【佳學基因檢測】運動神經元病基因檢測結果及解讀分析

在患有遠端遺傳性運動神經病（dHMN）的患者中鑒定出雙等位基因COQ7變異

佳學基因等機構對七名來自隱性遺傳和散發(fā)性家系的dHMN診斷患者進行了外顯子組/基因組測序。外顯子數(shù)據(jù)通過GENESIS平臺提供的生物信息學工具進行分析，該平臺是一個基于網絡的協(xié)作軟件，包含約17,000個來自不同表型患者的完整外顯子組/基因組數(shù)據(jù)，其中包括約2,500名運動性和運動-感覺神經病患者，如沙科-瑪麗-圖斯?。–MT）患者。所有患病個體中均未發(fā)現(xiàn)已知CMT或dHMN基因的致病變異。通過GENESIS平臺采用嚴格的篩選方法，針對預計會影響蛋白質功能的稀有等位基因進行了篩選。篩選的標準包括：gnomAD中的小等位基因頻率（MAF）< 0.001、高保守性評分（GERP > 3），以及根據(jù)多個預測工具預測為致病變異，其中包括佳學基因自行開發(fā)的機器學習算法（MAVERICK）。運動神經元致病基因鑒定基因解碼在九個被診斷為上位神經元受累的dHMN家系中鑒定出了雙等位基因COQ7（NM_016138）變異，擴展了COQ7突變的臨床表型。這三大類家系（家系1–3）是在GENESIS平臺上發(fā)現(xiàn)的，而七個額外家系（家系4–9）則通過協(xié)作匹配方法發(fā)現(xiàn)。家系1來自威爾士，家系2來自美國，家系3–9來自巴西，其中包括一名亞馬遜土著患者（家系3；圖1A）。

在遠端遺傳性運動神經病家系中鑒定出雙等位基因COQ7變異

（A）顯示了九個家系的家譜，11名攜帶雙等位基因COQ7變異的受影響個體。
（B和C）示意圖展示了變異在cDNA（B）和蛋白質（C）水平的位置。
（D）通過AlphaFold預測的人類COQ7蛋白的三維結構模型（Q49A71_HUMAN），并通過PyMOL進行可視化?；颊咄蛔兊陌被釟埢约t色顯示，線粒體靶向信號（MTS）標注為紅色，鐵蛋白樣超家族以藍色表示。
（E）展示了不同物種之間蛋白質的比對，突變位點用紅色高亮顯示。MTS = 線粒體靶向信號。
 

家系1的先證患者在c.319C>T; Arg107Trp位點為純合子，該變異此前已被報告在CoQ10缺乏癥的致死病例中與功能喪失變異共同存在，并被認為是致病性的。9 在家系2中，新的復合雜合變異c.197T>A; Ile66Asn和c.446A>G; Tyr149Cys在兩名受影響的個體中與疾病呈共分離關系。對未受影響的兄弟姐妹進行的分離分析確認這些變異是轉座的。家系3的索引患者為復合雜合子，攜帶c.197T>A; Ile66Asn（與家系2中發(fā)現(xiàn)的相同變異）和c.319C>T; p.Arg107Trp（與家系1中發(fā)現(xiàn)的相同變異）。家系4的索引患者在c.161G>A; p.Arg54Gln位點為純合子；該變異最近在一例具有神經肌肉表型的病例中被報告，但未進行電生理學研究以確認神經病變。12 家系5–9的三名患者共享相同的新的純合子功能喪失變異c.3G>T; p.Met1?。這些dHMN變異位于蛋白質的不同區(qū)域，包括線粒體靶向信號（MTS）和鐵蛋白樣超家族結構域。大多數(shù)變異（p.Met1?、p.Arg107Trp和p.Ile66Asn）在不同家系之間共享（圖1B和C）。變異和分離分析已通過Sanger測序得到確認。

患者的臨床癥狀及針對基因的個性化治療效果匯報

佳學基因收集的病列隊列包括來自九個家庭的11名患者。最近一次臨床檢查時，患者的平均年齡為47歲，年齡范圍為17至60歲。所有患者目前仍然存活。五名為男性，六名為女性。總共有八名患者來自巴西，其中一名是土著血統(tǒng)。另一名患者來自威爾士，還有一戶家庭來自美國。兩例患者有家族史，所有資料記錄全面的患者通過表格描述了其臨床特征。相反，九例患者是散發(fā)性的。最常見的診斷是遠端遺傳性運動神經病（dHMN）（11例中的10例），部分患者伴有額外的近端（3例）和上運動神經元受累（9例）。其中一名患者在神經傳導檢查中表現(xiàn)出額外的感覺缺損，被歸類為軸索型Charcot-Marie-Tooth?。–MT2）。作為長期存在的，如果不是先天性的慢性運動神經病的表現(xiàn)，10例中的9例患者表現(xiàn)出足部畸形，通常是高弓足和錘狀趾。在20歲前，所有患者均報告出現(xiàn)行走和跑步困難，導致學校體育成績受損，只有一例患者例外。六名來自八名患者報告了精細運動技能的額外困難，這些問題大多在三十歲左右出現(xiàn)。感覺癥狀（有或沒有）并不是常見癥狀的一部分，且在檢查時，患者中沒有一位正在服用神經病理性疼痛的藥物。臨床上主要的表型表現(xiàn)為遠端癱瘓和萎縮，主要影響下肢。然而，在九名接受檢查的患者中，有八名患者還觀察到手部內在肌肉的輕度至中度無力，且三名患者出現(xiàn)了近端無力的起始。九名患者中七名在踝部的深腱反射缺失；然而，在八名患者中，膝腱反射和上肢反射呈現(xiàn)亢進。10名患者中有4名報告肌肉張力增加（痙攣），另外四名患者出現(xiàn)了錐體束體征。總的來說，11名患者中有9名攜帶COQ7雙等位基因突變的個體表現(xiàn)出上運動神經元受累的跡象。四名患者，均為純合c.3G>T; p.Met1?變異的攜帶者，表現(xiàn)出額外的小腦共濟失調跡象。在這些患者中，有兩名表現(xiàn)出與小腦萎縮一致的MRI異常。相反，僅有一名個體觀察到傳入性共濟失調。其他輕微的感覺受累臨床表現(xiàn)包括四名（共九名檢查患者）感知障礙、三名患者的遠端位置感減弱和三名患者的遠端下肢針刺感減少。作為附加特征，三名無關患者出現(xiàn)了慢性進行性聽力喪失。與其他線粒體譜系疾病不同，沒有一位患者報告出現(xiàn)視神經萎縮、白內障或糖尿病。兩名攜帶純合c.3G>T; p.Met1?變異的患者描述了認知障礙和學習困難。另一名患者在兒童時期出現(xiàn)了未明確分類的癲癇發(fā)作。神經傳導檢查最近一次在平均37歲（17至51歲）時進行，顯示出一種長度依賴性的、緩慢進展的軸索型運動神經病，主要影響下肢。僅有一名個體出現(xiàn)了感覺受累，且隨著時間推移顯示為進行性變化（觀察間隔：13年）。在遺傳診斷后，家系2的患者（II.2）接受了低劑量COQ10的口服補充，但在未觀察到任何效果后，她自行停藥。