《Clinical Dysmorphology》：A case with a de novo chromosome 8.9?Mb 11pter duplication and 6.4?Mb 11qter deletion derived from a father with a normal karyotype
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本综述首次报道一例de novo11p15.4p15.5区段8.9 Mb重复合并11q24.3q25区段6.4 Mb缺失的罕见病例，通过全外显子测序（WES）、单核苷酸多态性微阵列（SNPs CMA）和荧光原位杂交（FISH）技术，揭示其与严重新生儿脑病、一过性血小板减少及贝威二氏综合征（BWS）/雅各布森综合征重叠表型的关联，为染色体非等位同源重组（NAHR）机制提供新证据。
Abstract
本研究旨在探究一名新生儿在经历广泛神经学和生化检测及核型分析后仍未明确病因的显著肌张力减退、新生儿脑病、轻度贫血和血小板减少以及非特异性面部畸形的病因。通过对患者及其父母进行全外显子测序（WES）、单核苷酸多态性染色体微阵列（SNPs CMA）和荧光原位杂交（FISH）分析，WES未显示候选基因/诊断。Trio-CMA和FISH证实患儿存在de novo11p15.4p15.5区8.9 Mb重复和11q24.3q25区6.4 Mb缺失，基于SNPs分析，重复的11p片段来源于父本。长期随访显示，脑病逐渐改善，血小板减少症缓解，面部浮肿持续存在，发育迟缓仍存在。本患者是首例de novo11p重复伴11q缺失并伴有严重新生儿脑病的病例。这种de novo染色体重排可能仍是由于父本减数分裂期间11p和11q末端的低拷贝重复序列（LCRs）触发的非等位同源重组（NAHR）所致，尽管LCR密度较低。或者，它可能代表一个随机事件，因为它不涉及在LCRs密集区域通常观察到的反复缺失/重复。
Introduction
雅各布森综合征由11q末端缺失引起，通常表现为产前和产后生长迟缓、面部畸形、血小板减少和精神运动迟缓。雅各布森综合征的偶见发现包括轻度新生儿肌张力减退以及心脏、肾脏、胃肠道、生殖器和中枢神经系统畸形。雅各布森综合征中的11q缺失在细胞遗传学上可见，缺失大小范围在7到20 Mb之间。贝威二氏综合征（BWS）是一种产前发病的过度生长综合征，在儿童早期具有高胚胎性肿瘤风险。BWS的遗传缺陷复杂，包括母源染色体11p15.5的异常甲基化、11p15.5的父源单亲二体、母源CDKN1C致病性变异，以及涉及印记区域的父源11p重复。BWS的常见表现包括新生儿低血糖、巨体、巨舌、内脏肥大、半侧肥大和前腹壁缺陷，尤其是脐膨出。除非存在脑异常或严重低血糖，BWS的认知和神经行为发育通常正常。具有BWS表型的雅各布森综合征于1983年首次描述；此后仅有少数报道，所有病例均被发现从具有11号染色体臂间倒位的父亲那里遗传了11p重复和11q缺失。新生儿脑病从未在这种复杂疾病中被定义。在此，我们报道一例de novo11p重复与11q缺失共存的患者，该患者最初表现为严重的新生儿脑病。
Methods
Patient
一名患有肌张力减退和明显嗜睡的男性新生儿接受了广泛检查，包括脑电图（EEG）、神经影像学、代谢分析和核型分析（46,XY, 350–400带），结果均为阴性；随后对其进行复查并进行全面遗传学检测。在获得拉玛提博迪医院人类研究伦理委员会（COA. MURA2023/687）批准方案后，获得父母的书面知情同意，并遵守1964年赫尔辛基宣言及其后续修正案。同时获得出版同意。
Whole exome sequencing
使用Purgene DNA提取试剂盒从外周血白细胞中提取DNA。患者的全外显子测序（WES）在Macrogen（韩国首尔）的Illumina Hiseq4000测序仪上完成，然后检查外显子数据质量，并根据人类表型本体论术语使用临床表型分析WES：脑病（HP:0001298, 331个基因）、嗜睡（HP:0001254, 225个基因）、巨体（HP:0001520, 52个基因）、小眼畸形（HP:0000568, 285个基因），遵循既定方案。
Chromosomal microarray analysis
使用Infinium CytoSNP-850Kv1.2进行单核苷酸多态性（SNP）微阵列分析，该Beadchip包含850K个标记，然后使用BlueFuse Multi 4.5进行分析。所有基因组坐标基于基因组参考联盟人类构建38（GRCh38/hg38）。分析重点在于识别潜在致病性基因组不平衡区域，最小截断值为缺失100 kb，重复200 kb，以及大于10 Mb的单个或多个长连续纯合性片段。
