pääteksti

Intellectual disability (ID) määritellään huomattavaksi kognitiivisten ja adaptiivisten toimintojen heikentymiseksi, joka alkaa lapsuudessa ja jonka esiintyvyys on arviolta 1, 5% – 2, 0%.1 uusien teknologioiden nopea kehitys, mukaan lukien seuraavan sukupolven sekvensointi, on mahdollistanut useiden aiemmin diagnosoimattomien Mendelin häiriöiden selvittämisen viime vuosina. Tämä pätee erityisesti lapsiin, joilla on näennäisesti satunnaisia, ei-syndromisia tai lieviä dysmorfisia kehitysvammaisuuden muotoja ja/tai maailmanlaajuista kehitysviivettä (ID/GDD), joita ei voitu analysoida systemaattisesti genomin laajuisella tasolla ennen kromosomaalisten mikroarakeiden ja koko-eksomin tai genomin sekvensoinnin tuloa. Viimeaikaisissa tutkimuksissa onkin havaittu patogeenisiä de novo-mutaatioita nopeasti kasvavassa määrässä yksilöitä, joilla on ID / GDD, ja näin ollen erityisesti proband-parentrion whole-exome-sekvensoinnin voima.2-4

tässä ilmoitetaan viisi toisiinsa liittymätöntä henkilöä, kolme miestä ja kaksi naista, joilla on ID/GDD, vaikea puhevamma ja samanlaisia (vaikkakin hienovaraisia) kasvojen epämuodostumia (Taulukko 1; kuva 1). Kaikissa viidessä yksilössä trio koko-eksome-sekvensointi tunnisti champ1: ssä aiheuttavan de novo frameshift-tai nonsense-mutaation (kromosomin linjaus-ylläpitävä fosfoproteiini 1; kutsutaan myös CAMP: ksi, ZNF828: ksi tai C13orf8: ksi). CHAMP1 (GenBank: NM_032436. 2; MIM: 616327) koodaa sinkkisormiproteiinia, joka osallistuu kinetokori-mikrotubuluksen kiinnittymisen ylläpitoon mitoosin aikana ja tarkan kromosomien erottelun säätelyyn.5 molempien tiedetään olevan ratkaisevia aivokuoren ja henkisen kehityksen kannalta.6 kaikki biologiset näytteet ja kuvat saatiin sen jälkeen, kun asianosaisten vanhemmat olivat antaneet kirjallisen tietoon perustuvan suostumuksen. Tutkimus tehtiin Helsingin pöytäkirjojen julistuksen mukaisesti ja sen hyväksyivät kulloisenkin instituution eettiset toimikunnat.

Taulukko 1

td rowSpan=”1″ colspan=”1″>3

colspan=”6″ rowSpan=”1″> kraniofasiaalipoikkeavuudet

d rowspan=”1″ colspan=”1″(ei ohut)

