儿童精神发育迟缓新生突变和二代致病基因筛查

王晨冰，尚清，耿香菊，娄普，李文霞，顾杨
郑州大学附属儿童医院，河南省儿童医院，郑州儿童医院康复医学中心一病区，郑州450007

摘要：目的探讨影响儿童精神发育迟缓(mentalretardation，MR)的新生突变位点及致病基因，为相关疾病的防治提供理论依据。方法选取2018年1月—2021年5月郑州大学附属儿童医院收治的112例精神发育迟缓儿童为研究对象，通过靶向捕获二代测序技术对与MR相关的基因进行检测，依据相关标准筛选出疑似基因，通过Sanger测序法对疑似基因以及父母传递进行验证，进一步明确致病机制。结果112例MR患儿中21例存在致病性新生突变，发病率为18.75％。其中男性患儿为8例，女性患儿为13例，平均年龄为(7.12±2.68)岁。中度智力障碍12例，重度智力障碍9例，癫痫发作8例，特殊面容5例，肌张力正常11例，肌张力升高3例，肌张力下降7例，小头畸形患儿3例，先天性心脏病2例。21例致病新生突变患儿涉及到的突变基因主要有ZEB2、KCNQ2、LIG4、BCOR、SCN2A、KMT2D、GRIN1、SLC2A1、MAGT1、ARIDlB、CTNNBl、UPF3B、FBNl、SETBP1、PQBP1、SCN2A、KIF1A、ERCC8、SHH、KMT2A。其中常染色体遗传19例，X染色体遗传2例，17例为未报道的新生点变异，4例为已报道的变异。结论儿童精神发育迟缓患者病情相对较为复杂，新生突变与疾病的发生关系密切，明确新生突变位点及致病基因有利于儿童精神发育迟缓的治疗。靶向捕获二代测序技术能够实现多种目的基因的同时测定，且时间短，价格低，简单快捷，在MR诊断中效果良好，共发现21例致病突变，有助于进一步丰富MR突变数据资料。关键词：精神发育迟缓；新生突变；二代致病基因
中图分类号：R729文献标识码：A文章编号：1672⁃3422(2022)⁃01⁃0025⁃04

精神发育迟缓(MR)又称智力低下，为常见的一类发育障碍[1]。发病于18周岁以下的儿童主要表现为患儿智力水平偏低，同时伴有语言、运动、感知及行为存在一定障碍[2]。流行病学研究显示MR发病率为1％~3％，近年来MR发病率有所上升。患儿认知及社会功能严重受损，大多患儿无法自理，生活质量较差，给家庭带来了沉重的经济负担及精神压力[3－4]。目前，对于MR仍缺少效果显著的治疗方式，主要通过对症治疗及行为训练来缓解患者病情[5]。MR的发生、发展机制较为复杂，受多种因素的影响，相关研究表明遗传是MR的重要危险因素之一，约50％MR患者发病与遗传因素有关[6]。随着基因技术的不断发展，新一代测序技术(NGS)不断得到完善，且价格逐渐降低，相关检测被越来越多地运用到实验研究之中[7]。新生突变基因成为近年来研究的热点之一，主要包括新生点变异与新生拷贝变异，多种神经系统疾病关系密切。明确MR发病的基因分子机制，对MR治疗方法的突破具有重要意义[8]。靶向捕获二代测序技术可同时测定多个基因位点，逐渐应用于MR的筛查中，并取得良好效果[9]。在本次研究中对影响儿童精神发育迟缓的新生突变位点及治病基因进行分析，为MR的防治提供理论依据。现报告如下：

1资料与方法

1．1资料选取2018年1月—2021年5月郑州大学附属儿童医院收治的112例精神发育迟缓儿童为研究对象。其中男性患儿58例，女性患儿64例，年龄分布5个月~16岁2个月，平均年龄(7.26±2.15)岁。纳入标准：年龄＜18周岁，性别不限；经临床诊断，确诊为精神发育迟缓；6周岁及以下患儿格赛尔发展量表评分＜70分，6周岁以上患者韦氏量表评分＜70分；患儿家属同意参与本次研究，并签订相关文件。排除标准：继发性疾病所致的精神发育迟缓；合并其他基因病患儿；存在围产期脑损伤、脑缺血、颅脑外伤的患者；明确病因为遗传性变异的患儿；MRI检查提示脑部存在明显病灶的患儿；临床资料不完整的患儿。该研究经医院伦理学会审批同意。

1．2临床评估所有患儿均由工作经验3年以上的神经科医生进行诊断。观察患儿是否存在特殊面容、体重偏轻、畸形等问题，通过格赛尔发展量表或韦氏量表对患儿智力水平进行测定。并对患儿的临床表现、行为特征、家族史及用药情况进行记录。

