一部全新的小說DDX3X女性短頭畸形和智力障礙的錯義變異1例報告

背景

的新生致病性變異DDX3X據報道，基因在女性無法解釋的智力障礙(ID)中占1-3%，導致罕見疾病稱為DDX3X綜合征(MRXSSB, OMIM #300958)。除了ID，這些患者還表現出多種多樣的臨床表現，包括神經和行為缺陷，以及大腦mri異常。

案例展示

我們報告一個10歲的女孩受到精神運動發育遲緩、髓鞘形成遲緩和多小回症(PMG)的影響。我們發現了一種新的新生錯義突變DDX3X基因(c.625C > G)全外顯子組測序(WES)。的DDX3X該基因編碼一種死盒atp依賴性rna解旋酶，通過調節mRNA代謝廣泛參與基因表達。發現的突變位於解旋酶結構域的上遊，可能會損害蛋白質活性，從而導致ddx3x依賴性mrna的翻譯改變。先證者表現出與該綜合征相關的典型PMG表型，不表現出在存在誤解時經常報告的其他臨床體征DDX3X與最嚴重的臨床表現相關的突變。此外，她有短頭畸形，從未被描述為女性DDX3X患者和巨舌細胞增多症，這從未與該綜合征相關。

結論

本案例擴展了對……的認識DDX3X致病性變異及其相關DDX3X綜合症表型頻譜。

大約1-3%患有不明原因智力障礙(ID)的女性攜帶x -連鎖基因的新生致病性變異DDX3X基因(Xp11.4) (1］．已查明的病例約有300例[2]，都是x連鎖顯性遺傳的雌性，很少有雄性表現出x連鎖隱性遺傳模式[1］．

罕見的患者DDX3X綜合征(MRXSSB, OMIM #300958)表現出不同程度的ID和/或發育遲緩、神經和行為缺陷的臨床表現，包括小頭畸形、張力不足、癲癇、運動障礙、自閉症譜係障礙和攻擊性。腦畸形也有報道，包括胼胝體發育不全、心室增大和多小回症(PMG)。其他的臨床特征，包括麵部畸形和感覺缺陷，也可能出現。

迄今為止，所有報告都是致病的DDX3X在受影響的女性中發現的變異是功能的從頭喪失，導致單倍體不足，並可能導致男性的胚胎死亡。大部分的DDX3X在男性中報告的突變是母親遺傳的錯義變異。在這些家庭中，男性表現出嚴重的ID邊緣，而攜帶病毒的女性則不受影響，並表達一種保留部分功能的DDX3X蛋白[1］．已經評估了幾種假設來解釋性別特異性的致病性，包括傾斜的x -失活模式，但尚未得出明確的結論。Kellaris等人[3.]提出了下胚性DDX3X變異可能在半合子的男性中存活，而在女性攜帶者中不會引起臨床表型。然而，很少有從頭開始的DDX3X在男性中已發現突變[4］．盡管這些男性患者與受感染的女性患者有許多相同的臨床特征，但一些不同的臨床表型可能取決於患者的性別和變異的致病性。這些發現表明DDX3X基因在正常發育和疾病中發揮劑量依賴性和性別特異性作用[5］．事實上，Snijders Blok等人[1]報告了一個性別不明的反複流產和一個男性存活妊娠的家庭，在超聲成像發現嚴重的先天性異常後終止。通過全外顯子組測序(WES)發現DDX3X在胎兒中檢測到基因，表明母體中存在潛在的種係鑲嵌現象。

的DDX3X基因編碼死盒atp依賴性rna解旋酶，通過調節mRNA代謝廣泛參與基因表達[6］．它作為具有高度結構的5 '非翻譯區(utr)的目標mrna的翻譯調控因子，參與重複相關的非aug翻譯[7］．DDX3X還參與應激反應和應激顆粒組裝、先天免疫信號轉導、有絲分裂染色體分離，並在腫瘤發生中發揮作用[8］．此外，它被認為是rna幹擾途徑的一個重要因素[9]，是Wnt/β-catenin通路的關鍵調節劑[10］．

盡管DDX3X蛋白普遍表達，但在胚胎大腦的所有皮層層均檢測到高表達水平，這與它在神經發生過程中皮層發育中的關鍵作用一致[10因此，DDX3X據報道突變會影響神經元功能[4］．特別是，有缺陷的神經突生長和神經祖細胞分化/遷移可以解釋腦畸形和隨後的特征性臨床表型DDX3X綜合征(5］．

在這裏，我們報告一個10歲的女孩，精神運動發育遲緩，髓鞘形成遲緩，雙側額部PMG和瘦體和胼胝體脾。WES允許識別小說從頭開始DDX3Xc.625C > G (p.His209Asp)突變，導致診斷為DDX3X綜合症和擴大的數量DDX3X致病變異及其相關表型譜。

先證者是由我們機構的兒科遺傳學家介紹到我們的實驗室的，我們的機構，IRCCS Ca ' Granda Ospedale Policlinico(米蘭)基金會。獲得所有家庭成員的書麵知情同意。