rowspan=”1″ colspan=”1″>ND

rowspan=”1″ colspan=”1″>−

=”1″ colspan=”1″>toistuvat yläilman infektiot

	individual a:II-1	individual C:II-2	individual d:II-2	individual d:II-2	yksittäinen e:II-2
Sex	male	male	mies	nainen	nainen
syntymä raskausviikolla	40	39	39	37	40
syntymäpaino (g/SD)	3,520/-0.4	3,580/+0.2	3,100/-0.9	3,105/+0.3	4,100/+1.5
Syntymäpituus (cm/SD)	52/-0.2	ND	49/-1.3	50/+1.0	53/+0.6
OFC syntyessään (cm/SD)	33/-2.0	ND	35, 6/-2, 1 (ikä 6 viikkoa)	29.5/-3.1	35 / -0.4 (ikä 4 viikkoa)
Age at last examination (years)	4	3	18	8
weight at last examination (kg/SD)	16.3/+0.2	14.7/0	50/-2.7	14.7/-0.1	45.5/+3.3
Length at last examination (cm/SD)	111.5/+0.7	86/-2.2	160/-2.9	93.5/-0.9	139/+0.6
OFC last examination (cm/SD)	48/-2.5	47.3/-1.5	52.2/-3.1	45.5/-2.4	52 / -0.3
neurologiset oireet
lihasten hypotonia	+	+	+	+	/tr>
motor development delay	+	+	+	+	TD>	+
Kävelyikä ilman tukea (kk)	48	36	30	18	20
	+	+	+	+	+
dysartria, puhevika	ei puhetta	ei puhetta	+	+	+	td>
kehitysvammaisuus	vaikea	vaikea	vaikea	vaikea	vaikea	kohtalainen	kohtalainen	ystävällinen käyttäytyminen	+	+	+	+	+
	+	−	+	+
long face	+	−	+	−	+
epicanthic folds	−	−	−	+	colspan=” 1″>+
	–	+	+	+	TD rowSpan = ”1” colspan=”1″>−	+
	+	+	+	”1” colspan=”1″>+	+	+	–	+	+	+
ylähuuli	+	+	+	+	=”1″>+
	+	+	+	+	+	+	+
	+	+	+	+	+	terävä leuka	+	+	−	−	+
matalat korvat	−	+	−	–	+
muut löydökset
karsastus	+	−	+	−	−
–
–
hyperopia	+	ND	+	+	+	td >
Joint hypermobility	+	−	+	−	−
	+	+	+	+	+	–
	+	+	−	−	vähentynyt kivun tunne	+	−	+	+	+	−	+	+	+		−
TD rowSpan=”1″ colspan=”1″>aivo-MRI						lievä aivoatrofia ja pikkuaivokuoren dysplasia	lievästi viivästynyt myelinaatio	normaali (vuoden ikä)	normaali (kolmen kuukauden ikä)	normaali (kolmen vuoden ikä)
CHAMP1 Mutation
Gene mutation, protein alteration	c.1866_1867delCA, p.Asp622Glufs∗8	c.1768C>T, p.Gln590∗	c.1192C>T, p.Arg398∗	c.635delC, p.Pro212Leufs∗7	c.1192C>T, p.Arg398∗

ensimmäinen proband (perheen yksilö II-1) on eurooppalaisten sukujuuriltaan terveiden vanhempien ensimmäinen lapsi. Hän syntyi epätasaisen raskauden jälkeen 40 raskausviikolla normaalipainoisena ja-pituisena ja takaraivon takaraivon ympärysmitaltaan (OFC) 33 cm (-2 SD). Ruokintavaikeudet, oksentelu ja laihtuminen leimasivat varhaista postnataalista aikaa. Kehitysviive, lihasten hypotonia ja karsastus ilmaantuivat ensimmäisen kerran 3 kuukauden iässä. Hyperopia diagnosoitiin 9 kuukauden iässä. Kaikki motorisen kehityksen virstanpylväät viivästyivät; hän pyöri 12 kuukauden, istui 12 kuukauden, indeksoi 30 kuukauden ja käveli 4 vuoden iässä. Neljän vuoden iässä hänellä todettiin vaikea kehitysviive, johon liittyi mikrokefaliaa (OFC -2.2 SD) sekä katkaistua ja orofacial hypotoniaa. Hänen kävelynsä oli hieman ataksista, ja hän osoitti stereotyyppisiä liikkeitä, kuten usein käsien lepattamista ja jactitationia. Hänen käytöksensä oli hyvin ystävällistä ja ennakkoluulotonta. Nivelen hypermobiliteetin ja napatyrän lisäksi havaittiin lieviä dysmorfisia piirteitä, kuten litistynyt takaraivo, pitkät kasvot, lyhyt nenä, jossa on antevertaiset narut, lyhyt philtrum, ohut ja tented ylähuuli, everted alahuuli, suippo leuka, korkea kaareva suulaki ja dysplastiset hampaat (Kuva 1a). Kielen kehitys viivästyi merkittävästi ja rajoittui kolmeen sanaan 4 vuoden iässä. Lisäksi hänen vanhempansa havaitsivat alentuneen kiputuntemuksen. Aivojen MRI, suoritetaan iässä 4 vuotta, paljasti lievä yleistynyt atrofia aivojen, yksinkertaistettu gyral malli, ja lievä pikkuaivojen aivokuoren dysplasia muistuttava lievä muoto osittainen rhombenkefalosynapsis fuusioitu superior posterior pikkuaivopuoliskot mutta erotettu huonompi anterior pikkuaivopuoliskot (Kuva S1). Tavanomainen lymfosyyttien kromosomianalyysi, Fish-analyysi (INTERFAASIFLUORESENSSI in situ hybridization) buccal moppy cells, array comparative genomic hybridization (CGH), SNRPN-locus metylation analysis (MIM: 182279), ja suora sekvensointi ARX (MIM: 300382) suoritettiin, jotka kaikki antoivat normaalit tulokset. Tämä sai meidät suorittamaan trio exome-sekvensoinnin sekä terveiden vanhempien että probandin DNA-näytteillä, kuten edellä on kuvattu.2 lyhyesti, koodaus DNA fragmentit rikastettiin SureSelect Human All Exon 50MB V5 Kit (Agilent), ja sekvensointi suoritettiin HiSeq2500 järjestelmä (Illumina). Reads oli linjassa human genome assembly hg19 (UCSC Genome Browser) kanssa Burrows-Wheeler Aligner (BWA, v. 0.5.87.5), ja havaitseminen geneettisen vaihtelun suoritettiin SAMtools (v. 0.1.18), PINDEL (v. 0.2.4 t) ja ExomeDepth (v. 1.0.0). Bioinformaattinen suodatus ei havainnut harvinaisia kandidaattivariantteja (vähäisen alleelin taajuus < 0, 01) autosomaalisen resessiivisen tai X-linkitetyn resessiivisen periytymistavan seurauksena. Tunnistimme kuitenkin yhden ei-huomautetun, de novo-sekvenssimuutoksen, jolla on vakava vaikutus proteiinin rakenteeseen (taulukko S1A). Tämän 2 bp: n deleetion cDNA-asemassa 1,866 bp (c.1866_1867delca) CHAMP1: ssä ennustetaan muuttavan lukukehystä ja aiheuttavan ennenaikaisen pysäytyskodonin aminohappo 629: ssä (s.Asp622Glufs∗8). Sangerin sekvensointi vahvisti heterotsygoottisen C.1866_1867delca-mutaation probandissa (Kuva S2) ja sen puuttumisen molempien vanhempien veren DNA: sta.

