《Diagnostics》:ADNP-Related Neurodevelopmental Disorder: The First Turkish Case Series with Novel Variants and Reduced Intrafamilial Penetrance
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背景/目的:Helsmoortel–Van der Aa综合征(HVDAS),又称ADNP综合征,是一种以认知缺陷、面容异常和多系统受累为特征的神经发育障碍。该病通常为新发突变所致,但具有可变外显率的家族性病例极为罕见。迄今为止,土耳其尚无相关病例报道。本研究
背景/目的:Helsmoortel–Van der Aa综合征(HVDAS),又称ADNP综合征,是一种以认知缺陷、面容异常和多系统受累为特征的神经发育障碍。该病通常为新发突变所致,但具有可变外显率的家族性病例极为罕见。迄今为止,土耳其尚无相关病例报道。本研究旨在定义首个土耳其病例系列,并为具有可变外显率/表现度的家族性遗传提供有力证据。方法:研究人员对来自四个无关家系的六名土耳其受试者进行了临床和分子评估,这些受试者表现出不同程度的临床特征,如发育迟缓、智力障碍或自闭症谱系障碍。研究人员进行了下一代临床外显子组测序,随后通过Sanger测序进行变异验证和父母分离分析。结果:在整个队列中鉴定出四种不同的杂合截短/移码变异(其中三种为新变异),所有变异均属于CpG低甲基化表观遗传组。值得注意的是,一个家系集群(三名个体)共享c.2815_2816del p.(Ile939Serfs*4)变异。在该家系内,观察到显著的家系内变异性和降低的外显率:2.5岁的先证者表现出伴有癫痫和脑部异常的重度表型,其17岁的姐姐表现出极为轻微的表型,而他们47岁的父亲几乎完全无症状。此外,研究人员在两名无血缘关系的先证者中发现脐带脱落延迟并继发感染这一新的临床发现。结论:本研究报道了土耳其首个ADNP综合征病例系列,以新变异扩展了该病的全球突变谱。研究结果提供了家族性传递伴降低外显率的强有力证据,强调了基于家系的遗传咨询和父母检测的必要性,即使对看似无症状的个体也应进行检测。
ADNP相关神经发育障碍的遗传异质性与临床变异:首个土耳其病例系列解读
一、研究背景与目的
Helsmoortel–Van der Aa综合征(HVDAS),即ADNP综合征(MIM #615873/MIM *611386),是一种以神经发育(认知和行为)谱系异常、颅面/畸形特征以及涉及胃肠、心脏、免疫和骨骼系统的神经系统外表现为特征的疾病。自2014年首次描述以来,ADNP已成为自闭症谱系障碍和发育迟缓队列中突变率最高的单基因之一。ADNP编码一种转录因子和染色质调节因子,在神经元发育、突触形成和神经保护中发挥关键作用。既往报道的致病性变异大多为新发截短突变,尤其聚集在蛋白C末端区域,支持单倍剂量不足相关疾病机制,但近期也有错义变异的报道。随着下一代测序技术的广泛应用,ADNP相关疾病的分子和临床异质性比最初认识更为广泛。目前文献中最大规模的研究由Van Dijck等人报道,共描述78例患者;近期一项系统评价汇总了34篇出版物中的105例病例。尽管ADNP相关疾病已在不同人群中有报道,但土耳其迄今没有病例描述,留下了显著的地理和种族空白。此外,虽然该病通常被认为遵循新发显性遗传模式,但极罕见的家族性传递以及可变表现度和降低外显率的实例已有报道,尤其在C末端区域,这对疾病机制和遗传咨询提出了重要问题。本研究旨在报道六例经基因确诊的土耳其ADNP相关神经发育障碍患者,其中三个变异为新变异,且无一对应既往报道的复发热点。特别地,研究人员描述了一个不寻常的家系:两名受累同胞(一名青春期女孩和一名2岁男孩)从其父亲处遗传了相同的ADNP变异,而父亲除肥胖外临床未受明显影响,为降低外显率和家系内变异提供了有力证据。
