宏基因组二代测序用于儿童呼吸道感染性疾病诊断的应用进展

呼吸道感染是儿童最常见的感染,严重威胁儿童生命健康,早期明确病原体对于该类疾病的临床诊治有重要意义。宏基因组二代测序(mNGS)具备无偏倚、全覆盖、高效率等优势,正被应用于临床感染性疾病诊断。本文通过一系列实例来介绍mNGS在儿童呼吸道感染性疾病中的应用价值。

儿童热性惊厥遗传学研究进展

热性惊厥是婴幼儿时期最常见的疾病之一,部分热性惊厥患儿在疾病后期进展为癫痫。目前热性惊厥的发病机制尚不明确,近年来研究显示,热性惊厥具有明显的家族遗传倾向,其发病与钠离子通道基因、钾离子通道基因、氯离子通道基因、细胞因子基因、富含脯氨酸的跨膜蛋白2基因、突触融合蛋白1B基因的突变相关。

染色体微阵列分析技术对16p11.2综合征的诊断及遗传学分析

目的探索16p11.2微缺失/微重复综合征患者的临床症状和染色体微阵列技术(CMA)检测的遗传学变异。方法对2019年1月至2022年8月于宁波市妇女儿童医院就诊并接受CMA检测的16p11.2综合征患者的临床指征、遗传学结果、家系调查及妊娠结局进行描述性分析。结果发现22例患者(20例胎儿、2例患儿)的16p11.2核心区域拷贝数变异,16p11.2综合征的整体检出率为0.226%。其中8例胎儿超声异常(2例脊椎发育异常、1例泌尿系统异常、3例颈部透明层增厚、2例肠道回声增强),3例无创DNA结果异常,4例血清学筛查高风险,4例高龄妊娠。22例中10例行亲本验证,其中新发突变7例,遗传自母亲2例,遗传自父亲1例。另有1例胎儿核型异常,验证后遗传自母亲。20例胎儿中,9例活产分娩,1例诊断为先天性心脏病,语言发育迟缓,其余生长发育未见异常。2例患儿携带缺失片段,临床表现为全面性强直阵挛发作,其中1例合并生长发育迟缓。结论16p11.2综合征患者的骨骼、心脏、神经、泌尿系统以及语言发育异常,临床表型呈异质性与多样性,产前诊断仍需积累大量临床数据。

ADA2基因变异与腺苷脱氨酶2缺乏症的研究进展

腺苷脱氨酶2缺乏症是一种罕见的常染色体隐性遗传的自身炎症性疾病,是由ADA2基因纯合或复合杂合变异导致腺苷脱氨酶2活性低下或缺乏而致病。该缺乏症主要临床表现为儿童期起病的全身性炎症、血管炎、体液免疫缺陷和血液学异常等,早期诊断困难,发病机制尚不完全清楚。全身性炎症表型患者治疗首选肿瘤坏死因子α受体拮抗剂,其次为沙利度胺。造血干细胞移植主要用于严重血液学表型患者或对肿瘤坏死因子α受体拮抗剂治疗无效患者。本文对腺苷脱氨酶2缺乏症的临床特征、人口学特征、基因型以及与临床表型相关性、可能的发病机制和诊疗策略进行阐述。

宁波市孕妇地中海贫血基因检测及其孕早期红细胞参数变化分析

目的了解宁波市孕妇地中海贫血(地贫)基因检测及产前诊断结果,分析其孕早期红细胞参数特征。方法选取2019年1月至2021年9月在宁波市妇女儿童医院就诊的636例疑似地贫孕妇作为研究对象,采集孕妇干血斑进行地贫基因检测;并对夫妻双方均携带地贫基因者,抽取孕妇羊水进行产前诊断,分析孕妇地贫基因检测及产前诊断结果。同时,在宁波市妇女儿童医院病案系统,查询地贫基因携带孕妇(地贫组)和同期产检健康孕妇(对照组)的孕早期红细胞参数检测结果,包括血红蛋白(Hb)、红细胞计数(RBC)、红细胞平均血红蛋白浓度(MCHC)、平均红细胞血红蛋白含量(MCH)、平均红细胞体积(MCV)、红细胞比容(HCT)和红细胞分布宽度(RDW),比较组间及不同地贫基因变异类型的红细胞参数变化情况。结果636例疑似地贫孕妇中,共检出254例地贫基因携带者,检出率为39.94%(254/636),包括α-地贫114例、β-地贫132例、αβ-复合型地贫8例。经遗传咨询,最终有11例孕妇接受产前诊断,共检出7例胎儿携带地贫基因,检出率为7/11,包括--^(SEA)/αα、β^(CD17)/β^(N)各2例,β^(CD26)/β^(N)、αα/-α^(3.7)、β^(CD41-42)/β^(CD41-42)各1例。红细胞参数检测结果显示,与对照组(n=80)比较,α-地贫(n=77)、β-地贫组(n=87)各项红细胞参数差异均有统计学意义(均P<0.05);4种主要基因型(--^(SEA)/αα、β^(IVS-Ⅱ-654)/β^(N)、β^(CD17)/β^(N)和β^(CD41-42)/β^(N))的Hb、HCT、MCV、MCH和MCHC比较差异均有统计学意义(均P<0.05)。结论宁波市孕妇地贫基因检测以α-地贫和β-地贫为主,有必要对地贫基因携带孕妇进行产前诊断。地贫基因携带孕妇孕早期红细胞参数发生变化,且不同基因型间存在差异。