toinen proband (B-suvun yksilö II-3) on ei-verisukulaisten hollantilaisvanhempien kolmas lapsi. Poika syntyi merkittömän raskauden jälkeen 39. raskausviikolla. Syntymäpaino oli normaali. Vastasyntyneellä kaudella hänellä oli ruokintavaikeuksia ja hän oli kuusi viikkoa letkuruokinnassa. Viivästynyt kehitys ja heikentynyt näkö huomattiin jo ensimmäisen elinkuukauden aikana. Aivojen magneettikuvaus 3 kuukauden iässä osoitti hieman viivästynyttä myelinaatiota. Hän kärsi vakavasta hypotoniasta, joka parani ajan myötä. Lisäksi hän kärsi toistuvista ylähengitystieinfektioista ja aspiraatiopneumonioista. 2-vuotiaana tehdyssä tutkimuksessa paljastui useita dysmorfisia piirteitä, kuten brachycephaly, matala otsahiusraja, hypertelorismi, epikantiset poimut ja leveä nenäsilta. Hänen pituutensa oli -2,2 SD, kun taas hänen painonsa ja OFC olivat normaalialueella. Hän pystyi seisomaan jonkin verran tukea 2-vuotiaana.5 vuotta ja kävellä muutaman askeleen ilman tukea, mutta riittämätön pään tasapaino 3 vuoden iässä. Hän osoitti stereotyyppistä käyttäytymistä, jolle oli ominaista käsien ja käsien kääntely, vääntelehtiminen, huokaisu ja ravistelu. Yöllinen frontotemporaalinen epilepsia, joka todennäköisesti aiheuttaa uniapneaa, hoidettiin onnistuneesti karbamatsepiinilla. Vaikka hänen näkökykynsä on heikko ja näkökykynsä on heikko ja hänellä on normaali elektroretinogrammi, hänen näkökykynsä heikkenemisen syytä ei vielä tiedetä. 5-vuotiaana tehdyssä uusintatutkimuksessa todettiin hyvin iloinen poika, jolla oli edellä kuvatut stereotyyppiset piirteet, ei puhetta ja otsapenger, mantelinmuotoiset silmät, korkea suulaki, pienet hampaat ja diasteema, edellä mainittujen dysmorfisten piirteiden lisäksi (Kuva 1B). Hänelle oli myös kehittynyt napatyrä. Ajan mittaan metaboliset perustutkimukset, atrx: n sekvenssianalyysi (MIM: 300032), SNP-array ja Prader-Willin oireyhtymän metylaatiotutkimukset (MIM: 176270) tuottivat normaalit tulokset. Siksi suoritimme trio-eksome-sekvensoinnin vanhempien ja probandin DNA-näytteillä, kuten aiemmin on kuvattu.3 lyhyesti sanottuna exome-sekvensointi suoritettiin kiinteällä 5500xl-koneella (Life Technologies) Agilent SureSelectXT Human All Exon 50MB Kit (Agilent) – rikastuksen jälkeen. Tiedot analysoitiin LifeScope-ohjelmistolla (Applied Biosystems, Life Technologies). Vanhemmilta ja probandin DNA: lta tehtiin de novo-analyysi, jossa tunnistettiin yksittäinen ei-huomautettu de novo-sekvenssin muutos, jolla oli vakava vaikutus proteiinin rakenteeseen (taulukko S1B). Tämä oli yhden nukleotidin muunnos (SNV) c.1768C>T CHAMP1: ssä, mikä johti nonsense-mutaatioon aminohappo 590: ssä (p.Gln590∗). Sangerin sekvensointi vahvisti heterotsygoottisen c.1768c>T-mutaation probandissa (Kuva S3) ja sen puuttumisen molempien vanhempien veren DNA: sta.

