報告c.2605C > T (p.Pro869Ser)在MED13Lmed13l相關智力障礙的基因和文獻綜述

背景

med13l相關的智力障礙是一種以智力障礙(ID)、運動發育遲緩、言語障礙、低張力和麵部畸形為特征的新綜合征。MED13L單倍性不全突變和錯義突變均為致病原因。也有報道稱，攜帶錯義突變的患者有更頻繁的癲癇，並表現出更嚴重的表型。

案例展示

我們報告一例ID、語言障礙、嚴重運動發育遲緩、麵部畸形、張力減退、肌肉萎縮、脊柱側彎、牙病、腦電圖異常、先天性腎盂輸尿管連接處梗阻(UPJO)合並高輸尿管附著的患兒。我們使用全外顯子組測序(WES)檢測該兒童的遺傳畸變，並在該兒童中發現了一個從頭突變c.2605C > T (p.Pro869Ser)MED13L基因。她的父母都沒有攜帶這種突變基因。此外，我們回顧了文獻，並總結了所報道的錯義突變的表型和特征。在回顧文獻後，迄今為止在20名患者中報道了大約17個錯義突變。在提供臨床表現的18例患者(包括本例)中，100%的患者有ID或發育遲緩(DD)。共有88.9、83.3和66.7%的患者出現言語障礙、裏程碑延遲和低張力。83.3%的患者表現為顱麵畸形或其他畸形特征。55.6%的患者存在行為困難和自閉症特征。僅27.8%的患者出現心髒異常。在這些患者中，44.4%有癲癇發作。 Of the 17 mutations, 2 were located in the N-terminal domain, 8 were located in the C-terminal domain, and 1 was located in an α-helical sequence stretch. One of them was located in the MID domain of the MedPIWI module.

結論

我們報告了一名新患者的誤義突變c.2605C > T (p.Pro869Ser)，除了常見的表型外，還表現出一些罕見的表現，這可能會拓寬已知的臨床譜係。此外，通過回顧文獻，我們還發現錯義突變患者癲癇發作、MRI異常、自閉症特征和心髒異常的發生率更高。他們也有更嚴重的ID和低張力。我們的案例進一步證明了Pro869Ser是一個熱點突變MED13L基因。

中介複合物亞基13樣基因(MED13L)，是海拉細胞中介體複合物的組成部分[1]， 2003年Muncke等人首次將其與智力障礙(ID)和先天性心髒病(CHD)聯係起來。[2］．Muncke等人報道的患者存在易位幹擾MED13L，以及另外3個錯義突變MED13L(p.Glu251Gly, p.Arg1872His和p.Asp2023Gly)是通過對右旋環大動脈轉位(dTGA)患者進行突變篩查發現的。芒克等人克隆MED13L使用位置克隆方法，他們指定該基因為PROSIT240由於蛋白質與人類甲狀腺激素受體相關蛋白240相似[2］．Musante等人通過RT-PCR和人胎腦和淋巴母細胞類細胞係cDNA文庫的5-prime RACE分別克隆了該基因THRAP2［3.］．十年後，越來越多的病例攜帶大量的基因內或全基因缺失/重複MED13L基因、染色體易位的破壞MED13L基因、新生移碼變異體、無義突變和剪接位點突變被發表，表現為中度ID、嚴重語言障礙、運動發育遲緩、麵部畸形和/或CHD，這些被認為是MED13L單體功能不全綜合症[4，5，6，7，8，9，10，11］．的幾個錯誤意義突變MED13L基因也有報道，與截斷變異體患者相比，該基因通常具有更嚴重的表型，如低張力，更常見的癲癇，嚴重的語言缺失和嚴重的運動功能延遲[11，12，13，14］．