指甲-髌骨综合征一家系的遗传学分析并文献复习

目的分析1个指甲-髌骨综合征(NPS)家系的临床及遗传学特点,为家系的医学遗传咨询和再生育指导提供依据。方法对先证者及父母DNA行全外显子组测序(WES),并对家系进行Sanger测序和生物信息学验证。以“指甲-髌骨综合征”及“产前诊断”的中英文为检索词,对以下数据库截至2022年12月收录的论文进行检索:PubMed、中国生物医学文献服务系统(SinoMed)、CNKI、万方数据知识服务平台、维普中文科技期刊数据库,收集并分析检索到的NPS患者资料。结果先证者外周血及胎儿流产组织均存在LMX1B基因c.736C>T(p.Arg246^(*))杂合变异,遗传自父亲。该突变为已知的致病性变异。经生物信息学预测,246位氨基酸在不同物种间高度保守,p.Arg246^(*)变异改变了蛋白空间结构,影响蛋白功能。检索文献后收集到6例产前诊断为NPS的病例,均经超声检查和(或)分子遗传学分析明确诊断。结论LMX1B基因的c.736C>T杂合变异为该NPS家系的致病原因。

1例基因KIF1A错义突变致常染色体显性智力障碍9型病例报道

目的通过系统遗传学分析揭示1例KIF1A基因突变是导致常染色体显性遗传智力障碍9型的原因。方法采用全外显子基因测序方法对昆明市儿童医院收治的5岁语言发育迟缓,走路不稳易跌倒患儿及家系进行检测,后经Sanger验证及家系分析。结果KIF1A基因的变异位点是导致患儿常染色体显性智力障碍9型致病原因;找到了导致该病的KIF1A基因一个新发致病位点c.914C>T(p.Pro305Leu)的错义突变。结论证实了全外显子检测是诊断该病的关键方法;丰富了K1F1A基因致病突变谱和表型特征;同时发现一个遗传病家族成员中可能同时存在多个遗传学病因。

ADA2基因变异致腺苷脱氨酶2缺乏症的研究进展

腺苷脱氨酶2缺乏症(deficiency of adenosine deaminase 2,DADA2)是一种新近发现的自身炎症性疾病,由ADA2双等位基因功能缺失变异导致,属于单基因常染色体隐性遗传疾病。DADA2的临床表型主要包括血管炎及血管病变、低丙种球蛋白血症、淋巴细胞减少、纯红细胞再生障碍性贫血等。DADA2主要通过基因检测确诊,抗肿瘤坏死因子药物及造血干细胞移植是该疾病的主要治疗方案,其发病机制目前尚未完全阐明。本文将重点阐述腺苷脱氨酶2缺乏症的发病机制、诊断及治疗的研究进展。

