《Brain and Development》:Clinical and neurodevelopmental features of chromosome 1 copy number variations in children
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阿伊林·于克塞尔·乌尔克尔(Aylin Yüksel ülker)|埃斯拉·乌斯勒(Esra Usluer)|易卜拉欣·卡普兰(?brahim Kaplan)土耳其伊斯坦布尔健康科学大学乌姆拉尼耶教育与研究医院儿科遗传学系摘要背景拷贝数变异(CNVs)是基因组变异的重要组成部分,
阿伊林·于克塞尔·乌尔克尔(Aylin Yüksel ülker)|埃斯拉·乌斯勒(Esra Usluer)|易卜拉欣·卡普兰(?brahim Kaplan)
土耳其伊斯坦布尔健康科学大学乌姆拉尼耶教育与研究医院儿科遗传学系
摘要
背景
拷贝数变异(CNVs)是基因组变异的重要组成部分,与神经发育障碍和先天性疾病的发病机制有关。1号染色体是人类基因组中最大的染色体,包含许多剂量敏感区域,影响该染色体的CNVs与广泛的临床表型相关。本研究旨在通过对1号染色体CNVs患者的全面分析,为1号染色体疾病图谱的绘制做出贡献。
方法
在1480名接受染色体微阵列分析的个体中,回顾性评估了20名携带1号染色体致病性或可能致病性CNVs的个体,其中包括19名出生后的患者和1名产前诊断出的胎儿。
结果
在10名患者中,CNVs位于短臂(1p);在10名患者中位于长臂(1q)。缺失占多数(18/20),而重复发生在2名患者中。最常受影响的区域是1q21、1p36和1p31。神经发育迟缓、语言障碍和智力障碍是最常见的临床特征,常伴有行为问题、小头畸形或癫痫。分离分析显示,13个CNVs是新生发的,而4个是从临床无症状的父母那里遗传来的,表明其表现度和外显率存在差异。1名患者表现出1p21.1–p11.2区域的嵌合重复。
结论
本研究强调了1号染色体CNVs的临床和分子异质性,并突出了染色体微阵列分析在诊断原因不明的神经发育障碍儿童中的价值。我们的发现进一步扩展了基因型-表型谱系,并强调了在解释CNVs时考虑遗传模式和嵌合现象的重要性。
引言
拷贝数变异(CNVs)是涉及大于1千碱基(kb)的DNA片段缺失或重复的结构基因组改变。这些重排是人类遗传变异的主要来源,并逐渐被认为是许多发育、神经和精神疾病病因的重要因素。CNVs可能影响基因剂量、破坏基因结构或改变调控元件,从而调节基因表达和表型结果。虽然许多CNVs是良性的多态性,但其中一部分具有致病效应,根据其基因组位置和大小,会导致综合征性或非综合征性临床表型[1]、[2]。
在所有人类染色体中,1号染色体因其基因密度和生物学复杂性而特别值得关注。它是人类最大的染色体,约占基因组的8%,包含超过3000个在神经发育、代谢和器官发生中起关键作用的基因[3]。由于其较大的体积和低拷贝重复序列(LCRs)的高密度,1号染色体容易发生结构重排。因此,在该染色体上已经描述了许多特征明确的CNV相关综合征[4]、[5]。
1号染色体包含几个具有临床意义的CNV区域,包括1p36、1q21.1和1q43–q44。1p36缺失综合征是人类最常见的末端缺失综合征之一,通常为新生发,其特征是严重的发育迟缓、独特的颅面特征、智力障碍和癫痫发作[5]、[6]。另一个热点区域1q21.1既存在缺失也存在重复,与从先天性心脏病和小头畸形到自闭症谱系障碍(ASD)和精神分裂症等多种表型相关[7]、[8]。此外,1q43–q44区域的CNVs与小头畸形、胼胝体发育不良、癫痫和严重的智力障碍有关,其中几个基因在神经发育中起关键作用[9]。
尽管在CNV特征描述方面取得了显著进展,但其临床和分子影响的许多方面仍然不清楚,特别是在基因型-表型关联和人群特异性变异方面。即使携带相同重排的个体,CNVs的表现度和外显率也可能有很大差异,这突显了遗传背景、修饰基因位点和环境相互作用的影响。因此,在不同人群中研究CNVs可以提供有关其表型多样性和诊断挑战的宝贵见解。
在这项研究中,我们对土耳其队列中携带1号染色体CNVs的个体进行了全面的临床和分子分析。通过整合临床发现、分子诊断结果和遗传分析,我们旨在描述1号染色体CNVs的临床和遗传谱系,强调基因型-表型关联,并为不断发展的全球CNV文献提供人群特异性数据。
章节片段
研究设计和参与者
这项回顾性横断面研究包括了因临床提示可能存在遗传病因(如神经发育迟缓、智力障碍、癫痫、行为异常或先天性畸形)而接受染色体微阵列分析(CMA)的个体。2023年6月至2026年1月期间,共有1480名个体在阿达纳市教育与研究医院的医学遗传学部门接受了染色体微阵列分析。
分子发现
在1480名接受染色体微阵列分析的个体中,241名个体(16.3%)被检测出携带致病性或可能致病性的CNVs。其中,20名个体携带1号染色体的CNVs,占CNV阳性个体的8.3%和总队列的1.4%。
在20名无关个体(10名男性、9名女性、1名胎儿)中,发现了1号染色体上的致病性或可能致病性的CNVs。其中,10个CNVs位于短臂(1p),另外10个位于
讨论
1号染色体包含许多剂量敏感基因,因此该区域的CNVs对人类发育影响尤为显著。与此复杂性一致,1号染色体的CNVs与多种表型相关,从孤立的神经发育迟缓到多系统先天性异常都有[11]。在我们的20名患者队列中,短臂(1p)和长臂(1q)上的致病性和可能致病性的CNVs导致了多样的临床表现。
结论
在这项研究中,我们评估了20名携带1号染色体CNVs的个体的临床和分子发现。所识别的CNVs与神经发育表型相关,最常见的包括全面发育迟缓、智力障碍、小头畸形、语言延迟、行为问题和癫痫。1q21.1–q21.2区域的重排最为常见,其次是主要与神经运动发育迟缓相关的1p36重复。此外,还有罕见的
作者贡献
阿伊林·于克塞尔·乌尔克尔(Aylin Yüksel ülker):撰写、数据整理、研究、概念化、方法学、验证。埃斯拉·乌斯勒(Esra Usluer):撰写、概念化、方法学。易卜拉欣·卡普兰(?brahim Kaplan):撰写、概念化、方法学。