【佳學(xué)基因檢測(cè)】EIEE10基因解碼基因檢測(cè)

遺傳病罕見病基因檢測(cè)導(dǎo)讀：

EIEE10的全稱是Epileptic Encephalopathy, Early Infantile, 10。其他英文名稱為Microcephaly, Seizures, and Developmental Delay、Developmental and Epileptic Encephalopathy、Epileptic Encephalopathy, Early Infantile, 10、EIEE10、MCSZ、DEE10. 根據(jù)《神經(jīng)系統(tǒng)遺傳病的基因檢測(cè)案例集錦》， EIEE10基因檢測(cè)又叫做小頭畸形、癲癇發(fā)作和發(fā)育遲緩遺傳分析、發(fā)育性和癲癇性腦病基因測(cè)試、早期嬰兒癲癇性腦病10型遺傳篩查、MCSZ分子診斷、早期嬰兒癲癇性腦病10型遺傳阻斷基因檢測(cè)、DEE10基因測(cè)序分析。

EIEE10基因解碼基因檢測(cè)的目的是通過下一代測(cè)序 (NGS) 面板擴(kuò)展三甲醫(yī)院對(duì)患有發(fā)育性和癲癇性腦病 (DEE) 的兒科患者的致病基因的了解。

EIEE10基因解碼基因檢測(cè)是怎樣研究的？該研究納入了 31 名 DEE 患者，覆蓋了疾病表征包括：Dravet 綜合征 (n:7)、Dravet 樣綜合征 (n:3)、West 綜合征 (WS) (n:6)、WS 演變?yōu)?Lennox-Gastaut 綜合征 (LGS) (n:4)，伴有游走性局灶性癲癇發(fā)作的嬰兒期癲癇 (n:2)，緩慢睡眠期間的連續(xù)棘波和波動(dòng)演化為 LGS (n:1)，LGS (n:1)，非進(jìn)行性腦病 (n:1)、肌陣攣性失張力性癲癇 (n:1)、伴多灶性棘波的癲癇性腦病 (n:1) 和未分類的癲癇性腦病 (n:4)。通過 NGS對(duì)在外周血的基因組 DNA 中進(jìn)行測(cè)序，基因測(cè)序包有 52 個(gè)經(jīng)常與 DEE 相關(guān)的基因。在這項(xiàng)研究中，致病基因鑒定基因解碼在12例中檢出了相關(guān)變異； 6 種新的致病性或可能致病性變異，6 種被佳學(xué)基因病案集收集記錄的致病性變異和 1 種意義不明的變異。在 SCN1A (5)、GABRG2 (1)、STXBP1 (2) 基因、SCN2A (1) 中的嵌合變體和 SCN1B (1) 中的純合變體中鑒定出單核苷酸雜合變體。此外，檢測(cè)到涉及 SCN1A、SCN2A 和 SCN3A 基因 (1) 的雜合缺失，以及 ARX 基因 (1) 中最常見的三聯(lián)體重復(fù)擴(kuò)增。

采用致病基因鑒定基因解碼基因檢測(cè)對(duì)39% 的患者進(jìn)行了基因診斷。在EIEE10基因解碼基因檢測(cè)中，佳學(xué)基因重點(diǎn)放在在設(shè)計(jì)和解釋分子研究時(shí)考慮鑲嵌變異、拷貝數(shù)變異和遺傳形式的重要性，以優(yōu)化患者的診斷和管理。大約 42% 的檢測(cè)到的變異是新發(fā)突變，而這些突變采用基于數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)的基因檢測(cè)時(shí)，是無(wú)法檢驗(yàn)出來(lái)的。這說(shuō)明，EIEE10基因解碼基因檢測(cè)對(duì)這類患者的致病基因變異的知識(shí)。

EIEE10基因解碼基因檢測(cè)是否可以揭示癌癥的風(fēng)險(xiǎn)？

一些 DNA 修復(fù)障礙，如共濟(jì)失調(diào)性毛細(xì)血管擴(kuò)張癥，已知與神經(jīng)功能障礙和癌癥風(fēng)險(xiǎn)升高有關(guān)。 EIEE10是一種極為罕見的常染色體隱性遺傳疾病，迄今為止，沒有跡象表明EIEE10會(huì)增加癌癥風(fēng)險(xiǎn)，盡管在 AOA44 患者中診斷出一例低級(jí)別小腦毛細(xì)胞星形細(xì)胞瘤。但是，在佳學(xué)基因EIEE10病案集中有一名患有EIEE10的患急性髓性白血病的兒科患者。這增加了越來(lái)越多的證據(jù)表明PNKP與癌癥有關(guān)。兒童原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤的發(fā)生率為每 100,000 名兒童有5.3 例，其中高級(jí)別腦腫瘤、多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤 (GBM) 占 3–15%。雖然不是確定性的，但這些 AOA4 和 MCSZ 中相對(duì)罕見的腦腫瘤病例強(qiáng)烈表明 PNKP 突變與癌癥風(fēng)險(xiǎn)升高之間存在聯(lián)系。然而，由于 PNKP 的有效喪失可能是胚胎致死的，生存需要一些殘余活性，因此根據(jù)酶活性和細(xì)胞影響來(lái)表征突變蛋白非常重要。

