon, veebruar 2009). Torrent Variant Caller v 4.2 (Life Technologies) abil tehtud variandi leidmise põhjal tehti olulised variandid kindlaks järgmiselt: (i) eeldatakse, et mutatsioonid paiknevad kaadrivahetuse, mõttetuse või oluliste splaisside asukohtades või (ii) missensuse variandid, millele ennustatakse mõjutavad funktsiooni SIFT-skooriga (//sift.bii.a-star.edu.sg) <0, 05 ja Polyphen2 skooriga (//genetics.bwh.harvard.edu/pph2)> 0, 85. Seejärel jäeti välja üldlevinud variandid, mille sagedus oli üle 0, 01 1000 genoomi projekti andmetest.