病人II-3(無花果。1A)，目前10歲，是健康父母的第三胎，有一個可疑的遠親關係(超過第二代)。兩個哥哥姐姐(二-1歲和二-2歲，分別為16歲和14歲)都很健康。在第一次懷孕和第二次懷孕之間發生了三次性別不明的流產，但沒有其他信息。家族遺傳病史為陰性。

患者孕38 + 5周出生，正常妊娠，生長、形態、胎動規律。她是按照之前的剖腹產計劃剖腹產出生的。

臨床體征見表1．出生時體重2740克(25百分位)，體長49厘米(50百分位)，枕額圍34厘米(50百分位)，阿普加評分10-10。缺少皮膚附件(睫毛，眉毛和指甲)和臍殘端難以疤痕提及。此外，雙側II-III趾並指和一個小的左耳前標記明顯。超聲檢查顯示腹部和大腦形態正常。

在出生後的頭幾個月，有嚴重的胃-食管反流伴隨最初的體重減輕和睡眠障礙的報道，在引入質子泵抑製劑治療後情況有所改善。

生長是有規律的，但精神運動的發展嚴重滯後，在6歲時獲得獨立行走和咿呀學語。

6歲時的評估顯示以下顱麵畸形:短頭畸形和扁平三角形不對稱臉，特征為小頜、輕度遠距症、寬而突出的鼻子、短的中體、薄的嘴唇和大粘液症。她還呈現出輕微的麵部表情，大而前傾的耳朵和小的左耳標記。生長參數正常，體重16.5 kg(10-25厘)，身高111 cm(50-75厘)，頭圍50.5 cm(25-50厘)。

6月齡時的腦MRI顯示延遲髓鞘形成(2歲時第二次MRI改善)，雙側額側PMG和胼胝體的瘦體和脾(圖。1B).腦電圖(EEG)顯示右後區域銳波異常。她還出現遠視和發散性斜視。

核型、aCGH及突變分析ADGRG1基因(與雙側額頂葉PMG相關)正常。Rett綜合征的NGS麵板(包括Mecp2, cdkl5, foxg1, mef2c, scn1a, ube3a, pcdh19, stxbp1基因)也進行了檢測，沒有發現致病變異。

由於沒有其他臨床懷疑的假設，先證者和她的父母對從外周血白細胞提取的DNA進行了WES。根據係譜和臨床特征進行三聯WES和變異解釋，鑒定了該基因第7外顯子的新錯義變異c.625C > G (p.His209Asp)DDX3X基因。未發現其他候選變異，並通過Sanger測序確認所識別的變異。健康母親體內沒有突變證實了新生遺傳的假設。1C).然而，考慮到第一次懷孕和第二次懷孕之間發生了三次流產，我們不能排除這種可能性，即流產的胎兒也可能攜帶C . 625c > G突變，這是母親可能的種係鑲嵌性的結果。

所確定的DDX3XClinVar和HGMD Professional 20120.1中均未報告變體。為了確定這種氨基酸替代的影響，致病評分由13種不同的in-silico其中有9個預測者預測它具有破壞性(補充表1)．在高度保守的殘渣中，這個分數與氨基酸從帶正電的組氨酸到帶負電的天冬氨酸的替換一致。

對一名精神運動發育遲滯、特征性麵部畸形和腦畸形的10歲女童進行WES分析，包括遲滯髓鞘化、雙側額部PMG和胼胝體的瘦弱體和脾髒，可以在胼胝體第7外顯子中鑒定出新的錯義變體c.625C > G (p.His209Asp)DDX3X吉恩，診斷結果是DDX3X並發症狀健康母親體內沒有突變證實了新生遺傳的假設。1C)DDX3X在女性身上發現突變[1］．然而，考慮到第一次懷孕和第二次懷孕之間發生了三次流產，我們不能排除這種可能性，即流產的胎兒也可能攜帶c.625C > G突變，這是母親可能的種係鑲嵌性的結果。這與關聯是一致的DDX3X流產複發和流產男性胎兒的突變[1］．然而，由於流產胎兒的信息缺乏，以及無法評估母親體內是否存在種係嵌合體，使我們無法證實這一假設。

新的c.625C > G變異涉及到氨基酸209位置，該位置位於解旋酶ATP結合域上遊2 bp處(圖1)。2)．大多數報道DDX3X突變映射在兩個解旋酶結構域內，損害蛋白質解旋酶活性，具有顯性的負性機製[10］．新的His209Asp變體接近於Val206Met，已經在一個患有DDX3X綜合征(10］．盡管還沒有進行功能測試來確認這種新突變的致病效應，但根據矽片預測和文獻數據，Val206Met和其他位於DDX3X解旋酶結構域內或附近的錯義突變[10]，我們假設His209Asp變異也導致解旋酶活性受損。缺乏DDX3X解旋酶活性導致酶無法在ATP水解後釋放結合RNA，並改變DDX3X依賴靶標的翻譯，特別是含有高度結構5 ' utr和/或高GC含量的mrna [12］．這導致RNA和RNA結合蛋白的隔離，並形成含有新合成的蛋白質和/或停滯的多聚體的異常核糖核蛋白(RNP)顆粒[10］．有人認為，ddx3x靶轉錄本的翻譯缺陷會導致神經發生受損，可能會影響胚胎皮層發育[10］．與無意義和移碼(推測功能喪失)病變相比，這一機製也可以解釋與錯義突變相關的更嚴重的表型，後者影響一些靶標的翻譯，但不誘導顆粒形成，導致不那麼嚴重的臨床表現[10］．這一病理機製可能也適用於本文報道的His209Asp突變，正如所暗示的那樣，不僅通過受影響的蛋白結構域，而且還通過本文介紹的先證者的PMG表型。