Fluorescence in-situ hybridization analysis
使用外周血淋巴细胞对患者及其父母进行更高分辨率（400–550带）的重复核型分析，遵循标准方案。使用以下四种探针在患者和父母的中期染色体上进行FISH分析：来自CytoTest Inc.（美国马里兰州）的11p15.5（D11S2071）和11q25（D11S1037）亚端粒探针、11号染色体着丝粒探针（CCP11）和WT1基因探针（11p13），然后在荧光显微镜下使用Isis version 5.5软件（德国MetaSystems）观察。
Results
Neonatal presentations
患者为男性婴儿，G1P0A0母亲因持续早产且保胎药无效于孕32周分娩。Apgar评分在1分钟和5分钟时分别为3分和9分。患者生长参数包括体重2500克（第90–97百分位）、身长44厘米（第50–90百分位）和头围31厘米（第50–90百分位）。母亲和父亲年龄分别为25岁和26岁，均健康，父母家族史无特殊。患者出生后不久出现呼吸急促，诊断为短暂性呼吸窘迫，需要无创正压通气支持数天。此外，患者表现为肌张力减退和嗜睡。检查显示轻度贫血（血红蛋白：12.8 mg/dl，血细胞比容：40.0%）、血小板减少症（血小板计数51,000/立方毫米）和轻度低血糖（血糖40 mg/dl）。出生后第3天脑脊液（CSF）检查显示葡萄糖水平检测不到（血糖104 mg/dl），白细胞4个单核细胞，红细胞2300，怀疑败血症和脑膜炎/脑膜脑炎。血、尿和CSF培养以及病毒研究（包括疱疹PCR）均为阴性。患者接受了14天的经验性抗生素治疗；然而，患者的脑病仍然存在。血小板减少在出生后前4周波动在68,000–91,000/立方毫米，随后自发缓解，接近正常范围125,000–150,000/立方毫米。脑电图显示爆发-抑制模式，促使进行先天性代谢性疾病检查，结果显示电解质、血氨、CSF和血乳酸水平、酰基肉碱谱、血浆氨基酸谱、CSF甘氨酸水平（出生后第15天）和尿液有机酸分析均正常。所有这些结果排除了中枢神经系统感染和许多先天性代谢性疾病，包括非酮症性高甘氨酸血症。1个月时的脑超声和脑MRI证实双侧I级脑室出血，但这无法解释患者的严重嗜睡症状。患者表现出轻微的畸形特征，包括面部浮肿伴眶周水肿、眼距过宽、鼻梁扁平、耳朵发育不良、不完全掌横褶痕和披肩样阴囊伴双侧睾丸未降。眼科检查提示疑似小角膜和小眼球（表型小但结构正常的眼睛）。腹部超声显示轻度肾肿大。患者于出生后第49天出院回家，因吸吮力差而需经口胃管喂养，存在持续嗜睡但呼吸自主且稳定。
Genetic findings
单例WES分析未产生任何可以解释患者表型的候选变异。SNP微阵列显示11p15.5p15.4存在8.9 Mb末端重复[chr11: 264,391–9,124,260 (hg38)]，11q24.3q25存在6.4 Mb末端缺失[chr11: 128,713,049–135,064,169 (hg38)]。重复片段涉及11p15上的两个印记中心域，IC1（H19和IGF2基因）和IC2（KCNQ1和CDKN1C基因）。缺失片段包括FLI1基因的部分缺失，以及KCNJ1、KCNJ5、RICS（ARHGAP32）、NFRKB、OPCML、JAM3和NCAPD3等雅各布森综合征关键基因的完全缺失。在通过染色体微阵列分析（CMA）鉴定染色体重排后，进行了更高分辨率（400–550带水平）的核型分析，结果显示患者存在一条衍生11号染色体，由11号染色体之间的易位导致，断裂点位于11p15.4带和11q24.2带，父母核型正常。患者的FISH研究证实一条11号染色体的两端均有11p15.5（D11S2071）亚端粒信号，并且远端11q缺少11q25（D11S1037）亚端粒信号。父母均被发现具有正常核型（400–550带水平）和正常的FISH研究结果。这些结果证实本病例代表de novo11p重复伴11q缺失，或46,XY,der(11)t(11;11)(p15.4;q24.2) dn。为了验证患者衍生11号染色体的亲本来源，进行了Trio-SNP微阵列分析，表明重复的11p15.5片段可能来源于父本11号染色体。
Clinical follow-up and patient outcomes
出院后，患者的临床脑病随年龄自发缓慢改善，在8个月龄（矫正月龄6个月）时接近正常。在出生后的前4年，患者的生长参数在体重和身高上均观察到在+2SD至+4SD之间。他的面部特征仍显示整体浮肿，包括眶周区域、下斜的眼裂和下垂的上唇。精神运动发育在所有方面均延迟。患者能在1岁时独坐，2岁时独立行走。他的接受性语言优于表达性语言；他在3岁时开始说出可理解的句子。患者有近视（视力：左眼+5.00，右眼+3.50）并伴有明显的内斜视。按照BWS的建议，每4-6个月进行一次腹部超声检查以监测胚胎性肿瘤，仅显示稳定的轻度肾肿大。1月龄后及年度检查中，患者的血小板计数一直保持在正常范围内。未检测血小板功能，患者从未表现出临床出血倾向。总体而言，患者身体健康，无间发病。