kolmas proband (suku C: n yksilö II-2) on 18-vuotias mies, toinen ei-verisille hollantilaisille vanhemmille syntyneistä kolmesta lapsesta. Hän syntyi raskausviikolla 39 epätasaisen raskauden jälkeen normaalipainoisena ja-pituisena. OFC 6 viikon iässä oli -2,1 SD. Hypotermia ja ruokinta ongelmia leimasivat ensimmäiset elinpäivät ja ruokatorven refluksi epäiltiin. Hypotonia ja kehitysviive tulivat ilmeisiksi ensimmäisten kuukausien aikana. Iässä 1 vuosi, kehityksen viivästyminen ja ruokinta ongelmia liittyy laihtuminen johti laaja kliininen työ ylös, paljastaa normaalit tulokset metabolisen analyysin, MRI aivojen, määrittäminen luu-Ikä, kallo röntgenkuvaus, ja pH-metry. Ruokatorven motiliteettianalyysi osoitti nielemisliikkeiden vähentyneen, mutta sulki pois rakenteellisen poikkeaman. Ajoittainen eksotropia ja korkea hyperopia (+6,25 diopteria (DPT), kahdenvälisesti) todettiin. Tutkimus paljasti takaraivon painuman ja etuhampaiden välit kasvoivat. Ruokinta parani ajan myötä. Hän kärsi toistuvista ylähengitysteiden tulehduksista ja mahakatarrista. Motoriset virstanpylväät viivästyivät, muun muassa kieriminen 9 kuukaudella, istuminen 13 kuukaudella ja kävely 30 kuukaudella. Myös hänen kielenkehityksensä viivästyi merkittävästi. Ensimmäiset sanat hän lausui 3-vuotiaana. Toistuva pipekoolihapon nousu seerumissa sai aikaan laajan metabolisen tutkimuksen, johon sisältyi analyysi pesäkettä stimuloivasta tekijästä, fibroblastista ja maksakudoksesta. Normaalit tulokset tekivät peroksisomaalisesta viasta epätodennäköisen. Viimeisimmällä käynnillä 18-vuotiaana hänen painonsa, pituutensa ja OFC olivat alle normaalin vaihteluvälin (paino -2,7 SD; korkeus -2,9 SD; OFC -3,1 SD). Autismi oli diagnosoitu. Hän puhui lyhyitä lauseita sammaltaen. Hän rakasti musiikkia ja uimista ja osasi käyttää tietokonettaan hyvin. Hänen käytöksensä oli ystävällistä. Vanhemmat kertoivat kivun tunteen vähentyneen. Kliiniset tutkimukset osoittivat lihasten hypotoniaa, erityisesti orofasiaalista hypotoniaa, johon liittyi suun avautumista ja syljeneritystä, pitkiä kasvoja, ylöspäin kohoavia palpebraalisia halkeamia, lyhyttä filtteriä, ohutta ylähuulta ja everted alahuulta, suippoa leukaa ja matalia korvia (Kuva 1c). Vuosien mittaan karyotyping, array CGH, ja kala-ja metylaatio testaus kromosomialueella 15q11q13, sekä analyysit ARX, VPS13B (mim: 607817), ja UBE3A (MIM: 601623) oli tehty ilman patogeenisiä löydöksiä. Tämä sai meidät suorittamaan diagnostisen trio exome-sekvensoinnin probandin ja molempien vanhempien DNA-näytteillä. Exomes rikastettiin SureSelect XT Human All Exon V5 Kit (Agilent) – laitteella ja sekvensoitiin nopeassa ajotilassa HiSeq2500-sekvensointijärjestelmällä (Illumina). Reads oli linjassa hg19 kanssa BWA (BWA-MEM v. 0.7.5 a) ja variantteja kutsuttiin Genomianalyysin työkalupakki haplotype caller (v. 2.7-2). Havaitut vaihtoehdot merkittiin, suodatettiin ja priorisoitiin Bench Lab NGS-alustalla (Cartagenia). De novo-mutaatioanalyysissä, jossa kaikki havaitut muunnokset suodatettiin vanhempaisvariantteihin ja populaatiovariantteihin, havaittiin yksittäinen, ei-huomautettu de novo-sekvenssimuutos, jolla oli vakava vaikutus proteiinin rakenteeseen (taulukko S1C). Tämä oli CHAMP1 SNV c.1192c>T, mikä johti nonsense-mutaatioon aminohappo 398: ssa (p.Arg398∗). Heterotsygoottinen c.1192c>T-mutaatio validoitiin ja osoitettiin de novoksi Sanger-sekvensoinnilla (tietoja ei näy).

