【佳學基因檢測】楓糖尿癥基因檢測_楓糖尿病基因篩查

基因檢測導讀：

在過去的三十年里，佳學基因分了184 名具有 174 種不同支鏈 α-酮酸脫氫酶活性分子變異及基因突變的受檢者的基因檢測結果，并總結了楓糖漿尿病 (MSUD) 表型的基本臨床和生化特點。 楓糖尿癥基因檢測數(shù)據(jù)庫收集了經典型（即重度；n = 176）、中間型（n = 6）和間歇性（n = 2）MSUD 患者的治療、生存、住院、代謝控制和肝移植的數(shù)據(jù)。 總共 13,589 個氨基酸譜用于分析亮氨酸耐受性、氨基酸穩(wěn)態(tài)、估計的腦氨基酸攝取、合成代謝治療的定量反應以及肝移植后的代謝控制。 使用標準儀器來測量神經精神結果。 盡管臨床護理取得了進步，但經典的 MSUD 仍然是一種病態(tài)且可能致命的疾病。 嚴格的飲食療法可將代謝指標維持在可接受的限度內，但實施起來具有很大的困難，無法恢復血液中氨基酸之間適當?shù)臐舛汝P系，并且不能有效預防認知和精神障礙。 肝移植消除了對特殊飲食的需要，并保護患者免受危及生命的代謝危機，但與可預測的發(fā)病率相關，并且不能逆轉先前存在的神經系統(tǒng)后遺癥。 對于可以在生命早期實施的安全有效的 MSUD 疾病緩解療法，目前存在著尚未滿足的迫切需求。 MSUD 的生物化學和生理學及其對肝移植的反應為基于基因替換或編輯的新療法的設計提供了重要見解。

楓糖尿癥基因檢測關鍵詞

支鏈氨基酸； 肝移植； 楓糖漿尿??； 發(fā)病歷程。

楓糖尿病基因檢測及大數(shù)據(jù)分析

楓糖漿尿病 (MSUD) 是一種罕見的常染色體隱性遺傳疾病，會影響支鏈氨基酸 (BCAA) 的降解。 基因檢測數(shù)據(jù)庫中的記錄有限。 在佳學基因的綜合分析中，來自8個無親屬關系的中國漢族家庭的8名MSUD患者（4女4男）在6天至4個月大時被診斷出來。 通過致病基因鑒定基因解碼分析了8個MSUD家系中BCKDHA、BCDKHB、DBT和DLD基因的所有編碼區(qū)和外顯子/內含子邊界區(qū)域。 靶向NGS顯示2個家系患有MSUD Ia，5個家系患有Ib，1個家系患有MSUD II。共檢測到13個變異，其中BCKDHA基因2個變異（p.Ala216Val和p.Gly281Arg），BCKDHB 基因中發(fā)現(xiàn)10個變異（p.Gly95Ala、p.Ser171Pro、p.Phe175Leu、p.Arg183Trp、p.Lys222Thr、p.Arg285Ter、 p.Arg111Ter、p.S184Pfs*46、p.Arg170Cys、p.I160Ffs*25)，DBT 基因中的 1 個突 變 (p.Arg431Ter)。 此外，還鑒定出4個先前未被數(shù)據(jù)庫收錄的基因突變（BCKDHA基因中的p.Gly281Arg、BCKDHB基因中的p.Ser171Pro、p.Gly95Ala和p.Lys222Thr）。致病基因鑒定基因解碼采用NGS測度，輔之以桑格測序的方法對對于基因診斷來說是有效且正確的。 在這8個病例中檢出率是100%?；蚪獯a通過結構與功能關系的分析表明，新發(fā)現(xiàn)的基因突變通過影響相關蛋白的結構穩(wěn)定性，使這成為導致疾病發(fā)生的致病性變異。一方面說明了基因解碼在檢出未經數(shù)據(jù)庫收錄的新型突變的有效性，同時也說明了致病性的高效依據(jù)。
 

