遺傳性并多指家系的致病基因分析及產前診斷.pdf

1、并多指(synpolydactyly，SPD，MIM18600，syndactylytypeⅡ)是一種以肢端發(fā)育異常為主要特征的遺傳性疾病，多呈常染色體顯性遺傳。其典型臨床表現(xiàn)為3/4手指和4/5腳趾受累，兩指（趾）間由蹼相連，不能分離，并指的蹼中可合并有骨性多指，且常伴有第5趾外端的多趾，第5指的側彎、屈曲和短指，第2-5趾可有不同程度的并趾，中節(jié)趾骨發(fā)育不全等。受累肢體可為1-4個，受累程度可由單純的皮膚相連到完全性骨性融合，甚至累

2、及掌骨或跖骨。
　　 目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有SPD1、SPD2和SPD3三種SPD，致病基因分別定位于2q31，22q13.31和14q11.2-q12，其中，SPD1的致病基因為位于染色體2q31的HOXD13。HOXD13是HOX家族的成員之一，編碼轉錄因子，在肢體發(fā)育中具有重要作用。典型的SPD由位于HOXD13基因N末端的15個聚丙氨酸殘基的延伸所致?；蛐秃捅硇偷南嚓P性分析表明，聚丙氨酸區(qū)域短的延伸（如7個）與較低的外顯率和表

3、現(xiàn)度有關，而較長的聚丙氨酸延伸（如10個或更多）則導致較高的外顯率和更嚴重的表型。而且，HOXD13同源結構域內的缺失和錯義突變也可導致非典型的SPD，如特定的足部表型、短指合并并指畸形或者D型和E型短指。
　　 為SPD的高危妊娠進行產前診斷可以避免SPD患兒出生。迄今為止，僅有幾例SPD的產前診斷報道。本研究中，我們利用在山東省濟南市采集到的SPD家系，對其臨床特點及系譜特征進行了分析，對其致病原因進行了分子遺傳學研究，確定

4、了致病基因及致病突變，并且在此基礎上為家系高危妊娠提供了影像學和分子遺傳學產前診斷。
　　 第一部分，一個常染色體顯性遺傳并多指家系的家系調查及臨床分析
　　 在遺傳咨詢過程中，我們發(fā)現(xiàn)了一SPD患者，因面臨生育前來咨詢并申請產前診斷。為了明確該SPD家系患者的致病基因，我們首先對該SPD家系進行了家系調查及臨床分析。
　　 家系調查發(fā)現(xiàn)，家系中共有成員41名，其中患者16例，受累患者均表現(xiàn)有典型的并多指（趾）畸

5、形。家系中男女均有發(fā)病，5代中共有男性患者9名，女性患者7名。家系中連續(xù)5代均有患者，在連續(xù)世代中呈垂直分布，無隔代遺傳現(xiàn)象。家系中患者均存在不同程度的并（多）指（趾），但患者間存在較大的表現(xiàn)度差異。通過系譜分析，該SPD家系的遺傳方式為常染色體顯性遺傳。
　　 該SPD家系中受累患者均表現(xiàn)有典型的并多指（趾）畸形。先證者出生時即發(fā)現(xiàn)嚴重手足畸形，表現(xiàn)為3/4指完全并指，4/5趾并趾并伴有多趾。經(jīng)過詳細的臨床調查，該SPD家系臨

6、床特點總結如下:①先天性發(fā)病;②嚴重程度不同，家系中患者有表現(xiàn)度差異;③手部畸形嚴重，影響手部功能的發(fā)揮;④主要表現(xiàn)為3/4指完全并指，4/5趾并趾并伴有多趾;⑤X線檢查有并多指（趾）表現(xiàn);⑥呈常染色體顯性遺傳。根據(jù)典型的臨床特征及放射線檢查和系譜分析結果，可以確診此家系患者為Ⅱ型并指，SPD1型，A4亞型。
　　 第二部分，并多指家系的致病基因分析
　　 獲得家系成員的系譜特征及標本后，為確定該家系致病基因，我們首先將

7、HOXD13基因作為候選基因，在候選基因的兩側選取緊密連鎖的STR位點D2S1238和D2S1245進行連鎖分析。PCR擴增產物經(jīng)聚丙烯酰胺凝膠電泳分析后確定家系中各個體基因型，經(jīng)基因型分析和單體型分析發(fā)現(xiàn)，該家系致病基因與HOXD13緊密連鎖，提示HOXD13弛是該家系的致病基因。
　　 隨后，我們應用PCR擴增結合測序分析檢測HOXD13基因突變。首先我們分析了最常見的Poly-A突變。對包含該位點的第1外顯子進行PCR擴增

8、后，回收純化目的片段進行TA克隆，挑選單克隆擴增后進行測序分析。測序結果采用BLAST程序進行序列對比分析。發(fā)現(xiàn)先證者的HOXD13基因在cDNA的189-190bp之間插入27bp，該插入突變使聚丙氨酸重復序列的第14和第15個丙氨酸之間插入9個丙氨酸殘基，導致poly-A鏈的延伸。
　　 為證實該突變在家系中與疾病表型共分離，我們采用PCR擴增結合變性聚丙烯酰胺凝膠電泳方法確定家系中各成員的基因型，發(fā)現(xiàn)所有患者都帶有27bp

9、插入突變，正常人無此突變，證實該突變?yōu)榧蚁祷颊叩闹虏⊥蛔儭?br>　　 第三部分，并多指家系的產前診斷
　　 SPD屬于一類嚴重致殘致畸的單基因遺傳性疾病，開展基因和超聲學產前診斷，防止患兒出生是預防該病發(fā)生的最佳應對策略和最有效方法。為此，根據(jù)咨詢者要求，我們在家系分析和基因型分析基礎上，聯(lián)合應用超聲產前診斷檢查方法和分子診斷方法對該家系中的1例高危妊娠進行產前影像學和分子遺傳學診斷。
　　 孕16周起，通過超聲進行

10、四肢動態(tài)監(jiān)測，動態(tài)觀察胎兒手足形態(tài);并于孕18周經(jīng)腹抽取SPD孕婦的羊水，提取羊水中胎兒細胞基因組DNA，通過D2S1238和D2S1245兩個STR位點連鎖分析及HOXD13基因突變檢測完成了對該家系的產前基因診斷，為家系成員提供了準確的產前診斷結果。新生兒出生時行體格檢查進行驗證。
　　 本部分結果顯示，超聲產前診斷未發(fā)現(xiàn)胎兒肢體異常。胎兒DNA連鎖分析結果表明胎兒從母親得到的是與正常等位基因連鎖的等位基因，表明胎兒未從其母