neljäs proband (suku D: n yksilö II-2) on hollantilaista alkuperää oleva dichorioninen diamnioottinen kaksonen. Äiti tuli raskaaksi koeputkihedelmöityksen (IVF) jälkeen sytoplasmisen sperman injektiolla (ICSI) isän oligoastenospermian vuoksi. Raskautta vaikeutti preeklampsia. Tyttö syntyi 37 viikon ja 2 päivän raskausaikana ja synnytettiin keisarileikkauksella. Syntymäpaino ja pituus olivat normaalit,mutta OFC oli alle kolmannen senttilitran. Heti syntymän jälkeen havaittiin lievä kohonnutta palpebral halkeamia, lyhyt kaula, jossa niskaleikkaus, ja turvonnut häpyhuulet minora. Hän oli lievästi hypotoninen. Ruokintavaikeudet ja ruokatorven refluksi olivat läsnä ensimmäisten elinviikkojen aikana, ja hän joutui 10 päivän putkiruokintaan. Aneuploidia kromosomit X, Y, 13, 18, ja 21 suljettiin pois kvantitatiivinen fluoresoiva PCR (qfPCR), ja array CGH antoi normaalit tulokset. Aivojen magneettikuvauksessa näkyi ensin alentunut pyörrytys ja laaja sulci, joskaan diagnoosia yksinkertaistetusta gyraalikuviosta ei voitu vahvistaa. Aivojen magneettikuvauksen 3 kuukauden iässä kerrottiin kuitenkin olevan normaali. Magneettiresonanssispektroskopiassa ei havaittu koliinin, kreatiinin, n-asetyyliaspartaatin (NAA), inositolin, glutamaatin/glutamiinin eikä laktaatin poikkeavuuksia. Sydämen tai munuaisten poikkeavuuksia ei havaittu. Hänen motorinen kehityksensä viivästyi. Hän aloitti kävelyn puolitoistavuotiaana. Bayley Scales of Infant Development (RSID-III) – testaus 2 vuoden ja 4 kuukauden iässä paljasti 12 kuukauden kehitysviiveen; hänen hienomotoriset taitonsa ja puhekehityksensä viivästyivät. Hänen vastaanottavainen kielensä oli paremmin kehittynyt kuin hänen ekspressiivinen kielensä. Hän kärsi toistuvista ylähengitystieinfektioista ja kroonisesta välikorvatulehduksesta. Lisäksi todettiin korkea hyperopia (+7 dpt) ja hajataittoisuus. Hänen unensa oli selvästi häiriintynyt, eikä melatoniinihoito parantanut tilannetta. UNILÄÄKKEESSÄ ei näkynyt poikkeavuuksia, mutta vanhemmat kertoivat tuijotusloitsuista, joiden aikana tyttö ei reagoi. Hänen käytöksensä on hyvin avointa ja ystävällistä ja hänellä on alentunut kipuaistimus. Hän osoitti käsistereotypioita, tuntoyliherkkyyttä ja seksuaalista itsensä stimulointia. Ruokintavaikeuksia oli edelleen etenkin tiettyjen kiinteiden ruokien nielemisessä. 3-vuotiaana tehdyssä kliinisessä tutkimuksessa havaittiin lieviä dysmorfisia piirteitä, kuten täysiä kulmakarvoja, epikanttisia poimuja, leveä nenäsilta, alaluomien lievä sivusuuntainen eversio, lyhyt filttrumi, suu auki oleva orofacial hypotonia, ohut ja tented ylähuuli, näkyvä alahuuli, korkea kaareva kitalaki, pienet hampaat ja diasteema (Kuva 1D). Hänen kävelynsä oli kömpelöä ja hieman leveäpohjaista. Suoritimme trio exome sekvensointi DNA-näytteitä vanhempien ja proband, kuten edellä on kuvattu yksittäisten II-3 perheen B, joka yksilöi yhden ei-annotated, de novo sekvenssin muutos (taulukko S1D). Tämän 1 bp: n poiston cDNA-asemassa 635 (c.635delc) CHAMP1: ssä ennustetaan muuttavan lukukehystä ja aiheuttavan ennenaikaisen pysäytyskodonin aminohappo 218: ssa (p.Pro212Leufs∗7). Sanger-sekvensointi vahvisti heterotsygoottisen C.635delc-mutaation probandissa (tietoja ei näy) ja sen puuttumisen molempien vanhempien veren DNA: sta.