单基因糖尿病10例患儿的临床特征与遗传学病因分析

目的探讨10例单基因糖尿病患儿的临床特征与遗传学病因。方法回顾性分析2020年1月至2023年3月宁波市妇女儿童医院收治的116例糖尿病患儿的临床资料及实验室检查数据,进行糖尿病分型,对其中21例疑诊为单基因糖尿病的患儿进行全外显子组测序(WES)及线粒体基因测序。结果共发现10例单基因糖尿病患儿,均为青少年起病的成人型糖尿病(MODY),其中6例为GCK基因变异所致的MODY2,1例为HNF1A基因变异所致的MODY3,2例为ABCC8基因变异所致的MODY12,1例为KCNJ11基因变异所致的MODY13。10例患儿中仅1例因"多饮多尿"就诊,其他均无典型的糖尿病症状。MODY组的糖尿病家族史阳性率显著高于1型糖尿病(T1DM)组及2型糖尿病(T2DM)组(P<0.05)。MODY组的BMI较T1DM组高(P<0.05),初诊血糖较T1DM组低(P<0.05),空腹C肽水平较T1DM组高(P<0.05),糖化血红蛋白较T1DM组、T2DM组均低(P<0.05)。结论本研究纳入的患儿中,单基因糖尿病以MODY最常见,GCK基因变异所致的MODY2占主要类型。MODY患儿初诊血糖及糖化血红蛋白轻度升高,胰岛细胞功能尚存,临床表现及实验室检查与T2DM患儿存在重叠。WES联合线粒体基因测序可望明确单基因糖尿病的病因学诊断,有助于实现精准治疗。

CHD7基因变异所致CHARGE综合征1例患儿的临床表型及遗传学分析

目的对1例CHARGE综合征患儿进行遗传学分析,以明确其致病原因。方法选取2022年9月29日于宁波市妇女儿童医院就诊的1例患儿作为研究对象。收集患儿的临床资料,通过全外显子组测序(WES)分析患儿携带的可疑变异,应用Sanger测序进行家系验证,并对变异进行保守性分析与蛋白结构预测。结果WES检测结果显示患儿携带CHD7基因c.2972T>C(p.L991S)杂合错义变异,其父母均为野生型。根据美国医学遗传学与基因组学学会(ACMG)相关指南,该变异被判定为可能致病性(PM6+PM2_Supporting+PP2+PP3+PP4)。经生物信息学相关软件预测,该变异位点编码的第991位亮氨酸在进化上高度保守,变异型CHD7蛋白(p.L991S)第991位丝氨酸与993位精氨酸之间产生了新的氢键。结论CHD7基因c.2972T>C(p.L991S)杂合错义变异可能为上述CHARGE综合征患儿的致病原因。上述发现丰富了CHARGE综合征CHD7基因的变异谱。

喂养困难新生儿家系的遗传学病因分析

目的 揭示喂养困难新生儿的遗传学病因,探讨全外显子组测序对该患儿人群的临床诊疗价值。方法 收集2020年12月1日至2023年4月30日就诊于宁波市妇女儿童医院且存在喂养困难合并至少一种基础疾病(如胃肠道、肺部、神经、先天性结构异常和先天性功能异常等)的患儿及其临床资料,完善全外显子组测序,并进行多维度数据分析和文献综述。结果 共纳入9例患儿,基因检测结果阳性共6例,包括2例1型强直性肌营养不良,1例神经发育障碍伴有新生儿呼吸功能不全-肌张力低下-喂养困难,1例假性甲状旁腺功能减退症,1例口面指/趾综合征1型和1例2型脊髓性肌萎缩症。根据疾病类型,基因检测阳性患儿进行了药物及康复干预等治疗,检测阴性患儿2例对症治疗且随访结局较好,1例重度窒息放弃治疗死亡。结论 出生早期出现喂养困难合并基础疾病的新生儿行全外显子组测序对临床的诊断和治疗决策有重要意义。

1个CARD11基因变异致NF-κB相关B细胞增殖和T细胞失能性疾病家系的临床特征及遗传学病因分析

目的探讨1个NF-κB相关B细胞增殖和T细胞失能性疾病(BENTA)家系遗传学病因,总结其临床特征与基因变异的特点。方法选取2022年3月3日就诊于宁波市妇女儿童医院的1个BENTA家系作为研究对象,收集该家系患者的临床资料,进行全外显子组测序(WES),对候选的基因变异进行Sanger测序验证,并进行系统的文献综述。结果患儿表现为淋巴结大、脾大、反复呼吸道感染、关节痛、皮肤紫癜等。其父亲脾大,多处淋巴结大,易呼吸道感染。WES检测提示患儿携带CARD11基因杂合变异c.368G>A(p.Gly123Asp),Sanger测序验证证实该变异遗传自父亲,致病变异在家系中共分离。根据美国医学遗传学与基因组学学会(ACMG)相关指南,c.368G>A评级为疑似致病性变异(PS2+PM2_Supporting+PM5)。结论CARD11基因的c.368G>A(p.Gly123Asp)变异可能是患儿及其父亲的遗传学病因。上述发现丰富了CARD11基因的表型谱。临床上有B淋巴细胞增多、脾大、反复呼吸道感染的患者需警惕BENTA病,进行基因检测确诊。