楓糖尿癥基因檢測序列圖譜示例

8 個家系中 BCKDHA 和 BCKDHB 基因中 4 個新變異的基因序列：BCKDHA 基因中的 c.841G>C(p.Gly281Arg) (a)、BCKDHB 基因中的 c.284G>C(p.Gly95Ala) (b)、c BCKDHB 基因(c)中的.511T>C(p.Ser171Pro)，BCKDHB 基因(d)中的c.665A>C(p.Lys222Thr)。

楓糖尿病基因檢測為什么選擇佳學基因

楓糖漿尿糖尿病是一種由線粒體支鏈α-酮酸脫氫酶（BCKDC）缺陷引起的支鏈氨基酸代謝疾病。 佳學基因通過基因解碼了解到，支鏈氨基酸積累后的認知障礙主要是由于大腦的氧化損傷。 MSUD臨床表現(xiàn)缺乏特異性，起病急驟。 通過串聯(lián)質譜法檢測濾血紙中的氨基酸水平和相關氨基酸之間的比例，可以早期篩查MSUD，為進一步診斷和治療提供重要依據(jù)。 佳學基因通過楓糖尿癥致病基因鑒定基因解碼研究中各家系的血液串聯(lián)質譜結果顯示，亮氨酸和纈氨酸均顯著升高，并伴有氨基酸比例變化，與MSUD生化結果一致。

在佳學基因的楓糖尿癥患者的基因檢測分析中，在8個家系的16個等位基因中總共鑒定出13個變異（15.4％位于BCKDHA基因，76.9％位于BCKDHB基因，7.7％位于DBT基因，DLD基因沒有變異）。 在所有中國人群的 MSUD病例統(tǒng)計中，在中國 61 名患者（包括我們研究的 8 名患者）中檢測到 81 種突變。 BCKDHA基因有26個（32.1%）基因變異，BCKDHB基因有45個（55.6%）基因變異，DBT基因有10個（12.3%）基因變異，DLD基因沒有變異。 BCKDHB基因可能是中國人群MSUD的主要變異類型。 MSUD患者的基因變異主要集中在BCKDHB基因，其次是BCKDHA和DBT基因。 佳學基因的大數(shù)據(jù)分析表明DLD基因變異占13%。 雖然不同檢測機構的數(shù)據(jù)與此不一致，但 DLD 基因變異在中國人群中可能非常罕見。 MSUD基因具有較高的等位基因異質性，除少數(shù)族群中發(fā)現(xiàn)的基因突變熱點外，例如門諾社區(qū)最常見的突變是BCKDHA基因c.1312T>A(p.Tyr393Asn)18，葡萄牙吉普賽突變 熱點 c.117delC19。 BCKDHB 基因 c.538G>C 是德系猶太人中常見的突變20，BCKDHB 基因的外顯子 5 可能是遺傳變異區(qū)域和熱點區(qū)域21,22。 其余群體中未發(fā)現(xiàn)熱點突變。 在中國人群中尚未發(fā)現(xiàn)顯著的熱點突變。 BCKDHB基因的c.331C>T和c.853C>T變異在中國患者中可能相對常見。因此，佳學基因堅持對于認知同意的患者推薦檢測三個基因的全長及其內含子、外顯子鄰接區(qū)。

4個變異為新變異，1個位于BCKDHA基因（p.Gly281Arg），3個位于BCKDHB基因（p.Gly95Ala、p.Lys222Thr、p.Ser171Pro），說明該病具有較高的等位基因異質性。 對BCKDHA、BCKDHB進行蛋白質結構預測，以便以可視化方式分析變異體。 在 BCKDHA 中，變異 pGly281Arg 存在于線圈中，并且在蛋白質結構中發(fā)現(xiàn)了最小的變化。 在BCKDHB，pGly95Ala存在于β-轉角區(qū)域，可能改變β-轉角的轉向并引起局部空間構象的變化。 蛋白質二級結構的α螺旋中存在兩個變體（p.Lys222Thr和p.Ser171Pro），因此對蛋白質功能有很大影響。 根據(jù)美國醫(yī)學遺傳學與基因組學學會（ACMG）標準和指南，這三個變體（BCKDHA的p.Gly281Arg、BCKDHB的p.Gly95Ala和p.Ser171Pro）是意義不確定的變體（PM3 + PP3 + PP4）， BCKDHB 的 p.Lys222Thr 可能是致病性的 (PM3 + PM5 + PP3 + PP4)。 通過致病基因鑒定基因解碼及生物信息分析（PolyPhen2、SIFT 和 Mutation Taster）預測所有新變異都會引起疾病。 總之，這四種新變異可能是致病變異。