riippumaton haitallinen de novo CHAMP1-muutos on aiemmin todettu systemaattisessa trio exome-sekvensointitutkimuksessa, johon osallistui 51 henkilöä, joilla oli vaikea ei-syndrominen ID.2 Tämä CHAMP1-muutos on yksi proband-ryhmän 87: stä de novo-muunnoksesta, joita on raportoitu ilman yksityiskohtaista kliinistä kuvausta lisäaineistossa. Koska muita sairastuneita yksilöitä ei ollut, tämän muunnoksen patogeenisuus jäi tuolloin epäselväksi. Erityisesti tämä oli identtinen nonsense-mutaatio (c. 1192c>T; P.Arg398∗; Kuva S4), jonka tunnistimme myös tässä yksilössä II-2 perheestä C. tämä viides proband (E: n yksilö II-2) on yhdeksänvuotias tyttö, terveiden ei-verisukulaisten saksalaisten vanhempien toinen lapsi. Hänen äidilleen kehittyi Wilmsin kasvain 24-vuotiaana; suvussa ei ollut enää mitään merkittävää. Proband syntyi tyhjiöuuttamalla 40 raskausviikon jälkeen normaalipainoisena ja-pituisena. OFC syntyessään ei ole tiedossa, vaikka se oli normaalin rajoissa neljän viikon iässä. Psykomotorinen kehitysviive tuli ilmeiseksi toisena elinvuotena. Hän aloitti ryömimisen 11 kuukauden ikäisenä ja kävelyn 20 kuukauden ikäisenä. Denverin asteikkotestaus 36 kuukauden iässä paljasti viiveen kaikissa toiminnoissa, erityisesti kielen kehityksessä. Puheen kehitys todellakin viivästyi huomattavasti, ja hän puhui juuri kymmenen sanaa 4 vuoden ja 8 kuukauden ikäisenä. Hänen vastaanottavainen kielitaitonsa oli vertailussa parempi, mutta viivästyi silti ikäänsä nähden. Aineenvaihdunnan perustutkimukset, EEG: t ja aivojen magneettikuvaus 3 vuoden iässä tuottivat normaalit tulokset. Neurologinen tutkimus 4-vuotiaana paljasti orofacial hypotonian. Vanhemmat kuvailivat kivun tunteen vähentyneen. Tutkittaessa 4 vuoden ja 8 kuukauden iässä hänen ruumiinpituutensa ja OFC-arvonsa olivat normaalin rajoissa, mutta hän oli ylipainoinen (BMI 19, 8, +3 SD). Hänellä oli lieviä dysmorfisia kasvonpiirteitä, mukaan lukien kohoavat kämmenen halkeamat, epikantiset poimut, matalat korvat, näkyvä nenä, lyhyt philtrum, avoin suu, jossa on ohut ja tented ylähuuli, näkyvä alahuuli ja korkea kaareva kitalaki (Kuva 1e). Hänen kävelynsä oli kömpelöä. Hänen käytöksensä oli hyvin ystävällistä ja ennakkoluulotonta. Viimeisimmässä tutkimuksessa 8 vuoden ja 11 kuukauden iässä hänen pituutensa ja OFC pysyi normaalialueella, mutta lihavuus oli lisääntynyt (BMI 23,3, +3,3 SD). Hänen puheensa oli sammaltavaa ja hän puhui jopa kolmen sanan lauseilla ja käytti lisäksi käsimerkkejä. Orofacial hypotonia oli edelleen läsnä. Vanhemmat kertoivat myös typistyneestä hypotoniasta. Samaan aikaan todettiin hyperopia (oikea, +4.50 dpt; vasen, +3.50 dpt) ja bilateraalinen hajataitto. Ennen sisällyttämistä trio exome-sekvensointitutkimukseen, karyotyypin määritys, kalatestaus kromosomialueella 15q11q13 Prader-Willille ja Angelmanille (MIM: 105839) oireyhtymät, hauras X-analyysi (MIM: 300624), MLPA P245 (microdeletion syndromes-1, MRC Holland) ja array-CGH-analyysi olivat antaneet normaalit tulokset.