值得注意的是，这对夫妇后续妊娠的产前诊断基于核型分析、FISH分析和CMA，显示为46,XY正常核型。妊娠结局为一正常健康男婴。
Discussion
我们描述了首例de novo并发远端11p重复和11q缺失（或11pdup-11qdel）的新生儿病例，其具有复杂表现，包括严重的新生儿肌张力减退和伴有爆发-抑制EEG模式的脑病、非特异性面部畸形和一过性血小板减少。早发和长期的脑病，以及11pdup-11qdel的de novo发生，扩展了11pdup-11qdel的表型谱和遗传机制。BWS基因座位于末端11p15，较小（约1 Mb），而本患者的重复跨越8.9 Mb，包含约150个OMIM基因，其中19个是已知的显性致病基因。因此，本病例并不简单地代表“BWS的重复”，而是11p的大片段重复。相反，本病例中的雅各布森综合征缺失（6.4 Mb）小于典型的雅各布森综合征缺失（7–10 Mb）。基于文献回顾，我们仅发现六例11pdup-11qdel共存的病例报告；所有六例报告的患者均是父亲11号染色体臂间倒位的结果，仅三例病例在细胞遗传学上可见。连同本患者，共有五名男性和两名女性。大多数患者（71%，5/7）有早产和巨体史，43%（3/7）有巨舌和腹壁缺陷。在出生时巨体的患者中，80%（4/5）持续存在产后过度生长。除一例外，所有患者均有肌张力减退。本病例中的新生儿严重脑病可能是由于大的染色体不平衡所致；然而，在具有大细胞遗传学不平衡的其他病例中未观察到这种表型。BWS的面部特征，如火焰状痣、深耳褶和明显巨舌，仅在一名患者中被注意到。雅各布森综合征的面部独特表型，即三角头、上睑下垂和上唇嘴角下垂，在一名患者中被识别。其余患者发现非特异性面部畸形特征，包括眼距过宽、下斜的眼裂、畸形/低位耳和扁平鼻梁。先天性心脏缺陷和肾脏-泌尿系统-膀胱异常各存在于43%（3/7）的患者中；轻度结构性脑异常和幽门狭窄在28%（2/7）中被检测到。所有男性均有隐睾症。血小板减少症是雅各布森综合征的一个特征性表现，在71%（5/7）的病例中被注意到。精神运动延迟和/或智力残疾在所有患者中均有报道，严重程度不一。这种复杂染色体异常中早产和隐睾症高发的原因尚不清楚；然而，我们推测早产可能与婴儿体型较大有关，而隐睾症可能反映了早产。雅各布森综合征的新生儿血小板减少症通常与FLI1基因缺失有关，并且是暂时性的发现，但部分患者的血小板功能障碍可能持续终生。FLI1基因在本患者中也缺失，因此解释了血小板减少症。值得注意的是，雅各布森综合征心脏缺陷的候选基因ETS1在本患者中保留，该患者无心臟异常。在父本臂间倒位的情况下，子代中的11pdup-11qdel仅仅是同源染色体之间交叉的结果，导致不平衡配子。然而，标准核型通常不够敏感，无法检测患者和父母的倒位；因此，微阵列和FISH分析是更可取的检测方法。关于本病例中的de novo11pdup-11qdel，这种de novo染色体重排可能仍是由于父本减数分裂期间11p和11q末端的低拷贝重复序列（LCRs）触发的非等位同源重组（NAHR）所致，尽管LCR密度较低。或者，它可能代表一个随机事件，因为它不涉及在LCRs密集区域（如22q11缺失）通常观察到的反复缺失/重复。LCRs是重复DNA片段，通常大小超过1 kb（10–300）且序列相似性超过90%，它们约占整个人类基因组的5%，因此在de novo染色体不平衡重排的形成中起关键作用。在减数分裂期间，LCRs可能错配并发生交叉，导致NAHR之间的染色体重排。畸变片段越大，NAHR作为潜在机制的可能性越小，而涉及片段相对较小（亚显微）时，NAHR更可能是de novo染色体重排的原因。先前研究表明，导致de novop重复伴q缺失或q重复伴p缺失重排染色体（常染色体1–22和X）的遗传机制与高龄父母无关，并且可能没有亲本来源偏倚。尽管本研究数据支持de novo11pdup-11qdel，但我们不能完全排除低于20%的低水平嵌合体的可能性，这是由于检测（CMA）的局限性，以及父本臂间倒位的性腺嵌合体；患者兄弟的正常核型并不反对de novo的假设。
Conclusion
本病例首次证明了de novo11pdup-11qdel的存在，并提出NAHR可能发生在父本减数分裂期间，以及严重的肌张力减退和脑病作为这种罕见染色体疾病的扩展表型。11p15.5的父本重复主导生长表型，导致产前和产后过度生长。相反，11q末端的缺失导致精神运动延迟，重复和缺失的共同作用是导致这种复杂染色体异常患者出现非特异性面部畸形的原因。
