TIL REDAKTIONEN

Først beskrevet i 1956, Prader-Willi syndrom (PWS; MIM 176270) er en af de mest illustrative lidelser inden for humangenetik på grund af sin karakteristiske kliniske fænotype og unikke forældre af oprindelse molekylær ætiologi. Størstedelen af PWS-tilfældene (~70 %) skyldes faderlig deletion af kromosom 15q11-q13 , og ~25 % af tilfældene skyldes moderens uniparentale disomi (UPD) af kromosom 15, der stammer fra en fejl i meiose I (MI) eller meiose II (MII) non-disjunction (NDJ) med efterfølgende trisomi-redningsfejl . MI NDJ er mere almindelig på grund af moderens alderseffekt , men både MI og MII NDJ resulterer i en øget risiko for recessive tilstande på grund af store områder med manglende heterozygotitet (AOH), som er kendetegnende for de fleste UPD. Fædrene deletion af 15q11-q13 kan påvises ved fluorescens in situ hybridisering (FISH) og kromosomal mikroarray (CMA) analyse; moderens UPD af kromosom 15 kan imidlertid også identificeres ved enkelt nukleotidpolymorfisme (SNP)-baserede CMA-platforme, som påviser AOH ud over kopiantal aberrationer . Vi rapporterer et unikt tilfælde af PWS på grund af maternel UPD, som også resulterede i et recessivt høretabssyndrom på grund af biallelisk arv af en heterozygot deletion fra det overførte maternelle kromosom 15.

Vores patient præsenterede sig som en 4 uger gammel mand født af ikke-konsanguinerede forældre. Det prænatale forløb omfattede en positiv screeningsundersøgelse i første trimester med en aldersrelateret risiko for trisomi 21 på 1 ud af 43, en nuchal translucency på 1,35 multipla af medianen (MOM), PAPP-A på 1,04 MOM og hCG på 1,87 MOM. Ikke-invasiv prænatal screening (NIPS; MaterniT21 PLUS) var negativ for trisomier 13, 16, 18, 21 og 22 samt for 1p36, Wolf-Hirschhorn (4p), Cri-du Chat (5p), Langer Giedion (8q), Jacobsen (11q), Prader-Willi/Angelman (PWS/AS; 15q) og 22q11.2-mikrodeletionssyndromer. Chorionic villus sampling og amniocentese blev afvist.

Proband blev født ved 40+4 ugers gestation via elektivt gentaget kejsersnit; Apgars var 9 og 9, fødselsvægt var 3240 g, fødselslængde var 49 cm og hovedomkreds var 36,5 cm, alle inden for normale grænser. Han havde normal sut/sugning ved fødslen, men diffus hypotoni med et svagt skrig, og han blev indlagt på NICU på grund af dårlig ernæring, kronisk hypoxæmi og hypoglykæmi (blodglukose 37-39). Der blev konstateret bilaterale ubestigede testikler. Hovedultralyd viste en subependimal cyste på venstre frontalhorn, efterfulgt af en normal MRT. Ekkokardiografi viste ingen tegn på medfødt hjertesygdom. Barnet dumpede to gange i hørelsesscreeningen Auditory Brain Response (ABR).

Selv om G-banded kromosomanalyse af perifert blod med høj opløsning afslørede en normal 46, XY karyotype, identificerede klinisk CMA-analyse ved hjælp af SurePrint G3 ISCA CGH+SNP 4×180K array (Agilent Technologies, Santa Clara, CA) to store regioner med AOH, der spænder over 37.7 Mb på 15q11.2-q22.2 og 8,5 Mb på 15q26.1-q26.3 (Fig. 1A), hvilket i høj grad tydede på UPD for kromosom 15. Det skal bemærkes, at CMA-testning ikke er en uafhængig diagnostisk test for UPD på grund af dens manglende evne til at påvise heterodisomisk UPD, der ikke indeholder nogen AOH. FISH udført på metafasekromosomer ved hjælp af den locusspecifikke sonde SNRPN (15q11-q13) var normal for to kopier af PWS/AS-regionen (Fig. 1B). Klinisk methyleringsfølsom multiplex ligationsafhængig sondeamplifikation (MLPA) ved hjælp af SALSA MLPA ME028 Prader Willi/Angelman probemixet (MRC Holland, Nederlandene) viste imidlertid et unormalt methyleringsmønster, der var i overensstemmelse med fraværet af den kritiske PWS/AS-region, der stammer fra faderen, hvilket sammen bekræfter diagnosen PWS ved moderens UPD hos proband. DNA fra proband blev også underkastet CMA-testning ved hjælp af CytoScan® HD-platformen (Affymetrix, Santa Clara, CA). Begge CMA-platforme påviste de to store regioner med AOH i det heterodisomiske UPD-kromosom 15 (Fig. 1A), og da den pericentromeriske region var homozygot hos proband, blev den maternelle NDJ tilskrevet en MII-fejl .

