Till redaktören

Första gången beskrevs Prader-Willis syndrom (PWS; MIM 176270) 1956 och är en av de mest illustrativa sjukdomarna inom humangenetiken på grund av dess karakteristiska kliniska fenotyp och unika molekylära etiologi från förälderns ursprung. Majoriteten av PWS-fallen (~70 %) beror på faderns deletion av kromosom 15q11-q13 , och ~25 % av fallen beror på moderns uniparentala disomi (UPD) av kromosom 15 som har sitt ursprung i ett fel i meios I (MI) eller meios II (MII) utan disjunktion (NDJ) med efterföljande trisomi som räddning. MI NDJ är vanligare på grund av moderns ålderseffekt , men både MI- och MII NDJ medför en ökad risk för recessiva tillstånd på grund av stora områden med avsaknad av heterozygositet (AOH) som är utmärkande för de flesta UPD. Den faderliga deletionen av 15q11-q13 kan påvisas genom fluorescens in situ-hybridisering (FISH) och kromosomala mikroarray-analyser (CMA), men moderns UPD av kromosom 15 kan också identifieras med hjälp av SNP-baserade CMA-plattformar (Single Nucleotide Polymorphism), som upptäcker AOH utöver kopianalyser . Vi rapporterar ett unikt fall av PWS på grund av maternell UPD, som också resulterade i ett recessivt hörselnedsättningssyndrom på grund av biallelisk nedärvning av en heterozygot deletion från den överförda maternella kromosomen 15.

Vår patient presenterade sig som en 4-veckor gammal pojke som föddes av icke-konsanguina föräldrar. Det prenatala förloppet omfattade en positiv screening i första trimestern med en åldersrelaterad risk för trisomi 21 på 1 på 43, en nacktransparens på 1,35 multiplar av medianen (MOM), PAPP-A på 1,04 MOM och hCG på 1,87 MOM. Icke-invasiv prenatal screening (NIPS; MaterniT21 PLUS) var negativ för trisomierna 13, 16, 18, 21 och 22 samt för mikrodeletionssyndromen 1p36, Wolf-Hirschhorn (4p), Cri-du Chat (5p), Langer Giedion (8q), Jacobsen (11q), Prader-Willi/Angelman (PWS/AS; 15q) och 22q11,2. Chorionic villus sampling och amniocentesis avböjdes.

Probandens föddes vid 40+4 veckors graviditet via elektivt upprepat kejsarsnitt; Apgars var 9 och 9, födelsevikten var 3240 g, födelselängden 49 cm och huvudomfånget var 36,5 cm, allt inom normala gränser. Han hade normal sug- och sväljförmåga vid födseln men diffus hypotoni med ett svagt skrik och togs in på neonatalavdelningen på grund av dålig matning, kronisk hypoxemi och hypoglykemi (blodglukos 37-39). Bilaterala oavslutade testiklar noterades. Ultraljud i huvudet visade en subependimal cysta på det vänstra frontalhornet, följt av en normal MRT. Ekokardiografi visade inga tecken på medfödd hjärtsjukdom. Barnet misslyckades två gånger med hörseltestet Auditory Brain Response (ABR).

Och även om högupplöst G-bandad kromosomanalys av perifert blod visade på en normal 46, XY-karyotyp, identifierade klinisk CMA-analys med hjälp av SurePrint G3 ISCA CGH+SNP 4×180K arrayen (Agilent Technologies, Santa Clara, CA) två stora regioner med AOH som spänner över 37.7 Mb på 15q11.2-q22.2 och 8,5 Mb på 15q26.1-q26.3 (Fig. 1A), vilket i hög grad tyder på UPD för kromosom 15. Det bör noteras att CMA-testning inte är ett oberoende diagnostiskt test för UPD på grund av dess oförmåga att upptäcka heterodisomisk UPD som inte hyser någon AOH. FISH som utfördes på metafasekromosomer med hjälp av den lokusspecifika sonden SNRPN (15q11-q13) var normal för två kopior av PWS/AS-regionen (fig. 1B). Klinisk metyleringskänslig multiplexligationsberoende sondeamplifiering (MLPA) med SALSA MLPA ME028 Prader Willi/Angelman probemix (MRC Holland, Nederländerna) visade dock på ett onormalt metyleringsmönster som överensstämde med avsaknad av den kritiska PWS/AS-regionen som härstammar från fadern, vilket sammantaget bekräftade diagnosen PWS genom maternell UPD hos den prövade mannen. DNA från den prövade mannen genomgick också CMA-testning med hjälp av CytoScan® HD-plattformen (Affymetrix, Santa Clara, CA). Båda CMA-plattformarna upptäckte de två stora AOH-regionerna i den heterodisomiska UPD-kromosomen 15 (fig. 1A), och med tanke på att den pericentromeriska regionen var homozygot hos den prövade mannen tillskrevs den maternella NDJ till ett MII-fel .