采用ACMG-ClinGen新指南对单中心拷贝数变异的大样本进行回顾性分析

目的通过对单中心拷贝数变异(copy number variations,CNVs)的大样本进行回顾性分析,探讨2019年美国医学遗传学与基因组学学会(American College of Medical Genetics and Genomics,ACMG)和临床基因组资源(Clinical Genome Resource,ClinGen)共同提出的《拷贝数变异解读和报告的技术标准指南》对CNVs评级以及临床实验室CNVs解读一致性的影响。方法对本中心2018年8月至2019年12月行单核苷酸多态性微阵列分析、按2011年ACMG指南评估为致病性以及不明临床意义(包括可能致病、临床意义不明和可能良性)的235例CNVs进行重新分析。4名工作人员根据2019年最新指南的解读标准重新进行分类。结果4名工作人员重新进行CNVs临床意义分类的一致性达91%,α检验系数为0.98。对比2011年和2019年版ACMG指南对于CNVs分类的结果显示,原致病性和临床意义不明确的变异解读基本保持一致;原可能致病和可能良性的变异重分析后90%(45/50)被分类为临床意义不明确,差异较为明显。结论最新的CNVs解读和报告标准通过半定量评分系统,结合本中心自建数据库,有助于提高实验室对CNVs结果分析的一致性,也让CNV的解读变得更加规范和透明。

ZBTB7A基因杂合变异致MNDLFH胎儿1例

孕妇30岁,G1P0,孕20+1周B超提示胎儿双顶径、头围、腹围、股骨长度落后约1周,心脏超声提示为法洛四联症(图1)。孕妇夫妇体健,否认近亲结婚及家族遗传病史。经遗传咨询,于20+5周选择终止妊娠,引产儿外观无明显异常。在签署知情同意书并通过医院伦理委员会审查(EC2020-048)后,采集引产组织和父母外周血样进行全外显子组测序,发现胎儿ZBTB7A基因存在一个新发的错义变异c.232G>A(p.Asp78Asn),既往未见报道(图2)。生物信息学分析提示ZBTB7A蛋白第78位的天冬氨酸在多个物种中高度保守(图3),c.232G>A变异改变了ZBTB7A蛋白的α折叠、β转角以及无规则卷曲等二级结构,可能影响其功能(图4)。

涉及ACAN基因的15q25.3q26.1缺失致家族性矮小一个家系的遗传学分析

目的探讨1个矮小家系的遗传学病因,为临床诊断及制定治疗策略提供参考。方法选取2020年7月在宁波市妇女儿童医院确诊为家族性矮小(FSS)的1例患儿及其父母、祖父母以及外祖父母为研究对象。收集先证者及其上述家系成员的临床资料,采集外周血样,提取基因组DNA,对先证者进行全外显子组测序(WES),对先证者及其父母、祖父母进行染色体微阵列分析(CMA),采用重组人生长激素(rhGH)对先证者进行治疗并评估效果。结果先证者身高为87.7 cm(-3 s),其父亲身高为152 cm(-3.39 s),母亲及祖父母身高无明显异常。WES提示先证者染色体15q25.3-q26.1区存在4.35 Mb缺失,CMA提示先证者及其父亲15号染色体长臂均存在4.342 Mb的杂合缺失[arr[hg19]15q25.3-q26.1(86828614_91170208)×1],该缺失片段涉及与矮小表型密切相关的ACAN基因。母亲及祖父母CMA检测均未见异常。上述缺失在人群数据库及相关文献中均未见报道,根据美国医学遗传学与基因组学学会(ACMG)相关指南,评估为致病性拷贝数变异。用rhGH治疗14个月后,先证者身高增加至98.5 cm(-2.07 s),疗效显著。结论涉及ACAN基因的染色体15q25.3-q26.1微缺失可能导致FSS,短期rhGH治疗可有效改善这类患儿的身高。