1．3方法患儿家属同意后，取患儿外周静脉血3mL，置离心管中，加入抗凝剂防止血液凝固。采用试剂盒提取患者外周血中DNA，操作过程严格按照说明书进行。采用微量紫外分光光度法测定DNA浓度，OD值处于1.6~1.8。将浓度合格的DNA置－80℃冰箱保存。选择Agilent公司设计的SureSelectFocusedExome捕获芯片，该芯片含有485个与MR相关的致病基因并涵盖相关外显子。本次研究测序工作主要委托医学检测中心完成。通过使用Sure⁃Select靶向序列捕获系统配合IlluminaGAIIx测序平台完成，可获取外显子⁃内含子间110bp碱基序列。然后采用相关软件进行生物信息学分析。采用RTA软件对图像进行分析，并通过CASAVAv1.8.2软件读取碱基序列，采用GATK软件分析样本序列与参考基因间之间的差异，识别样本序列单碱基缺失、改变。采用ANNOVAR软件对突变的位置、序列等进行标注。采用NextGeneV2.3.4软件将所得序列与人类基因组参考序GRCH37／hg19进行对比分析，并对变异位点进行标。并通过OMIM数据IFT、PolyPhen2等筛选出可能致病的突变位点。利用链末端终止法(Sanger)测序法对基因的来源进行验证，以突变所在位点的外显子为目标片段，取患儿及父母DNA各10μL。经PCR扩增后得大量扩增片段，进行Sanger测序，通过对患儿及父母在该位点碱基序列的对比，证实突变基因的致病性。

1．4统计学方法本次研究采用SPSS26.0统计学软件进行数据处理。计量资料采用“均数±标准差”计，即(x-±s)表示，采用独立样本t检验，计数资料采用百分比计，采用卡方检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2结果

2．1新生突变患儿的临床特征112例MR患儿中21例存在致病新生突变，检出率为18.75％，其中男性患儿为8例，女性患儿为13例，平均年龄为(7.12±2.68)岁。21例患儿均存在不同程度的智力发育障碍，中度智力障碍12例，重度智力障碍9例。伴有癫痫发作8例，特殊面容5例，肌张力正常11例，肌张力升高3例，肌张力下降7例，小头畸形患儿3例，先天性心脏病2例。所有患儿血、尿、肝、肾等指标检查均无明显异常。见表1。

2．2基因检测结果通过靶向捕获二代测序表表221例新生突变患儿的遗传学检测结果明112例MR患儿在485个基因中，共出现712个序号性别基因染色体遗传方式是否已报道变异，且均符合测序深度及覆盖率要求。依据相1FZEB2chr2常染色体否2MKCNQ2chr20常染色体否关标准及相关软件筛选后，共筛选出21例患儿进行父母来源Sanger测序验证。其中常染色体遗传4MBCORchr6常染色体否19例，x染色体遗传2例，17例为未报道的新生点5FSCN2Achr2常染色体否变异，4例为已报道的变异。突变基因主要有6FKMT2Dchr2常染色体否7FGRIN1chr9常染色体否ZEB2、KCNQ2、LIG4、BCOR、SCN2A、KMT2D、GRIN1、SLC2A1、MAGT1、ARIDlB、CTNNBl、9FMAGT1chr1常染色体否UPF3B、FBNl、SETBP1、PQBP1、SCN2A、KIF1A、10MARIDlBchr6常染色体是ERCC8、SHH、KMT2A、11FCTNNBlchrxx染色体否12MUPF3Bchr16常染色体否13FFBNlchr15常染色体否14MSETBP1chr1常染色体否

3讨论

MR属于一种常见的先天性缺陷，多发于未成15MPQBP1chrxx染色体否年人。除智力水平低于同龄人群外，MR患儿还常16FSCN2Achr3常染色体否伴有特殊面容、畸形、癫痫等临床特征，严重影响生17FKIF1Achr2常染色体否命健康[10－11]。临床上，超过2／3MR的患儿发病原18MERCC8chr3常染色体否19FARID1Bchr6常染色体是因受多种因素影响。对于MR目前缺少有效的治20FSHHchr3常染色体否疗方法，且认为是终身性的疾病，虽然通过康复训21FKMT2Achr11常染色体否练能够改善患者病情，但患儿预后往往不够理想，注：F为女性，M为男性。
多数患儿无法正常生活[12]。MR发病机制较为复杂，除环境、生物因素外，主要受遗传及环境因素的影响[13]。染色体异常是导致MR的重要遗传因素之一，大多数的染色体显性遗传治疗障碍与新生变异有关。明确MR的遗传病因，对开发基因靶向治疗具有重要意义[14－15]。
随着医疗技术的不断发展，基因检测方式越来越多，如荧光原位杂交术、探针扩增技术等[16]。靶向捕获二代测序技术是近年来发展的新技术，主要通过将与某种疾病有关的致病基因整合到一个基因测序试剂盒中再进行测序的技术[17－18]。能够实现多种目的基因的同时测定，且时间短，价格低，简单快捷，已被逐渐应用于MR的临床治疗中，并取得良好效果[19]。但该测序技术也存在一定不足，常常需要配合Sanger测序法对致病基因进行验证，需要患儿家属的参与，可能存在患儿家属不配合而中止诊断的情况[20]。本次研究对通过靶向捕获二代测序技术对与MR相关的基因进行检测，依据相关标准筛选出疑似基因，通过Sanger测序法对疑似基因以及父母传递进行验证。结果显示112例MR患儿中21例存在新生突变，检出率为18.75％，其中男性患儿为8例，女性患儿为13例。患儿均存在不同程度的智力发育障碍，部分患儿伴有癫痫、特殊面容、肌张力异常、畸形及先天性心脏病等临床表现。本次研究中致病突变基因主要有ZEB2、KCNQ2、LIG4、BCOR、SCN2A、KMT2D、GRIN1、SLC2A1、MAGT1、ARIDlB、CTNNBl、UPF3B、FBNl、SETBP1、PQBP1、SCN2A、KIF1A、ERCC8、SHH、KMT2A等，有助于增加对MR疾病基因突变的认识，对MR相关疾病的早期筛查及靶向基因治疗方法的开发均具有重要意义。
综上所述，儿童精神发育迟缓患者病情相对较为复杂，新生突变与疾病的发生关系密切，明确新生突变位点及致病基因对儿童精神发育迟缓的治疗具有重要意义。共发现21例致病突变，有助于进一步丰富MR突变数据资料。