(A) Kromosomal mikroarray-analys (CMA) av den prövade mannen som visar avsaknad av heterozygotitet (AOH; skuggad) på 15q11.2-q22.2 och 15q26.1-q26.3 med hjälp av både Agilent- (översta panelen) och Affymetrix (nedersta panelen) CMA-plattformar. (B) Metafas-FISH med hjälp av den lokusspecifika sonden SNRPN (röd), co-hybridiserad med kontrollsonder på 15p11.2 (D15Z1; aqua) och 15q22 (PML; grön), vilket indikerar ett normalt hybridiseringsmönster med två kopior vid den kritiska PWS/AS-regionen på kromosom 15q11.2. (C) Förstoring av den homozygota STRC- och CATSPER2-deletionen på 15q15.3 genom CMA-analys (Agilent) hos proband (övre panelen) och den överförda heterozygota maternella deletionen (nedre panelen).

Inom de två AOH-regionerna på kromosom 15 upptäckte klinisk CMA-testning också en homozygot 55,7 kb-deletion (minimistorlek) av kromosom 15q15.3 som är belägen inom AOH-regionen 15q11.2-q22.2, som innefattade STRC- (exoner 1-22) och CATSPER2-genen. Den maximala storleken på deletionen var 169,6 kb baserat på angränsande CMA-prober (fig. 1C). Med tanke på att bialleliska sammanhängande deletioner av STRC och CATSPER2 är en känd orsak till dövhet-infertilitetssyndromet (MIM 611102), ansågs den identifierade homozygota deletionen också vara patogen hos den prövade mannen. Denna homozygota deletion fastställdes senare vara maternellt nedärvd genom CMA-testning (fig. 1C); som förväntat var dock 15q15.3-deletionen heterozygot hos modern men överfördes till den prövade mannen i båda kromosom 15-homologerna. Det interstitiella blocket av heterozygositet på kromosom 15 som identifierades hos den testade genom CMA-testning var en följd av moderns meiotiska rekombination före MII NDJ och efterföljande trisomiresning efter befruktning. Den molekylära karyotypen rapporterades 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-genen är en viktig bidragande orsak till prelingual hörselnedsättning, eftersom den kodar för det stora extracellulära strukturprotein stereocilin, som uttrycks i innerörat. Stereocilin förankrar tectorialmembranet i Corti-organets cellstrukturer i snäckan, och både sekvensmutationer och deletioner av STRC kan leda till autosomalt recessiv hörselnedsättning (med eller utan manlig infertilitet beroende på om CATSPER2 också är borttagen) . STRC är särskilt utmanande att undersöka med de flesta molekylära tester eftersom den delar >99% sekvenshomologi med sin distala pseudogen, vilket vanligtvis resulterar i låg upplösning av sondavstånd för kopianalyser . De segmentala tandemduplikationer på ~100 kb som omfattar STRC, CATSPER2 och deras pseudogener är ansvariga för de icke-alleliska homologa rekombinationsmedierade kopianalyser (deletioner och duplikationer) som är vanliga i denna region. Därför kan det hända att CMA-plattformar med lägre upplösning inte korrekt upptäcker STRC- och CATSPER2-deletioner på grund av bristen på unika prober i hela regionen, vilket gör att paneler för hörselnedsättning med flera gener ofta använder sig av målinriktad digital PCR i droppar för bedömning av antalet kopior och/eller gensekvensering för att upptäcka mutationer.

UPD identifierades för första gången hos människor 1988 när ett barn konstaterades ha cystisk fibros på grund av en isodisomisk modern UPD-kromosom 7, vilket avslöjade en heterozygot CFTR-mutation hos modern . Även om inte alla kromosomer har en imprintingbaserad UPD-fenotyp har den ökade risken för recessiv sjukdom i samband med UPD resulterat i upptäckten av recessiva sjukdomsgener och/eller mutationer samt tidigare oidentifierade UPD-kromosomer. Bland de senaste exemplen kan nämnas UPD-kromosom 3 och GM1-gangliosidos , UPD-kromosom 6 och kottdysfunktion , UPD-kromosom 8 och medfödd binjurehyperplasi , UPD-kromosom 11 och sicklecellsjukdom , UPD-kromosom 12 och sulfitoxidasbrist , UPD-kromosom 12 och ärftlig 1,25-hydroxivitamin D-resistent raketsjukdom , och UPD-kromosom 14 och alfa-1-antitrypsinbrist .

Vår försöksperson bidrar till dessa rapporterade fall av en omaskerad autosomalt recessiv sjukdom på grund av UPD; vårt fall är dock unikt eftersom det har det olyckliga resultatet att drabbas av både en klassisk imprintingstörning, PWS (MIM 176270), och en samexisterande autosomalt recessiv sjukdom, dövhet-infertilitetssyndromet (MIM 611102), som överfördes via moderns UPD-kromosom 15. Med tanke på den varierande debutåldern för STRC-medierad dövhet och de samtidigt existerande PWS-symtomen är det viktigt att denna andra diagnos kanske inte har fastställts förrän mycket senare. Det här fallet belyser också hur den ökande upplösningen av mikroarray- och sekvenseringsteknik med hög genomströmning inte bara kommer att identifiera nya mendelska sjukdomsgener och störningar, utan också kan möjliggöra neonatal identifiering av samexisterande genetiska sjukdomar som annars kanske inte skulle ha upptäckts förrän senare i livet.