根據(jù)突變的位置，P101L 改變不會(huì)顯著影響激酶或磷酸酶活性，因?yàn)楦淖兊陌被釟埢挥?FHA 結(jié)構(gòu)域而不是催化結(jié)構(gòu)域。相反，T323M 改變嚴(yán)重削弱了 PNKP 磷酸酶活性，并在較小程度上削弱了激酶活性。對(duì)引起 MCSZ 的 PNKP 突變的生化和細(xì)胞后果的研究是有限的。可以理解的是，大量的結(jié)構(gòu)損失，例如移碼，例如 T424Gfs，可降低蛋白質(zhì)穩(wěn)定性和酶活性。但有趣的是，單個(gè)突變，如 L176F，也顯示酶活性降低。在佳學(xué)基因EIEE10病案集的患者身上發(fā)現(xiàn)的兩種突變都是一種氨基酸替代。純化的突變體 PNKPs 保留了它們的完整大小，圓二色性分析表明受影響較大的 T323M 突變體的結(jié)構(gòu)似乎沒有因氨基酸的變化而發(fā)生嚴(yán)重改變，盡管與蘇氨酸相比甲硫氨酸的尺寸更大。這可能是由于擴(kuò)展的氨基酸可以放入一個(gè)口袋，與 Glu 326 和 Arg 293 預(yù)測(cè)的相對(duì)較小的沖突?；蚪獯a研究展示了小鼠 PNKP17 中高度保守的 300s 環(huán)的結(jié)構(gòu)，其中等效的氨基酸是 Glu 325 和 Arg 292。然而，蛋氨酸的突變確實(shí)去除了 Glu 326 主鏈氮和 Thr 323 羥基之間的氫鍵。與 Glu 326 和 Arg 293 的沖突，以及缺失的氫鍵，可能會(huì)破壞殘基 291 和殘基 291 之間的環(huán)。 307（300s 環(huán)），這已被證明在結(jié)合雙鏈 DNA底物中很重要，這反過來(lái)可以解釋 T323M 突變體對(duì)雙鏈 DNA 底物的親和力降低。這種突變似乎破壞性極小，但會(huì)導(dǎo)致如此明顯的表型，這一事實(shí)說(shuō)明了 PNKP 磷酸酶結(jié)構(gòu)域的必要性和敏感性。

雖然 P101L 突變并未顯著影響其對(duì) DNA 底物的親和力或其酶活性，但確實(shí)降低了其對(duì)基于 XRCC4 的磷酸肽的親和力。這種親和力的降低可能是由于突變引起的構(gòu)象變化以及與 Y94 的沖突。 P101/Y94 環(huán)中的構(gòu)象變化可能會(huì)通過殘基 H100 和 N97 影響 pThr 結(jié)合界面。然而，與磷酸肽結(jié)合減少的程度可能并不有效反映與全長(zhǎng)磷酸化 XRCC4 結(jié)合減少，因?yàn)槠渌鞍踪|(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用參與了兩種全長(zhǎng)蛋白質(zhì)之間的結(jié)合，并且兩種蛋白質(zhì)之間也存在相互作用，這不依賴于 XRCC4 磷酸化。同樣值得注意的是，根據(jù) 53BP1 病灶判斷，DSB 修復(fù)在表達(dá) P101L 突變蛋白的細(xì)胞中與補(bǔ)充野生型蛋白的細(xì)胞沒有顯著差異。然而，新的 P101L 突變的一個(gè)意想不到的后果是其細(xì)胞定位的改變。迄今為止，沒有其他 PNKP 突變有助于定位變化。與用表達(dá)突變體 P101L PNKP-GFP 的細(xì)胞觀察到的結(jié)果相似，患者的 IHC 結(jié)果顯示 PNKP 定位于細(xì)胞質(zhì)。 NES 分析和 LMB 處理表明 P101L 突變產(chǎn)生了一個(gè)新的核輸出信號(hào)，該信號(hào)能夠與 exportin 1 結(jié)合并輸出到細(xì)胞質(zhì)中。盡管疾病相關(guān)突變改變蛋白質(zhì)的細(xì)胞定位并不少見，但據(jù)我們所知，只有一份關(guān)于功能獲得性突變導(dǎo)致新 NES52 形成的報(bào)告。在后一種情況下，發(fā)現(xiàn)與急性髓性白血病相關(guān)的核磷蛋白基因 NPM 的突變會(huì)產(chǎn)生額外的 NES，負(fù)責(zé)將 NPM 重新定位到細(xì)胞質(zhì)。