yhdessä kaikki viisi yksilöä, joilla on de novo deleterious CHAMP1-mutaatio, kärsivät ID: stä ja viivästyneestä motorisesta kehityksestä, jolloin puheen kehitys on erityisen viivästynyt. Siinä missä motorinen kehitys parani ajan myötä, puhevamma säilyi. Kaikki yksilöt kärsivät lihaksikkaasta, erityisesti katkenneesta hypotoniasta. Orofacial hypotonia havaittiin neljällä probandilla. Kaikilla yksilöillä havaittiin samanlaisia dysmorfisia piirteitä, kuten lyhyt Filtrum, tented ylähuuli ja everted alahuuli. Kolme yksilöä, joilla on ylöspäin kohoava kämmenen halkeama, matalat korvat ja pitkä naama ja terävä leuka. Ystävällistä käytöstä kuvattiin kaikilla yksilöillä. Neljällä yksilöllä todettiin alentunut kiputuntemus, ruokintavaikeudet vastasyntyneen aikana, hyperopia ja korkea kitalaki. Kolmella henkilöllä oli stereotyyppisiä liikkeitä. Kolmella yksilöllä todettiin mikrokefaliaa. Ennen champ1-mutaatioiden tunnistamista oli tehty useita erilaisia erityisiä geenitestejä. Tärkeimmät geneettiset erotusdiagnoosit olivat Prader-Willin (PWS) ja Angelmanin oireyhtymät (AS). PWS: ää epäiltiin kolmessa probandissa syöttövaikeuksien vuoksi. Taaperoikäisenä pahasti viivästynyt puheen kehitys, mikrokefalia ja ataksinen kävely tekivät Angelmanin oireyhtymästä tärkeän differentiaalidiagnoosin, jota testattiin kolmella probandilla. ARX-analyysi tehtiin tunnistuksen ja puheviiveen vuoksi kahdella urospuolisella probandilla.

