【佳學(xué)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(dǎo)讀：

在過去的三十年里，佳學(xué)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(jié)果，并總結(jié)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(jīng)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(yīng)以及肝移植后的代謝控制。 使用標(biāo)準(zhǔn)儀器來測量神經(jīng)精神結(jié)果。 盡管臨床護(hù)理取得了進(jìn)步，但經(jīng)典的 MSUD 仍然是一種病態(tài)且可能致命的疾病。 嚴(yán)格的飲食療法可將代謝指標(biāo)維持在可接受的限度內(nèi)，但實施起來具有很大的困難，無法恢復(fù)血液中氨基酸之間適當(dāng)?shù)臐舛汝P(guān)系，并且不能有效預(yù)防認(rèn)知和精神障礙。 肝移植消除了對特殊飲食的需要，并保護(hù)患者免受危及生命的代謝危機，但與可預(yù)測的發(fā)病率相關(guān)，并且不能逆轉(zhuǎn)先前存在的神經(jīng)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(xué)和生理學(xué)及其對肝移植的反應(yīng)為基于基因替換或編輯的新療法的設(shè)計提供了重要見解。

楓糖尿癥基因檢測關(guān)鍵詞

支鏈氨基酸； 肝移植； 楓糖漿尿病； 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(xué)基因的綜合分析中，來自8個無親屬關(guān)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(nèi)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(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的分析表明，新發(fā)現(xiàn)的基因突變通過影響相關(guān)蛋白的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，使這成為導(dǎo)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(jīng)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(xué)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(xué)基因通過基因解碼了解到，支鏈氨基酸積累后的認(rèn)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(zhì)譜法檢測濾血紙中的氨基酸水平和相關(guān)氨基酸之間的比例，可以早期篩查MSUD，為進(jìn)一步診斷和治療提供重要依據(jù)。 佳學(xué)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(zhì)譜結(jié)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(jié)果一致。

在佳學(xué)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(xué)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(gòu)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(zhì)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(xué)基因堅持對于認(rèn)知同意的患者推薦檢測三個基因的全長及其內(nèi)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(zhì)性。 對BCKDHA、BCKDHB進(jìn)行蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)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(zhì)結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)了最小的變化。 在BCKDHB，pGly95Ala存在于β-轉(zhuǎn)角區(qū)域，可能改變β-轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)向并引起局部空間構(gòu)象的變化。 蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的α螺旋中存在兩個變體（p.Lys222Thr和p.Ser171Pro），因此對蛋白質(zhì)功能有很大影響。 根據(jù)美國醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)學(xué)會（ACMG）標(biāo)準(zhǔn)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(yù)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(guān)系需通過致病基因鑒定基因解碼進(jìn)行明確。 該疾病的發(fā)病率較低，普通基因檢測機構(gòu)納入的病例較少，因此很難獲得正確的基因型-表型關(guān)系。佳學(xué)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(jīng)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(yīng)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(yán)重的經(jīng)典表型。 BCKDHB 基因中 p.Arg111Ter 和 p.Arg285Ter 的變異會產(chǎn)生提前終止密碼子，其編碼的蛋白質(zhì)對復(fù)合物的活性有嚴(yán)重影響。 佳學(xué)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(jīng)典表型。 然而，同一類型的遺傳變異也會導(dǎo)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(guān)，而在另一些病例中，相同的變異會導(dǎo)致患者出現(xiàn)經(jīng)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(jīng)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(guān)性。 佳學(xué)基因的病例一半是經(jīng)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(jīng)典表型有關(guān)。 大多數(shù)攜帶DBT基因變異的中國患者被診斷為經(jīng)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(jīng)典表型的患者的臨床結(jié)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(yù)后差。 未經(jīng)治療的經(jīng)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(shù)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(yù)防策略是在婚前通過基因檢測，進(jìn)行基因阻合匹配，通過產(chǎn)前診斷避免患病兒童的出生。 當(dāng)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(rèn)以有效地正確檢測致病基因中的基因突變。

總之，佳學(xué)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(guān)系。 通過應(yīng)用基于致病基因鑒定基因解碼結(jié)合目標(biāo)基因捕獲測序的高通量測序技術(shù)，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(jié)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(chǎn)前診斷提供依據(jù)。

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