根據近年來有關基因型-表型相關性的研究DDX3X證候及潛在的病理機製[10]，有嚴重腦缺損的患者，包括胼胝體和PMG的完全或部分缺失(常與小頭畸形相關)，出現錯義突變或單氨基酸缺失熱點突變，包括附近的Val206Met(圖1)。2)．這些突變還與更複雜的臨床表現相關，包括癲癇、自閉症譜係障礙、嚴重智力障礙和心血管異常，這些在沒有PMG的患者中不存在[10］．因此，這一證據表明，這些變異可能導致更嚴重的顯性陰性表型，而功能突變的喪失與較溫和的臨床特征譜相關，沒有PMG的跡象。盡管這裏描述的先證者有PMG，但她沒有表現出大多數嚴重病例報告的其他臨床特征DDX3X例如小頭畸形、先天性心髒缺陷和癲癇(她隻表現出腦電圖異常)1)．此外，她的皮下脂肪減少，這在另外兩名患者中已經報道過DDX3X綜合症患者(11]，她是第一個出現短頭畸形的女性患者(迄今為止僅在少數男性中有描述[1)(表1)．她還有巨舌症，這是一種額外的臨床症狀從未與DDX3X前綜合症(表1)．

總之，這些獨特的臨床特征，加上PMG的存在，但沒有其他與嚴重表型相關的體征，進一步擴大了的基因型-表型相關性DDX3X錯義突變。

本病例報告強調WES在結束無法解釋身份的個體的診斷奧德賽中的臨床效用。

本研究中使用和/或分析的數據集可根據合理要求從通訊作者處獲得。

DDX3X:

死盒解旋酶3 x -連接

ID:

智力障礙

MRXSSB:

智力障礙，x染色體聯係102

體:

Polymicrogyria

韋斯:

全外顯子組測序

核磁共振成像:

磁共振成像

腦電圖:

腦電圖

aCGH:

Array-Comparative基因組雜交

我們要感謝這個家庭參與這項研究並同意發表他們的數據。

勞拉·豐塔娜得到了翁貝托·維羅納西基金會的支持。

該研究得到了米蘭國際癌症研究中心Ca’Granda Ospedale Maggiore Policlinico基金會(Ricerca Corrente 2019-2020至MM，用於組學數據分析和轉化臨床研究設計的生物信息設施)的支持。

作者和聯係

1. 研究實驗室協調單位，意大利米蘭，IRCCS Ca’Granda Ospedale Maggiore Policlinico基金會

   Giada Moresco, Jole Costanza, Carlo Santaniello, Ornella Rondinone, Monica Miozzo和Laura Fontana

2. IRCCS Ca’Granda基金會，Ospedale Maggiore Policlinico，米蘭，意大利

   Federico Grilli, Elisabetta Prada, Ilaria Coro, Paola Marchisio和Donatella Milani

3. 兒童神經病學和精神病學部門，意大利帕維亞，IRCCS Mondino基金會

   西蒙娜Orcesi

4. 腦與行為科學係，Università意大利帕維亞degli Studi di Pavia

   西蒙娜·奧西和安娜·皮切奇奧

5. 意大利帕維亞，IRCCS Mondino基金會神經放射科

   安娜Pichiecchio

6. 病理生理學和移植係，Università米蘭degli Studi di Milano，意大利米蘭

   Paola馬爾基西奧

7. 健康科學係，Università米蘭研究院，意大利米蘭

   莫妮卡·米奧佐和勞拉·豐塔娜

貢獻

GM: WES數據分析及稿件撰寫;JC:生物信息學分析;CS: WES實驗;OR: WES數據分析與解釋;FG、EP、SO、DM、PM:患者的臨床評價及隨訪;記者:neuroradiologic分析;IC:協調臨床數據收集;LF, MM:監督項目並對結果的解釋做出了貢獻。所有作者閱讀並批準了最終稿件。

作者的信息

D.M.是歐洲罕見先天性畸形和罕見智力殘疾參考網絡ERN-ITHACA的成員[歐盟框架夥伴關係協議ID: 3HP-HP-FPA ERN-01-2016/739516]。

相應的作者

對應到勞拉·豐塔納．

倫理批準和同意參與

這項工作是“CARE:利用外顯子組測序治療未診斷罕見病的挑戰性方法”項目(協議代碼:PED-CARE-2018)的一部分。

獲得所有家庭成員的書麵知情同意。

同意出版

獲得適當的書麵知情同意後發表。

相互競爭的利益

作者聲明他們沒有競爭利益。

出版商的注意

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