在這裏，我們報告另一個de novo p.Pro869Ser的變化MED13L顯示ID基因、言語障礙、嚴重運動發育遲緩、麵部畸形、肌張力減退、肌肉萎縮、關節高度鬆弛、脊柱側凸、牙病、腦電圖異常(EEG)、先天性腎盂輸尿管連接處梗阻(UPJO)合並高輸尿管附著在臨床上從未報道過MED13L相關的綜合症。我們對該患者UPJO的觀察進一步拓寬了已知的臨床範圍。此外，我們回顧了目前的文獻，詳細總結了誤義突變MED13L基因及臨床特點報道了錯義突變患者MED13L基因。

案例展示

患者為女嬰，妊娠38周足月出生，出生體重2500g，無出生窒息史。她是一對異卵雙胞胎中的一個，是健康的非近親父母的第二次懷孕。她的姐姐和雙胞胎弟弟都很健康。她現在4歲5個月，體重11公斤(1)．患兒自3歲4個月起，無意識頻繁牙病發。她的發育裏程碑嚴重延遲，因為她在1歲時抬起頭。在最後一次評估時，女孩4歲5個月，她還不能坐或站沒有支撐，更不用說走路。她的演講也被嚴重推遲;她會說一些簡單的單詞，比如發音模糊的“媽，爸”，她能理解簡單的指令。她還表現出自閉症的特征。臨床未觀察到癲癇發作，但腦電圖異常，雙側枕骨和後顳區呈峰、慢波綜合和多峰、慢波，枕骨區節律分布快(圖)。2)．5個月時磁共振成像(MRI)顯示雙側腦室增大。超聲心動圖發現動脈導管未閉，2年10個月關閉，出現輕度主動脈縮窄、輕度主動脈反流和輕度三尖瓣反流。該女嬰因尿腎積水而出現UPJO合並右側高輸尿管附著，於6個月大時行手術治療。現在她還有輕微的右腎積水。

病人的照片。圖為小頭畸形，額前凸，低位耳，眼動過多，內眥贅肉，鼻梁凹陷，鼻尖球莖狀，上唇丘狀，口張，小頜，肌肉萎縮

全尺寸圖像

腦電圖顯示雙側枕骨和後顳區呈峰、慢波綜合和多峰、慢波，枕骨區呈快節奏分布

全尺寸圖像

全外顯子組測序(WES)發現了一個從頭突變c.2605C > T (p.Pro869Ser)MED13L基因。她的父母都沒有這種突變。突變區域是蛋白質的重要組成部分，在不同物種中具有高度保守的氨基酸序列。該突變由突變品鑒器(http://www.mutationtaster.org/)，並預測其破壞性評分為1.000(敏感性:0.00;特異性:1.00)Polyphen 2http://genetics.bwh.harvard.edu/pph2/)， SIFT評分為0.000(截斷值= 0.05)(http://sift.jcvi.org/www/SIFT_BLink_submit.html)．

通過回顧文獻，迄今為止在20名患者中報道了大約17個錯義突變。加上我們的病例，共有21例患有MEDL13L錯義突變見表1．其中18例患者(包括本例)出現臨床表現。100%的患者有ID或DD, 88.9、83.3和66.7%的患者分別有言語障礙、裏程碑延遲和低張力。83.3%的患者表現為顱麵畸形或其他畸形特征，最常見的特征為耳位過低、鼻梁過長、鼻尖球狀、上唇丘形、口張。行為障礙，如自殘和自閉症特征，在55.6%的患者中出現。僅27.8%的患者出現心髒異常，且無複雜的冠心病。錯義突變患者中有44.4%的患者出現癲癇發作，甚至有1例c.2579A > G(Asp860Gly)患者出現頑固性癲癇發作。在12例MRI檢查患者中，8例(66.7%)出現異常，且多數為非特異性異常。在這17個突變中，2個位於n端結構域，8個位於c端結構域，1個位於跨越Val858-Met864殘基的α-螺旋序列。14］．另一個突變Arg1416His位於MedPIWI模塊的MID域(http://pfam.xfam.org/)．