二、研究方法概述
本研究纳入六名诊断为ADNP相关神经发育障碍的个体。患者因发育迟缓、智力障碍、自闭症谱系障碍和/或综合征特征被转诊进行遗传评估。其中两名患者来自同一家系且为同胞,在检测到共享ADNP变异后其父亲也接受了评估。所有参与者或其法定监护人均签署了书面知情同意。研究遵循《赫尔辛基宣言》并获得当地伦理委员会批准(土耳其安卡拉Etlik城市医院伦理委员会,批准号:AE?H-BADEK1-2026-109)。研究人员从外周血白细胞中提取基因组DNA,使用靶向外显子捕获试剂盒(Clinical Exome Solution By Sophia Genetics kit,含线粒体DNA测序)在NovaSeq平台(Illumina,美国加利福尼亚州圣迭戈)上进行临床外显子组测序(CES)。平均测序深度为108×,97.8%靶区域覆盖≥20×,ADNP编码区和外显子-内含子边界覆盖≥20×的比例为99.1%。对于NGS中读取数<20×的潜在致病变异,在报告前用Sanger测序验证;同时进行Sanger测序用于家系分离分析和父母共分离验证(ABI 3500xl Genetic Analyzer,Applied Biosystems,美国加利福尼亚州福斯特城)。变异优先级筛选聚焦于群体数据库中低频变异(次要等位基因频率<1%),并根据预测功能影响、遗传模式和与患者临床表型的一致性对ADNP变异进行详细评估。变异致病性依据美国医学遗传学与基因组学学会(ACMG)标准分类。新变异定义为分析时在ClinVar、HGMD或gnomAD中未报道的变异。位于c.2000(p.667)至c.2340(p.780)编码区内的变异归类为II类(epi-ADNP-2谱,CpG高甲基化特征),该区间之外的变异归类为I类(epi-ADNP-1谱,CpG低甲基化特征)。研究人员还使用AlphaFold(模型标识:AF-Q9H2P0-F1-model_v6)生成人ADNP蛋白三维结构模型,并使用IBS 2.0绘制从N端到C端的二维线性结构示意图。
三、主要研究结果
3.1 患者1:一名13.5岁女性,11岁时确诊,表现为严重肥胖和巨颅。神经发育评估显示显著运动迟缓和严重语言迟缓,无句子形成,词汇量有限。畸形特征包括前发际线低、眼距过宽、鼻梁塌陷、短鼻、眉毛稀疏、内眦赘皮、睑裂狭窄、耳垂外翻、长人中、上唇薄。骨骼表现包括短指(趾)畸形、扁平足和短颈。有继发孔型房间隔缺损需手术关闭病史。其他表现包括肝肿大、肝脂肪变性、代谢综合征以及手部刻板动作和自伤行为等行为异常。脑成像显示非特异性弥散异常。值得注意的是,她存在脐带脱落延迟并继发感染。基因分析鉴定出ADNP基因杂合移码变异c.2491_2494del;p.Leu831Ilefs*82。
3.2 患者2:一名4岁男性,2岁时确诊,表现为运动迟缓和严重语言迟缓,无有意义的词语。早期神经影像显示轻度脑室扩大,随时间正常化;后期影像显示髓鞘化延迟和后部白质异常。除畸形特征外还伴有生殖器异常(小阴茎和阴囊发育不全)。心脏评估发现二叶式主动脉瓣和卵圆孔未闭。有反复感染、双侧腹股沟疝和隐睾需睾丸固定术。行为特征包括无语言和语言迟缓家族史。还表现早期出牙和脐带脱落延迟伴脐炎需住院治疗,婴儿期并发心脏骤停。基因检测发现ADNP基因杂合截短移码变异c.104_105del;p.Ile35Argfs*4,预测经历无义介导的mRNA降解(NMD)。
