在基因组测序阴性病例中发现的ReNU综合征中的反复出现的RNU4-2 n.64_65insT变异体

《Brain and Development》：Recurrent RNU4-2 n.64_65insT variant in ReNU syndrome identified in exome-negative cases

　　

平出拓也|清水健二|林泰树|山本香织|浅野美希|远藤雄作|平野耕一|岩岛悟|宫本幸子|正永洋平|福田时子|小方勉|西津宏人

日本滨松市滨松医科大学儿科

摘要

引言

ReNU综合征是一种神经发育障碍，由编码U4小核RNA的非编码基因RNU4-2的致病变异引起。作为主要剪接体的关键组成部分，U4 snRNA对pre-mRNA的剪接至关重要；然而，传统外显子测序往往无法检测到RNU4-2的变异，导致许多患者无法得到诊断。

方法

为评估RNU4-2变异的流行率及其临床影响，我们对95名通过传统外显子测序未能找到致病变异的神经发育障碍患者进行了全基因组测序。

结果

我们在5名患者中发现了重复出现的RNU4-2变异（NR_003137.3:n.64_65insT），占患者的5.3%，本文介绍了其中4名患者的具体情况。所有变异均为新发变异。这些患者表现出严重的智力障碍、发育迟缓、小头畸形、身材矮小，以及脑部MRI异常表现，如脑室扩大和胼胝体变薄。此外，他们的面部特征也存在明显特点，包括上唇上翘、 Cupid's bow过于明显、下唇外翻以及水平方向的鼻唇沟。暂时性肢体水肿和肋骨发育不良也可能属于该疾病的表型表现。位于U4 snRNA功能性T环区域的n.64_65insT变异似乎比其他RNU4-2变异会导致更严重的认知功能障碍。

结论

我们的研究结果表明，RNU4-2是传统外显子测序阴性病例中神经发育障碍的重要病因，同时进一步明确了ReNU综合征的表型谱。识别出这种特有的面部特征可作为重要的临床线索，有助于针对这一常被忽视的疾病进行精准的基因检测。

引言

RNU4-2（RNA，U4小核2）编码U4小核RNA，这是负责pre-mRNA剪接的主要剪接体的核心成分。剪接体由五种小核核糖核蛋白颗粒组成——U1、U2、U4、U5和U6，它们会动态组装以催化内含子的去除。U4 snRNA与U6 snRNA形成广泛的碱基配对，与U5 snRNP以及30多种相关蛋白质一起构成U4/U6·U5三snRNP。这一复合物会形成预催化的B复合物，随后通过RNA–RNA和RNA–蛋白质的重排，使U4 snRNP释放出来，从而激活具有催化功能的剪接体[1]。RNU4-2在人类大脑中表达量很高[2]、[3]。最近研究发现，RNU4-2的致病变异是导致ReNU综合征这类神经发育障碍的病因之一（OMIM编号：620851）[2]、[3]。大多数报道的病例涉及T环或Stem III区域的杂合变异，不过也有研究发现了影响RNU4-2其他区域的双等位基因变异[4]、[5]。据估计，RNU4-2变异可能占所有神经发育障碍病例的0.4%，全球可能有多千人受其影响[2]、[3]。但由于RNU4-2是个非编码基因，其变异无法通过传统外显子测序或大多数靶向基因检测技术被发现。因此，除非进行全基因组测序或靶向分析，否则这些患者可能一直无法得到诊断。鉴于RNU4-2变异可能在未确诊的神经发育障碍中起作用，有必要进一步研究其临床特征以及基因型与表型之间的关联。在本研究中，我们报告了4名因重复出现的RNU4-2变异而患有严重神经发育障碍的患者，这些变异是通过针对传统外显子测序阴性病例的全基因组测序发现的，同时我们将这些患者的临床特征与以往报道的病例进行了比较。

章节摘录

研究对象

我们纳入了4名无亲缘关系的日本患者。

伦理合规性

本研究已获得滨松医科大学伦理委员会的批准（批准号分别为16–076和20–207），并在获得患者家属的书面知情同意后，按照《赫尔辛基宣言》的要求开展。我们也获得了患者家属的许可，可以公开这些患者的可识别图像。

方法

我们从患者及其家属身上提取了基因组DNA。我们对95名通过传统外显子测序未能找到致病变异的神经发育障碍患者进行了全基因组测序。基因组测序文库是用MGI公司的MGIEasy PCR-free DNA Library Prep试剂盒制备的。测序工作是在DNBSEQ-G400设备上以双端模式（2×150 bp）完成的。测序得到的读段使用Clara Parabricks v4.3.1-1 fq2bam软件（NVIDIA公司，加利福尼亚州圣克拉拉市）与GRCh38参考基因组进行比对，随后通过相应工具进行变异检测。

结果

我们在全基因组测序数据中搜索了RNU4-2变异，结果在5名患者中发现了重复出现的该变异（NC_000012.12:g.120291839_120291840insA，NR_003137.3:n.64_65insT）。在T环、Stem III区域或其他基因位置均未发现其他潜在的RNU4-2变异。其中1例患者的情况此前已在另一项研究中被报道过[8]。通过Sanger测序确认，这些变异均为新发变异（见图1）。该变异并未出现在任何公共数据库中。

讨论

在本研究中，我们描述了4名通过针对传统外显子测序阴性神经发育障碍病例的全基因组测序，而发现携带重复出现RNU4-2变异（n.64_65insT）的患者。这4名患者都存在一些可识别的面部和全身特征，其中一些特征在所有患者中都非常相似（见表1、表2）。在我们研究的群体中，最常见且最容易辨认的特征是嘴唇和鼻唇沟的形态，包括上唇上翘（4/4）、Cupid's bow过于明显（3/4）以及下唇外翻。

作者贡献

H.S.参与了这项研究的构思与设计。平出拓也、清水健二、林泰树、山本香织、浅野美希、远藤雄作、平野耕一、岩岛悟、宫本幸子、福田时子、小方勉和H.S.共同参与了数据的收集与分析工作。平出拓也、清水健二和H.S.负责撰写文章文本并制作图表。所有作者都阅读并通过了最终稿件。

利益冲突声明

作者声明，他们不存在任何可能影响本研究结果的已知财务利益或个人关系。

致谢

我们要感谢参与本研究的各位患者家属。本研究得到了日本医疗研究开发机构（AMED）的资助（编号为26ek0109760，资助对象为T.O.；编号为JP23ek0109674和JP23ek0109637，资助对象为H.S.），日本学术振兴会的科学研究费补助金（B类）（编号为JP23H02875和JP23K27566，资助对象为H.S.），以及日本学术振兴会的早期职业科学家资助项目（编号为26 K19059，资助对象为T.H.；编号为24 K188790，资助对象为S.M.）和武田科学公司的支持。