(A) Kromosomal mikroarray (CMA)-analyse af proband, der viser fravær af heterozygotitet (AOH; skraveret) på 15q11.2-q22.2 og 15q26.1-q26.3 ved hjælp af både Agilent- (øverste panel) og Affymetrix- (nederste panel) CMA-platforme. (B) Metafase-FISH ved hjælp af den locusspecifikke sonde SNRPN (rød), co-hybridiseret med kontrolsonder på 15p11.2 (D15Z1; aqua) og 15q22 (PML; grøn), hvilket indikerer et normalt hybridiseringsmønster med to kopier i den kritiske PWS/AS-region på kromosom 15q11.2. (C) Forstørret visning af den homozygote STRC- og CATSPER2-deletion på 15q15.3 ved CMA-analyse (Agilent) hos proband (øverste panel) og den overførte heterozygote maternelle deletion (nederste panel).

Ud over de to regioner af AOH på kromosom 15 påviste klinisk CMA-test også en homozygot 55,7 kb-deletion (minimumsstørrelse) af kromosom 15q15.3 beliggende inden for 15q11.2-q22.2-regionen af AOH, som omfattede STRC- (exons 1-22) og CATSPER2-generne. Den maksimale størrelse af deletionen var 169,6 kb baseret på de tilstødende CMA-sonder (Fig. 1C). I betragtning af at bialleliske sammenhængende deletioner af STRC og CATSPER2 er en kendt årsag til døvhed-infertilitetssyndromet (MIM 611102), blev den identificerede homozygote deletion også betragtet som patogen hos proband. Denne homozygote deletion blev efterfølgende bestemt til at være moderligt nedarvet ved CMA-testning (Fig. 1C); men som forventet var 15q15.3-deletionen heterozygot hos moderen, men blev overført til proband i begge kromosom 15-homologer. Den interstitielle blok af heterozygositet på kromosom 15, der blev identificeret hos proband ved CMA-testning, var en konsekvens af moderens meiotiske rekombination forud for MII NDJ og efterfølgende trisomi-redning efter befrugtning. Den molekylære karyotype blev rapporteret som:

• upd(15)mat.arr 15q11.2q22.2(23952738_61658913)x2

• hmz,15q15.3(43895633_43951301)x0

• mat,15q26.1q26.3(93895094_102398213)x2 hmz.

StRC-genet er en vigtig medvirkende årsag til prælingualt høretab, da det koder for det store ekstracellulære strukturprotein stereocilin, som udtrykkes i det indre øre. Stereocilin forankrer den tectoriale membran i Corti-organets cellestrukturer i cochlea, og både sekvensmutationer og deletioner af STRC kan resultere i autosomalt recessivt høretab (med eller uden mandlig infertilitet, afhængigt af om CATSPER2 også er slettet) . Især er STRC udfordrende at afhøre ved de fleste molekylære assays, da den deler >99% sekvenshomologi med sin distale pseudogen, hvilket typisk resulterer i lav opløsning af sondeafstand til kopianalyse . De tandem ~100 kb segmentale duplikationer, der omfatter STRC, CATSPER2 og deres pseudogener, er ansvarlige for de ikke-alleliske homologe rekombinationsmedierede kopiantalaberrationer (deletioner og duplikationer), der er almindelige i denne region. Som sådan kan CMA-platforme med lavere opløsning muligvis ikke nøjagtigt detektere STRC- og CATSPER2-deletioner på grund af manglen på unikke prober i hele regionen, hvilket får multi-gen-høretabspaneler til ofte at anvende målrettet digital PCR i dråbeform til vurdering af kopiantal og/eller gen-sekventering til påvisning af mutationer.

UPD blev først identificeret hos mennesker i 1988, da et barn blev fundet at have cystisk fibrose på grund af et isodisomisk moderligt UPD-kromosom 7 hos moderen, hvilket afslørede en heterozygot moderlig CFTR-mutation hos moderen . Selv om ikke alle kromosomer har en indprægningsbaseret UPD-fænotype, har den øgede risiko for recessiv sygdom i forbindelse med UPD resulteret i opdagelsen af recessive sygdomsgener og/eller mutationer samt tidligere uerkendte UPD-kromosomer. Blandt de seneste eksempler kan nævnes UPD-kromosom 3 og GM1-gangliosidose , UPD-kromosom 6 og kegledysfunktion , UPD-kromosom 8 og medfødt binyrebarkhypoplasi , UPD-kromosom 11 og seglcellesygdom , UPD-kromosom 12 og sulfitoxidasemangel , UPD-kromosom 12 og arvelig 1,25-hydroxyvitamin D-resistent rakitis , og UPD-kromosom 14 og alfa-1-antitrypsinmangel .

Vores proband føjer sig til disse rapporterede tilfælde af en umaskeret autosomal recessiv lidelse på grund af UPD; vores tilfælde er imidlertid unikt, idet det har det uheldige resultat at være ramt af både en klassisk imprintingforstyrrelse, PWS (MIM 176270), og en samtidig eksisterende autosomal recessiv sygdom, døvhed-infertilitetssyndrom (MIM 611102), som blev overført gennem det maternelle UPD-kromosom 15. Det er vigtigt, at i betragtning af den varierende alder for indtræden af STRC-medieret døvhed og de samtidig eksisterende PWS-symptomer, kan denne anden diagnose ikke være blevet fastlagt før meget senere. Som sådan fremhæver dette tilfælde også, hvordan den stigende opløsning af mikroarray- og highthroughput-sekventeringsteknologier ikke blot vil identificere nye mendelske sygdomsgener og lidelser, men også kan muliggøre neonatal identifikation af sameksisterende genetiske sygdomme, som ellers måske ikke ville være blevet opdaget før senere i livet.