FLNA基因变异所致Melnick-Needles综合征胎儿1例的临床特征及遗传学分析

目的探讨1例Melnick-Needles综合征(MNS)胎儿的临床及遗传学特征。方法选取2020年11月至宁波市妇女儿童医院确诊的1例MNS胎儿为研究对象。采集胎儿的临床资料,应用家系全外显子组测序(trio-WES)对胎儿及其父母进行致病性变异筛选,对候选变异进行Sanger测序家系验证。结果产前超声提示胎儿偏小、双侧股骨弯曲、脐膨出、单脐动脉,合并羊水过少。Trio-WES发现其携带FLNA基因c.3562G>A(p.A1188T)半合子错义变异,Sanger测序验证为母源性,胎儿父亲该位点为野生型。根据美国医学遗传学与基因组学学会(ACMG)相关指南,评估为可能致病性变异(PS4+PM2Supporting+PP3+PP4)。结论FLNA基因c.3562G>A(p.A1188T)半合子变异可能为该MNS胎儿的遗传学病因。基因诊断有助于MNS的精准诊断,可为家系遗传咨询和再生育提供依据。

13q21大片段缺失二家系胎儿的产前诊断和遗传学咨询研究

目的探讨2个13q21大片段缺失家系胎儿的产前诊断和遗传学咨询策略。方法选择2021年3月、2021年12月于宁波市妇女儿童医院产前诊断门诊确诊为胎儿13号染色体大片段缺失的2例单胎妊娠胎儿(胎儿1、2)为研究对象。2例胎儿母亲均完善羊水穿刺,对胎儿1、2进行染色体核型分析和染色体微阵列分析(CMA),并采集胎儿父母的外周血样进行CMA检测,追溯胎儿异常染色体的来源。结果胎儿1、2的染色体核型均未见明显异常。CMA检测结果提示胎儿1、2分别携带母源性13q21.1q21.33区段11.935 Mb、父源性13q14.3q21.32区段10.995 Mb的杂合缺失。胎儿1、2的2个缺失的片段基因密度低,缺乏单倍剂量敏感基因,数据库检索缺乏有效数据,均判断为可能良性变异,2例胎儿父母均选择继续妊娠。结论本研究发现2个家系胎儿1、2的13q21区段缺失可能为良性变异,由于未进行足够长时间的随访研究,而且仅为病例研究,所以是否存在致病性尚没有充分证据,但是或许可为临床产前诊断和遗传咨询提供一定依据。

一例罕见Guion-Almeida型下颌骨颜面发育障碍胎儿的遗传学分析

目的对1例超声检查表现为小下颌畸形伴双耳低位、小耳畸形、羊水过多、胃无回声的胎儿进行临床和遗传学分析,以明确其遗传学病因。方法应用全外显子组测序(whole exome sequencing,WES)技术对1例常规染色体核型分析和染色体微阵列分析(chromosome microarray analysis,CMA)未见异常的超声结构异常胎儿行基因变异检测,针对可疑变异进行先证者及其父母Sanger测序验证和生物信息学预测。结果WES检测发现胎儿EFTUD2基因第23外显子存在一个无义变异c.2302C>T(p.Q768X),其父母未检测到该变异。该变异为未报道过的新变异,导致其编码的EFTUD2蛋白在768位氨基酸处翻译提前终止。经生物信息学预测,768位氨基酸在不同物种中高度保守,Q768X变异体改变了EFTUD2蛋白空间结构,可能影响蛋白的功能。结论应用WES技术明确EFTUD2基因c.2302C>T变异是引起胎儿Guion-Almeida型下颌骨颜面发育障碍的遗传学病因。该变异丰富了EFTUD2基因的变异谱,为家系的遗传咨询和产前诊断提供依据。

一例复杂性皮质发育异常伴其他脑部畸形胎儿的TUBB2B基因变异分析

目的对一例胼胝体发育不全并伴有其他脑部畸形的胎儿进行遗传学分析,以明确其致病原因。方法应用全外显子组测序(whole exome sequencing,WES)技术筛选与胎儿表型相符合的致病变异,并对先证者及其父母进行Sanger测序验证。结果WES发现胎儿TUBB2B基因第4外显子存在一处新发错义变异c.758T>A(p.L253Q),既往未见报道。根据美国医学遗传学与基因组学学会遗传变异分类标准与指南,TUBB2B基因c.758T>A为可能致病性变异。生物信息学分析提示TUBB2B蛋白第253位亮氨酸在多个物种中高度保守,c.758T>A变异可能影响Leu253、Asp249和Met257残基之间氢键的形成,影响GTP/GDP的结合,最终影响蛋白的功能。结论TUBB2B基因c.758T>A(p.L253Q)杂合变异可能是导致胎儿脑部畸形的原因。上述发现拓展了TUBB2B基因的变异谱,为该家系的遗传咨询和产前诊断提供了依据。