【佳學(xué)基因檢測(cè)】人工流產(chǎn)胎兒基因檢測(cè)檢出軟骨發(fā)育不全II型

骨科基因檢測(cè)項(xiàng)目介紹

根據(jù)《骨科遺傳病的致病基因序列》，軟骨發(fā)育不全 II 型 (ACG2) 是一種由COL2A1致病變異引起的致命骨骼疾病。佳學(xué)基因解碼基因檢測(cè)收錄了發(fā)現(xiàn)一名妊娠 14 周時(shí)的胎兒患有囊性水瘤和肢體嚴(yán)重縮短。通過(guò)對(duì)父母和胎兒進(jìn)行了出生后基因分析以診斷該疾病。我們發(fā)現(xiàn)了一種新的COL2A1錯(cuò)義變異[ NM_001844.5 : c.2987G>A, (p. Gly996Asp)]，這導(dǎo)致了軟骨發(fā)育不全 II 型 (ACG2) 診斷。

《出生后基因檢測(cè)檢出軟骨發(fā)育不全I(xiàn)I型》關(guān)鍵詞：

罕見(jiàn)變異、基因檢測(cè)

骨科基因檢測(cè)項(xiàng)目列表介紹

COL2A1位于染色體 12q13.11 上，編碼 2 型前膠原的 alpha 1 鏈，主要在軟骨1中表達(dá)。COL2A1 異?？蓪?dǎo)致多種遺傳性疾病，例如 II 型無(wú)軟骨形成 (ACG2) (OMIM #200610)、軟骨發(fā)育不全、扁平脊椎發(fā)育不良 (Torrance型)、先天性脊椎骨骺發(fā)育不良 (SEDC)、脊椎骨骺發(fā)育不良 (SEMD) (Strudwick 型)、Kniest 發(fā)育不良、Stickler 綜合征和脊椎周?chē)l(fā)育不良1。ACG2 是最嚴(yán)重的疾病，患病胎兒為死產(chǎn)或出生后立即死亡。

骨骼疾病約有 461 種，其中 100 多種是在宮內(nèi)發(fā)現(xiàn)的。這些疾病很難診斷，胎兒超聲檢查的產(chǎn)前診斷率較低（約 30–70%）。在骨科致病基因解碼基因檢測(cè)中，致病基因鑒定基因檢沒(méi)報(bào)告了一例胎兒囊性水瘤和肢體短縮的病例。在胎兒中發(fā)現(xiàn)了一種新的COL2A1雜合錯(cuò)義變異，證實(shí)了軟骨發(fā)育不全 II 型 (ACG2) 的診斷。

一對(duì)夫婦在懷孕12周時(shí)被診斷為胎兒囊性水瘤，于懷孕14周2天時(shí)到致病基因鑒定基因解碼合作進(jìn)行全面檢查。他們是一對(duì)非近親結(jié)婚的健康夫婦，女方30歲，男方29歲。他們沒(méi)有骨骼疾病的家族史（圖1）。這是她們第一次自然受孕。未觀(guān)察到因超聲探頭壓縮而導(dǎo)致的顱骨變形。囊性水瘤厚度為10.9毫米（圖 2a）。提示胸椎發(fā)育不全。股骨和肱骨長(zhǎng)度分別為 4.5 毫米（-4.1 SD）和 5.0 毫米（-4.2 SD），顯示四肢明顯縮短（圖 2b）。胎兒被認(rèn)為有嚴(yán)重的骨骼異常，但當(dāng)時(shí)無(wú)法做出詳細(xì)診斷。建議進(jìn)行羊膜穿刺染色體分析和另一次胎兒超聲檢查，但夫婦倆堅(jiān)持終止妊娠。妊娠14周零6天時(shí)實(shí)施了引產(chǎn)。嬰兒體重40克，身長(zhǎng)10.5厘米，肢體明顯縮短，并有囊性水瘤（圖2c、d）。

圖 2：胎兒超聲檢查、臨床影像和基因分析。

產(chǎn)后X光檢查顯示四肢明顯縮短。但由于胎兒發(fā)育不成熟，難以對(duì)骨化進(jìn)行詳細(xì)檢查。對(duì)妊娠產(chǎn)物進(jìn)行染色體分析（G顯帶）顯示，女性核型正常（46,XX）。

在對(duì)這對(duì)夫婦進(jìn)行遺傳咨詢(xún)并獲得書(shū)面同意后，致病基因鑒定基因解碼進(jìn)行了全外顯子組測(cè)序 (WES) 以進(jìn)行疾病診斷。