突變 PNKP 蛋白的表達(dá)揭示了幾種結(jié)果，這些結(jié)果共同提高了 PNKP 突變可能導(dǎo)致腫瘤發(fā)生以及 MCSZ 的可能性。正如其他 PNKP 突變所見，突變蛋白（尤其是 T323M PNKP）的水平顯著降低。考慮到這一點(diǎn)及其嚴(yán)重降低的酶活性水平，這意味著該蛋白質(zhì)變體將提供極其有限的 DNA 修復(fù)能力。事實(shí)上，即使在人為表達(dá)高水平 T323M 變體的細(xì)胞中，輻射誘導(dǎo)的雙鏈斷裂的修復(fù)在 24 小時(shí)后也遠(yuǎn)未完成。有缺陷的 DNA 修復(fù)的另一個(gè)重要后果是自發(fā)突變頻率增加。自發(fā)突變不斷地由活細(xì)胞中的內(nèi)源性基因毒劑引起，例如 ROS53。基因解碼的研究經(jīng)表明，shRNA 介導(dǎo)的人 A549 肺癌細(xì)胞中 PNKP 的敲低導(dǎo)致自發(fā)突變頻率增加了七倍。先證者腫瘤樣本的序列分析表明，除了 PNKP 突變外，它還攜帶多種分子改變，包括 ATRX 缺失、TP53 和 NF1 相應(yīng)雜合性丟失的突變、BRCA2 和 RB1 的拷貝丟失以及 CDK4 的擴(kuò)增。 TP53 和 ATRX 突變常見于兒科 GBM，最近的一項(xiàng)研究表明，Trp53 缺陷小鼠神經(jīng)上皮祖細(xì)胞 (mNPC) 中的非活性 ATRX 改變了與幾種膠質(zhì)瘤特征密切相關(guān)的轉(zhuǎn)錄模式。通過對(duì)cBioPortal上所有列出的研究（包括來(lái)自癌癥基因組圖譜；TCGA的數(shù)據(jù)）的互斥性分析，上述6個(gè)基因均顯示出與PNKP突變的顯著共現(xiàn)趨勢(shì)。由于沒有對(duì)患者的全基因組進(jìn)行測(cè)序，因此很難確定不同基因的突變時(shí)間。然而，在 EIEE10患者中，突變體 PNKP 可能會(huì)誘導(dǎo) DNA 損傷修復(fù)受損，先于兒科神經(jīng)膠質(zhì)瘤相關(guān)突變（如 ATRX 和 TP53）并與之協(xié)同作用，從而導(dǎo)致腦腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。

什么樣的人應(yīng)當(dāng)做EIEE10基因解碼基因檢測(cè)?

在佳學(xué)基因病案集中，記錄了一個(gè)由6 個(gè)無(wú)親緣關(guān)系的病例，患有小頭畸形、嬰兒期癲癇發(fā)作和發(fā)育遲緩。在《人體基因序列變化與疾病表征》中，這一疾病被縮寫為為 MCSZ。有 11 名受影響的人，年齡從 1 個(gè)月到 21 歲不等。小頭畸形是進(jìn)行性的，沒有神經(jīng)元遷移或結(jié)構(gòu)異常，與原發(fā)性小頭畸形一致。然而，5 例患者的腦回結(jié)構(gòu)略有簡(jiǎn)化，5 例腦室擴(kuò)大，6 例胼胝體變薄。所有患者出生時(shí)都有小頭畸形；有些人在產(chǎn)前超聲檢查中發(fā)現(xiàn)有小頭畸形。在 6 個(gè)月大之前出現(xiàn)難治性癲癇發(fā)作，并且大多數(shù)癲癇發(fā)作屬于復(fù)雜部分型。兩名患者進(jìn)行了手術(shù)切除，4 名患者放置了迷走神經(jīng)刺激器以控制癲癇發(fā)作。所有人都有嚴(yán)重的智力障礙，運(yùn)動(dòng)功能發(fā)育關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)延遲，沒有言語(yǔ)能力或者是語(yǔ)言能力僅限于幾個(gè)詞。大多數(shù)患者有多動(dòng)癥的行為問題。還確定了具有稍微不那么嚴(yán)重的表型的混合第七個(gè)家族病例。兩個(gè)患者的年齡分別為 8 歲和18 個(gè)月。大一點(diǎn)的女孩在 14 個(gè)月大時(shí)會(huì)走路，18 個(gè)月大時(shí)會(huì)說(shuō)話，并能以 3.5 歲兒童的水平交談。她有適度的癲癇發(fā)作控制。來(lái)自 1 名受影響個(gè)體的細(xì)胞在培養(yǎng)物中顯示出對(duì)輻射的敏感性，反映出 DNA 非同源末端連接的缺陷。此外，患者細(xì)胞修復(fù)過氧化氫引起的自由基 DNA 損傷的能力明顯受損，并且與對(duì)照組相比，修復(fù)喜樹堿引起的損傷的能力也有所延遲。盡管有 DNA 修復(fù)機(jī)制受損的實(shí)驗(yàn)室證據(jù)，但沒有患者有明顯的免疫缺陷，也沒有患者患上癌癥。