3.3 患者3:一名5岁男性,晚期早产出生,表现为全面发育迟缓和中度智力障碍。运动里程碑延迟,表达性语言限于短句。畸形特征包括面部扁平、连眉、下斜睑裂、低位耳、长人中和牙间隙增宽。其他表现包括膝外翻、骶骨小凹和肥胖。心脏评估显示室间隔肥厚。行为特征包括多动、注意力缺陷、口欲行为、自伤和有限象征性游戏。眼科评估发现重度远视和斜视。基因分析鉴定出ADNP基因杂合无义变异c.1216C>T;p.Gln406*,位于外显子6,预测不经历无义介导的mRNA降解。
3.4 患者4-5-6(家系):该家系包括三名携带相同ADNP基因杂合移码变异c.2815_2816del;p.Ile939Serfs*4的个体,变异位于末端外显子,预测不经历NMD,显示清晰的家族分离。先证者(P#4)为2.5岁男性,表现为全面发育迟缓、肌张力低下、严重癫痫、显著小头畸形和面部畸形。脑MRI显示脑室周围白质软化、脑室扩大、胼胝体变薄和海马萎缩。有严重围产期缺氧(HIE 3期)史,需长期新生儿重症监护。其他发现包括先天性心脏缺陷、泌尿生殖系统异常和可能自闭症特征。相比之下,P#5为17岁女性,表型明显轻微,无神经发育迟缓、主要器官异常或明显面部畸形。其病史包括羊水过少和早期出牙。虽然出生困难但无并发症,Apgar评分正常,经前囟颅脑超声未见异常。婴儿期无中枢神经系统体征或神经发育迟缓。青春期因面瘫发作行头颅MRI报告正常。P#6为47岁男性,是P#4和P#5的父亲,几乎无症状,无神经发育障碍或可识别畸形特征。除肥胖外,临床评估基本无异常。有趣的是,未携带该变异的哥哥也有早期出牙史。
四、讨论与结论总结
讨论部分强调,本研究报道的土耳其首个ADNP相关神经发育障碍病例系列扩展了该病的遗传和表型谱。所有变异均为杂合且预测导致ADNP蛋白提前截短,与已确立的功能缺失疾病机制一致。值得注意的是,没有变异代表复发热点突变,三个为新变异,进一步支持ADNP相关疾病的等位基因异质性。队列中显著的家系内变异从严重神经发育障碍伴癫痫和结构性脑异常到几乎无症状个体,凸显了ADNP变异相关的广泛表现度。家族性病例(P#4-5-6)携带相同截短变异,但临床严重程度截然不同,支持可变表现度和降低外显率的概念。研究提示,单独存在截短ADNP变异可能不足以决定临床严重程度,修饰基因、表观遗传调控、嵌合体或环境因素可能在表型表达中发挥作用,这对变异解释和遗传咨询具有重要意义。此外,研究人员在两名无血缘关系患者中发现脐带脱落延长并继发感染,这是既往文献未记录的新临床发现。关于NMD预测,除c.104_105del(p.Ile35Argfs*4)外,所有截短变异均位于经典NMD边界之外,预测逃脱NMD。NMD逃脱不一定意味着保留正常ADNP功能,这些变异可能产生改变稳定性、定位、蛋白-蛋白相互作用或转录活性的截短蛋白。相同NMD逃脱变异在同一家系中导致截然不同的临床表现,表明NMD状态本身不足以预测表型严重程度。所有变异均属于CpG低甲基化表观遗传组(epi-ADNP-1),且无一位于ADNP蛋白的已知功能结构域内,但提前截短导致下游关键功能结构域大量丢失。从基因型-表型关系看,未观察到变异位置与临床严重程度之间的清晰相关性。结论部分总结,ADNP相关神经发育障碍是一种遗传异质性疾病,具有不完全外显率和高度可变表现度,即使在同一家系携带相同变异的个体间也是如此。识别无症状或轻度受累个体中的遗传性ADNP变异强调了对致病变异解释需谨慎,并突出了基于家系的遗传评估的重要性。未来结合功能检测和更广泛基因组背景的研究对于阐明ADNP相关疾病表型变异的机制至关重要。本文发表在《Diagnostics》。