從這對(duì)夫婦的外周血樣本中提取了 DNA（根據(jù)家譜圖指定為 II-3 和 II-6：圖1）) 和嬰兒 (III-1) 的臍帶，使用 Agilent SureSelect v6 捕獲試劑盒（安捷倫科技公司，美國(guó)加利福尼亞州圣克拉拉）按照試劑生產(chǎn)說(shuō)明書(shū)的實(shí)驗(yàn)方案 III-1 的 DNA 樣本中制備全外顯子組文庫(kù)。在 101 bp 雙端模式下在 HiSeq2500（Illumina，美國(guó)加利福尼亞州圣地亞哥）上對(duì)文庫(kù)進(jìn)行測(cè)序。將序列讀取映射并與參考基因組序列 hs37d5 比對(duì)。使用 RefSeq 基因數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)合 12 個(gè)內(nèi)部控制數(shù)據(jù)集對(duì)單核苷酸變異和短插入缺失進(jìn)行多樣本調(diào)用?；蚪獯a基因檢測(cè)提取了 1020 個(gè)基因突變序列。此外，根據(jù)綜合基因組變異數(shù)據(jù)庫(kù)的信息提取了等位基因頻率較小 (<0.01) 的變異。最后，發(fā)現(xiàn)COL2A1的一種新的雜合錯(cuò)義變異 [ NM_001844.5 : c.2987G>A, (p. Gly996Asp)]與患病表型相符。其余變異均與骨骼疾病無(wú)關(guān)。任何控制基因組數(shù)據(jù)庫(kù)，例如國(guó)際基因組樣本資源 (IGSR；https://www.internationalgenome.org )、人類(lèi)遺傳變異數(shù)據(jù)庫(kù) ( https://www.hgvd.genome.med.kyoto-u.ac.jp ) 或 ToMMo (iJGVD)，均未報(bào)告此變異。人類(lèi)基因突變數(shù)據(jù)庫(kù) ( https://www.hgmd.cf.ac.uk/ac/index.php ) 或 LOVD-COL2A1 ( https://databases.lovd.nl/shared/genes/COL2A1 ) 中未報(bào)告此變異。此變化導(dǎo)致預(yù)測(cè)的甘氨酸 996 被天冬酰胺取代 (p.Gly996Asp)。SIFT 和 PolyPhen2 得分分別為 0 和 0.999，證實(shí)了錯(cuò)義變異對(duì)蛋白質(zhì)功能的有害影響?；蚪獯a基因檢測(cè)在沒(méi)有直接對(duì)比數(shù)據(jù)庫(kù)支撐的情況下給予致病基因突變的結(jié)論。

為了確認(rèn)在 WES 中發(fā)現(xiàn)的變異以及這對(duì)夫婦是否攜帶相同的變異，致病基因鑒定基因解碼對(duì)來(lái)自 III-1、II-3 和 II-6 的 DNA 進(jìn)行了桑格測(cè)序。錯(cuò)義變異僅在受影響的胎兒（III-1）中存，而在夫婦（II-3 和 II-6）中不存在（圖 2e）。根據(jù)美國(guó)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)和基因組學(xué)學(xué)會(huì)的指導(dǎo)方針，該變異被認(rèn)為“可能致?。≒S2+PM2+PP3+PP4）”  。胎兒被診斷患有軟骨發(fā)育不全 II 型 (ACG2) ，該病是由COL2A1的新型錯(cuò)義變異引起的。

根據(jù)對(duì)夫婦二人的檢查結(jié)果，佳學(xué)基因解碼判定該致病性變異為新發(fā)突變。夫婦在自然生育的情況下，再次出現(xiàn)該致病基因的可能性極低。根據(jù)佳學(xué)基因解碼分析結(jié)果，該夫婦采用自然生育，第二次自然懷孕并生下一個(gè)健康的嬰兒（III-2），嬰兒沒(méi)有骨骼疾病的癥狀。

ACG2是一種常染色體顯性致死性先天性骨骼疾病，由COL2A1基因1缺陷引起。COL2A1位于 12 號(hào)染色體上，編碼 2 型膠原蛋白的多肽鏈。三螺旋結(jié)構(gòu)域是 2 型膠原蛋白的骨架，由甘氨酸-XY 重復(fù)基序組成。該結(jié)構(gòu)域中的甘氨酸取代會(huì)導(dǎo)致軟骨發(fā)育不全 II 型 (ACG2) 、軟骨發(fā)育不良、扁平椎發(fā)育不良（Torrance 型）、SEDC 和 SEMD（Strudwick 型）。在本例中，甘氨酸被天冬酰胺取代（p.Gly996Asp）。

骨骼疾病的產(chǎn)前診斷可通過(guò)胎兒超聲檢查或計(jì)算機(jī)斷層掃描 (CT) 3進(jìn)行。對(duì)于產(chǎn)后診斷，可以考慮放射線(xiàn)檢查和基因分析。在本病例中，由于妊娠早期，未進(jìn)行胎兒 CT 檢查。ACG2 的具體癥狀包括胎兒水腫、肢體明顯短縮、胸廓呈鐘形、脊椎和盆骨不骨化、顱骨骨化正常以及腳趾內(nèi)旋 。在骨科基因解碼基因檢測(cè)的分析中，觀(guān)察到胎兒有囊性水瘤和肢體明顯短縮。有關(guān)于軟骨發(fā)育不全 II 型 (ACG2) 有囊性水瘤的報(bào)道，本病例的發(fā)現(xiàn)被認(rèn)為與軟骨發(fā)育不全 II 型 (ACG2) 一致。由于胎兒未成熟，無(wú)法評(píng)估骨化情況。因此，致病基因鑒定基因解碼進(jìn)行了基于全外顯子測(cè)序 WES 及基因解碼的方法來(lái)區(qū)分軟骨發(fā)育不全 II 型 (ACG2) 與其他骨骼疾病，并發(fā)現(xiàn)了COL2A1的新型錯(cuò)義變異。根據(jù)臨床發(fā)現(xiàn)和基因分析，基因檢測(cè)機(jī)構(gòu)輔助臨床科室診斷胎兒患有軟骨發(fā)育不全 II 型 (ACG2) 。

部分軟骨發(fā)育不全 II 型 (ACG2) 患者的父母也發(fā)現(xiàn)了體細(xì)胞和生殖細(xì)胞嵌合現(xiàn)象，當(dāng)其含量較低時(shí)，很難通過(guò)使用外周血 DNA 樣本的桑格測(cè)序檢測(cè)出來(lái)。因此，如果根據(jù)家族史懷疑父母有體細(xì)胞或生殖細(xì)胞嵌合現(xiàn)象，則應(yīng)考慮進(jìn)行仔細(xì)檢查。