在佳學(xué)基因檢測(cè)的病案記錄中， EIEE10在臨床特征上呈現(xiàn)出臨床表征異質(zhì)性。

其中的一個(gè)案例是兩個(gè)2 兄弟，他們的父母是近親。盡管佳學(xué)基因一直倡導(dǎo)避免近親結(jié)婚，并提供了親緣關(guān)系基因檢測(cè)從方法和技術(shù)解決自由和隨意生育所帶來(lái)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。但是近新結(jié)婚還是存在。這一案例來(lái)自一個(gè)相對(duì)封閉的族群。他們?cè)趦和缙诰突加猩窠?jīng)退行性疾病。兩名患者均表現(xiàn)出小頭畸形（-3.25 至 -3.5 SD）和嬰兒期整體發(fā)育遲緩。一名患者在 2.5 歲時(shí)出現(xiàn)熱性驚厥，而另一名患者在 12 個(gè)月大時(shí)出現(xiàn)驚厥。兩名患者的癲癇發(fā)作頻率隨時(shí)間降低。在 9 歲時(shí)，大哥患有嚴(yán)重的小頭畸形 (-6 SD)、身材矮小 (-4 SD) 和步態(tài)共濟(jì)失調(diào)。這種疾病是進(jìn)行性的：在他十幾歲的時(shí)候，他開始坐輪椅，腦成像顯示嚴(yán)重的小腦萎縮，并發(fā)展為以反射喪失、肌張力減退和肌肉萎縮為特征的感覺運(yùn)動(dòng)軸索性多發(fā)性神經(jīng)病。患者的弟弟具有相似的特征，發(fā)育遲緩、進(jìn)行性小頭畸形 (-4.75 SD)、喪失獨(dú)立行走能力、嚴(yán)重的進(jìn)行性小腦萎縮和脫髓鞘性多發(fā)性神經(jīng)病的體征。這一病案的特點(diǎn)是神經(jīng)退行性特征，與上一案例不同。

EIEE10基因解碼基因檢測(cè)如何避免后代及二胎遺傳?

根據(jù)《神經(jīng)系統(tǒng)疾病基因檢測(cè)的基因解碼依據(jù)》及《基因檢測(cè)在神經(jīng)系統(tǒng)疾病診斷和治療中的作用案例大全》，EIEE10采用常染色體隱性遺傳的方式進(jìn)行遺傳。這說(shuō)明，父母正常的家庭不能避免后代及二胎出生有缺陷的孩子。因?yàn)楦改富疾r(shí)，如果父母是致病基因的攜帶者，孩子獲得這些基因后仍然會(huì)必然地患病。因此，父母健康需要做婚前孕前致病基因鑒定基因解碼，以避免EIEE10及其他遺傳病在后代中出現(xiàn)。

如何做EIEE10基因解碼基因檢測(cè)？

基因檢測(cè)機(jī)構(gòu)了解EIEE10及其相關(guān)病例的基因原因，明確基因解碼和基因檢測(cè)的區(qū)別，并且具有一定的病案集，在檢測(cè)EIEE10時(shí)具有檢出率高和正確性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。佳學(xué)基因檢測(cè)的樣本是抗凝靜脈血，并在全國(guó)范圍內(nèi)對(duì)符合資格的患者提供免費(fèi)上門采血的服務(wù)。聯(lián)系和咨詢電話：4001601189。

(責(zé)任編輯：基因檢測(cè))

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