目標捕獲和測序

先證者及其父母的外周血經其父母知情同意後送往廣州嘉健醫學檢測有限公司。根據製造商的說明，使用Solpure血液DNA試劑盒(Magen)從外周血中提取基因組DNA。先證者及其父母的基因組DNA用Q800R超聲分析儀(Qsonica)進行碎片化，生成300-500 bp的插入片段。配對端庫按照Illumina庫製備協議製備。定製設計的NimbleGen SeqCap探針(Roche NimbleGen, Madison，威斯康星州)用於溶液內雜交以富集目標序列。根據製造商的協議，富集的DNA樣本在NextSeq500測序儀(Illumina, San Diego, california)上進行索引和測序，單端讀取100,150個周期。

變體注釋和解釋

原始數據經過圖像分析後以fastq形式獲得，基礎調用使用Illumina Pipeline進行。通過去除適配器和低質量讀取，對數據進行過濾以生成“幹淨讀取”(Q20)。測序讀數被映射到參考人類基因組版本hg19(2009-02版本)，http://genome.ucsc.edu/)．使用NextGENe軟件(SoftGenetics, State College, Pa)調用和審查在對齊reads中觀察到的核苷酸變化。除了檢測有害突變和新的單核苷酸變體外，還使用內部開發的基於覆蓋的算法eCNVscan來檢測大量的外顯子缺失和重複。將測試樣本中每個外顯子的歸一化覆蓋深度與參考文件中相同外顯子的平均覆蓋深度進行比較，以檢測拷貝數變異(CNVs)。利用1000 Genomes、dbSNP、GnomAD、Clinvar、HGMD、OMIM等群體和文獻數據庫標注序列變異。利用在線軟件對蛋白質結構進行分析，預測其保守域和功能域，並進行多序列比對。根據美國醫學遺傳學學會(ACMG)指南進行變異解釋[20.］．GnomAD,http://gnomad.broadinstitute.org/；Clinvar,https://www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar/；在線人類孟德爾遺傳(OMIM)http://omim.org/；1000的基因組,http://www.1000genomes.org/．

文獻綜述

我們搜索了PubMed，確定了10篇描述MED13L錯義突變個體的論文。迄今為止，已經報道了17種錯義突變。

在本研究中，我們報告了一個新的患者，以前報道的錯義突變，但有一些新的臨床表現。除ID、言語障礙、運動發育遲緩和張力不足外，患者還表現為先天性UPJO合並右側高輸尿管附著、牙髓炎、闌尾性肌肉萎縮、脊柱側彎和自發性股骨骨折。直到4 ~ 5 m，患者臨床未觀察到癲癇發作，但腦電圖顯示雙側枕骨和後顳區出現峰、慢波綜合和多峰、慢波，枕骨區節律分布快。然而，目前尚不清楚未來是否會發生癲癇。Smol等報道的與本例突變相同的兩例P28和P35患者均有癲癇發作，但首次檢查年齡分別為12歲和24歲。因此，未觀察到癲癇發作，這可能與隨訪時間有限有關。P28未表現出低張力，但P35和我們的患者有嚴重的低張力。雖然我們的患者表現出自閉症的特征，但P28和P35都沒有自閉症或行為障礙[12］．3例相同突變的患者臨床表現不完全相同，顯示了患者的臨床異質性MED13L錯義突變。此外，泌尿係統異常並不是糖尿病患者的常見表現MED13L錯義突變。然而，我們的病例為先天性UPJO，與我們病例Smol等報道的突變相同的P28為雙輸尿管，另一例Smol等報道的Thr2162Met突變患者為腎囊腫。泌尿係統異常是否包括在臨床譜係中，MED13L在泌尿係統發育過程中如何發揮作用，有待進一步研究。我們患者的其他不常見表現，如牙齦炎、肌肉萎縮、自發性骨折、脊柱側彎等，也需要更多的病例分析，以確定是否單純由牙齦炎引起MED13L突變。

通過回顧文獻，我們在20名患者中發現了17個錯義突變[2，11，12，13，14，15，16，17，18，19］．與Torring等和Smol等總結的所有med13l相關患者的總體發病率相比，錯感突變患者的癲癇發作(44.4% vs 16%)、MRI異常(66.7% vs 45%)和自閉症特征(55.6% vs 23%)的發病率更高[11，12］．ID和低張力的發生率與總發生率相似，但表型要嚴重得多。心髒異常的發生率略高於整體發生率(27.8% vs 19%) [11］．