MSUD 基因型和表型之間的關系需通過致病基因鑒定基因解碼進行明確。 該疾病的發(fā)病率較低，普通基因檢測機構納入的病例較少，因此很難獲得正確的基因型-表型關系。佳學基因的基因解碼分析表明，BCKDHA和BCKDHB基因變異的患者多表現(xiàn)為經典型，BCKDH活性低于2%。 DBT基因變異約占24%，大部分為硫胺素反應型6型。 患者的臨床表現(xiàn)相對較輕，包括發(fā)育遲緩和肌張力低下。 具有無意義變異的患者呈現(xiàn)出嚴重的經典表型。 BCKDHB 基因中 p.Arg111Ter 和 p.Arg285Ter 的變異會產生提前終止密碼子，其編碼的蛋白質對復合物的活性有嚴重影響。 佳學基因分享的家族 5 和家族 6 中的病例分別攜帶無義變異 p.Arg111Ter 和 p.Arg285Ter，并且它們具有經典表型。 然而，同一類型的遺傳變異也會導致不同的臨床表型。 例如，在部分病例中，在 BCKDHA 基因中，p.Glu327Lys 與中間表型相關，而在另一些病例中，相同的變異會導致患者出現(xiàn)經典表型。 在本分析病例集中，患者4在BCKDHB基因中攜帶錯義變異p.Arg183Trp并表現(xiàn)出中間表型，而具有相同變異的患者在之前的報告中表現(xiàn)出經典表型。 因此，無法簡單地在 MSUD 患者中建立任何基因型-表型相關性。 佳學基因的病例一半是經典表型，一半是中間表型。 大多數(shù)具有中間表型的患者存在 BCKDHB 基因變異。 所有這三個基因都與經典表型有關。 大多數(shù)攜帶DBT基因變異的中國患者被診斷為經典型，而在挪威攜帶DBT基因變異的患者被診斷為間歇性表型。 所有具有經典表型的患者的臨床結果最差。

MSUD是一種致命性致殘性遺傳代謝性疾病，治療難度大，預后差。 未經治療的經典型兒童大多在出生后不久就死亡。 治療原則是消除誘因，減輕血亮氨酸的毒性作用，糾正急性代謝紊亂，維持血漿支鏈氨基酸在理想范圍，高效良好的營養(yǎng)和生長發(fā)育。 MSUD治療主要包括急性期管理、飲食管理和維生素B1治療。 近年來，肝移植治療MSUD已有臨床病例。 但肝源短缺、費用高、術后需長期服用免疫抑制劑等都是該治療的缺點。 目前，該病的最佳預防策略是在婚前通過基因檢測，進行基因阻合匹配，通過產前診斷避免患病兒童的出生。 當臨床懷疑 MUSD 時，基于捕獲的高通量測序以及隨后的桑格測序確承認以有效地正確檢測致病基因中的基因突變。

總之，佳學基因在此介紹了 8 名 MSUD 患者的臨床特征和 16 種變異，并探討了基因型與表型的關系。 通過應用基于致病基因鑒定基因解碼結合目標基因捕獲測序的高通量測序技術，鑒定出BCKDHA和BCKDHB基因的4個致病變異，這是數(shù)據(jù)庫中未曾收錄的突變類型。 新突變類型的分享將有助于更好地理解迄今為止確定的 MSUD 變異譜及基因解碼分析法對于增加檢出率的重要性。 NGS結合桑格測序可以有效檢測致病基因中的基因變異，為臨床醫(yī)生鑒別診斷、藥物治療、后續(xù)遺傳咨詢和產前診斷提供依據(jù)。

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