参考文献

[1]鲍筝．北京市通州区2014—2016年0~2岁儿童神经心理发育迟缓筛查情况分析[J]．中国妇幼保健，2017，32(22)：5594⁃5596．
[2]高志杰，姜茜，陈晓丽，等．不明原因智力障碍或发育迟缓患儿已知基因的新生点变异研究[J]．中华医学杂志，2018，98(42)：3426⁃3432．
[3]卢亚亚，丁宇，姚如恩，等．GRIN1突变相关发育迟缓患儿临床特征和基因突变特点分析[J]．检验医学，2021，36(2)：140⁃146．
[4]欧阳娜．感觉统合训练在提高精神运动发育迟缓儿童能力方面的应用价值研究[J]．当代医学，2019，25(7)：170⁃171．
[5]陈毅克，黄敏菁，黎素清，等．近亲属为主导的情景训练对精神发育迟缓病儿心理、智能及运动功能的影响：一项随机对照研究[J]．安徽医药，2020，24(4)：730⁃734．
[6]杨晓，马宁，彭薇，等．60例精神发育迟滞／生长发育迟缓患儿的遗传学分析[J]．中国计划生育学杂志，2018，26(9)：823⁃826．
[7]季星．遗传学检测广泛应用于精神发育迟缓和发育延迟患者临床诊断的思考[J]．教育生物学杂志，2020，8(1)：6⁃11。
[8]洪晓文，陈燕惠．66例不明原因智力障碍／发育迟缓儿童临床和遗传学分析[J]．福建医科大学学报，2019，53(3)：191⁃195．
[9]傅晓娜，刘爱杰，杨海坡，等．靶向捕获二代测序技术在遗传性肌病诊断中的应用[J]．中华儿科杂志，2015，53(10)：741⁃746．
[10]李林飞，赵鼎，王超杰，等．502例精神发育迟缓儿童细胞遗传学分析[J]．中国优生与遗传杂志，2018，26(3)：35⁃36．
[11]萧玲，孙静．精神发育迟缓和孤独症儿童家长的心理健康现状及影响因素[J]．临床精神医学杂志，2019，29(5)：341⁃342．
[12]黎芳，宇亚芬，麻宏伟．遗传学新技术在发育迟缓患儿病因诊断中的应用价值[J]．发育医学电子杂志，2015，1(1)：24⁃27．
[13]韩亮，高超．儿童原发性脑白质病新生突变和新致病基因筛查[J]．医药论坛杂志，2021，42(3)：32⁃36．
[14]吴若豪，唐文婷，邱坤银，等．IQSEC2无义变异所致X连锁精神发育迟缓患儿的基因分析[J]．中华医学遗传学杂志，2020，37(8)：823⁃827．
[15]卢亚亚，丁宇，姚如恩，等．GRIN1突变相关发育迟缓患儿临床特征和基因突变特点分析[J]．检验医学，2021，36(2)：140⁃146．
[16]张括，沈亦平，李金明．遗传病高通量测序数据分析及变异解读：问题与挑战[J]．中华医学杂志，2019，99(43)：3372⁃3377．
[16]卢新瑞，姚梅玲．精神发育迟缓患儿早期综合干预的疗效观察[J]．医药论坛杂志，2014，1(2)：105⁃106．
[17]周海荣，姜灿，何强勇，等．重复经颅磁刺激结合虚拟现实训练对精神发育迟缓儿童认知功能的疗效观察[J]．中国生育健康杂志，2019，30(4)：363⁃366，370．
[18]陈佳，舒明月，里进，等．三代测序与靶向捕获技术联用进行高分辨HLA基因分型及MHC区域单倍体型精细鉴定[J]．遗传，2019，41(4)：71⁃82．
[19]渠蕊，戴园园，李蕊．良性家族性婴儿癫痫的临床特征及遗传学研究[J]．临床神经病学杂志，2020，33(4)：49⁃53．
[20]张银冰．基于靶向捕获二代测序技术对神经肌肉病生物医药监测方法改进[J]．实用医学研究，2019，1(3)：27⁃31．