在這17個突變中，2個(11.8%)位於n端結構域，8個(47%)位於高度保守的c端結構域，其中1個(Asp860Gly)位於跨越Val858-Met864殘基的α-螺旋序列，用一個柔性甘氨酸取代Asp860降低了螺旋穩定性，從而影響了MED13L的二級結構[14］．另一個突變Arg1416His位於MedPIWI模塊的MID結構域。MedPIWI是Med13蛋白的核心球狀結構域。Med13是Mediator轉錄輔激活複合物的CDK8亞複合物的成員。Med13中的MedPIWI模塊被預測可以結合雙鏈核酸，觸發實驗觀察到的CDK8亞複合體中的構象開關，從而調節Mediator複合體(圖13)。3.)．通過SIFT、Polyphen2和Mutation Taster分析，除Prol1761Leu外的所有突變均被至少兩種預測軟件預測為致病。用SIFT、Polyphen2和mutation Taster分別預測Prol1761Leu突變為耐受性、良性和多態。然而，mRNA的表達水平MED13L經定量RT-PCR檢測，均顯著減少，並被認為具有致病性[19］．因此，對於軟件預測為良性、臨床表現與med13l相關疾病高度吻合的錯義突變，研究人員或臨床醫生應進一步進行功能實驗，明確突變的致病性。

報告的17個錯義突變的位置。大部分位於外顯子15-31。其中2個(11.8%)位於n端結構域，8個(47%)位於高度保守的c端結構域，其中1個(Asp860Gly)位於跨越Val858-Met864殘基的α-螺旋序列，另一個突變Arg1416His位於MedPIWI模塊的MID結構域。MedPIWI是Med13蛋白的核心球狀結構域

全尺寸圖像

在這篇文章中，我們描述了一個新的病人MED13L錯義突變除了常見的表型外，還表現出一些不常見的表現，這可能會拓寬已知的臨床譜係。此外，我們回顧了文獻，總結了所有報道的錯義突變的患者表型和特征。我們還發現，有錯義突變的患者癲癇發作、MRI異常、自閉症特征和心髒異常的發生率更高。他們也有更嚴重的ID和低張力，這與文獻一致[12］．我們需要更多的功能實驗來證明為什麼攜帶錯義突變的患者有更嚴重的表型。我們的案例進一步證明了Pro869Ser是一個熱點突變MED13L基因。

在當前研究過程中產生和分析的數據集都顯示在手稿中。

ID:

智力障礙

弟弟:

發育遲緩

冠心病:

先天性心髒病

韋斯:

Whole-exome測序

CNV:

拷貝數變量

UPJO:

腎盂輸尿管交界處梗阻

腦電圖:

腦電圖

核磁共振成像:

磁共振成像

ACMG:

美國醫學遺傳學學院

我們感謝患者及其父母的合作。

本研究沒有從任何個人或組織獲得任何資助。

作者及隸屬關係

1. 青島大學附屬醫院兒科，山東青島266003

   易誌，張穎，宋振峰，楊成青，李飛，薛姣，曲正海

2. 北京大學第一醫院中心實驗室，中國北京

   香港鍋

貢獻

智易:概念化、調查、驗證、撰寫初稿張穎:概念化、數據管理;宋振峰:形式分析;潘宏:撰文編輯;楊成慶:驗證;李飛:調查;焦雪:可視化;瞿正海:監督，資源，項目管理。所有作者都嚴格審查了手稿，參與了修訂並批準了最終手稿。

相應的作者

對應到瞿Zhenghai．

倫理批準並同意參與

獲得青島大學附屬醫院的研究批準和倫理許可。在數據收集之前，已獲得兒童監護人的書麵同意。

發表同意書

我們得到了病人監護人的書麵同意。

相互競爭的利益

所有作者聲明他們沒有任何利益衝突。

出版商的注意

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