yksikään tutkimuksessamme havaituista neljästä CHAMP1-muutoksesta ei esiintynyt Dbsnp136: ssa, ExAC: n tietokannassa tai 1000 genomin tiedoissa, mikä viittaa siihen, että ne ovat hyvin harvinaisia populaatiossa eivätkä todennäköisesti liity sairauksiin. Lisää vahvistavia todisteita CHAMP1-mutaatioiden patogeenisuudesta probandeissamme tulee hyvin tuoreesta laajamittaisesta sekvensointitutkimuksesta (kehityshäiriöiden selvittäminen) yhteensä 1133 yksilöllä, joilla on ID ja kehitysviive. Tässä tutkimuksessa kahdella riippumattomalla yksilöllä raportoitiin haitallisia de novo CHAMP1-muutoksia. Ensimmäinen proband oli poika, jolla oli SNV C.1002g>A, jonka ennustettiin johtavan nonsense-muunnokseen aminohappo 334: ssä (p.Trp334∗) ja jolla raportoitiin olevan ID, obstruktiivinen uniapnea, supernumeraariset nännit ja plagiokefalia. Toinen proband oli tyttö, jolla oli SNV C.1489c>t, mikä johti nonsense-muunnokseen aminohappo 497: ssä (p.Arg497∗) ja jolla ilmeni DDD: tä, nivelten hypermobiilisuutta, munuaisten keräysjärjestelmän ja keskushermoston poikkeavuuksia, koordinaatiohäiriöitä ja diastaasi rectiä. Kirjoittajat luokiteltu CHAMP1 kuin ” uusi geeni pakottavia todisteita rooli kehityshäiriöitä.”4

havainnot yhteensä seitsemästä itsenäisestä yksilöstä vahvistavat siten, että CHAMP1: n mutaatiot ovat ID / DDD: n monogeeninen syy. Tämän olettamuksen mukaisesti EXAC: n tietokantaan ei ole talletettu yksittäistä funktion menettänyttä CHAMP1-muunnosta, joka sisältää yli 110 000 sekvensoitua alleelia tässä lokuksessa, mikä puoltaa voimakkaasti CHAMP1-mutaatioiden haitallista vaikutusta. Erityisesti Jäännösvariaatio-intoleranssi (rvi), joka kvantifioi geenien intoleranssin funktionaalisille mutaatioille7 CHAMP1, on -0, 75 (13, 71.prosenttipiste) ja siten jopa alhaisempi kuin kehityshäiriöihin osallistuvien geenien keskimääräinen rvi-pistemäärä (0, 56; 19, 54. prosenttipiste). Tämä viittaa siihen, että champ1: n haitallisten muunnosten suvaitsemattomuus on huomattavasti voimakkaampaa kuin sellaisten geenien haitallisten muunnosten keskimääräinen suvaitsemattomuus, joilla tiedetään olevan kehityshäiriöitä aiheuttavia mutaatioita.

CHAMP1 sijaitsee kromosomissa 13q34 ja sisältää yhden koodaavan eksonin (sekä kaksi 5′-transloitumatonta eksonia), joka koodaa 812 aminohapon sinkkisormiproteiinia. CHAMP1: n on osoitettu olevan vuorovaikutuksessa mitoottisen kontrolliproteiinin MAD2L2 kanssa ja sitä tarvitaan sen karan lokalisointiin. CHAMP1 paikantaa kromosomit ja mitoottisen karan ja säätelee cenpen ja CENPF: n lokalisointia kinetokoreiksi. Lisäksi se säätelee kinetokori-mikrotubuluksen kiinnittymistä ja siten asianmukaista kromosomien kohdistumista.5 mutaatiot, jotka vaikuttavat geenien koodaus proteiineja, jotka säätelevät kromosomin linjaus ja / tai kara kokoonpano ovat vakiintunut syy erilaisia syndrooma ja ei-syndrooma kehityshäiriöt. Esimerkkejä ovat POGZ (mim: 614787),4KIF2A (mim: 602591), TUBG1 (mim: 191135),6KIF4A (MIM: 300521) ja KIF5C (MIM: 604593),8CENPE (MIM: 117143),9 ja BUB1B (mim: 602860).10 siksi CHAMP1 on houkutteleva toiminnallinen kandidaattigeeni kehityshäiriölle. Mielenkiintoista on, että on osoitettu, että CHAMP1: n lokalisointia kromosomeihin ja mitoottiseen karaan säätelee sen C-terminaalinen alue, joka sisältää sinkkisormen domeeneja. Jälkimmäisten osoitettiin edelleen olevan tarpeen kromosomin kunnolliselle linjaukselle.5 kaikkien tähän mennessä tunnistettujen haitallisten de novo-mutaatioiden, jotka johtavat stabiiliin proteiiniin, ennustetaan johtavan tämän toiminnallisesti tärkeän C-terminaalisen domeenin häviämiseen (kuva 2).

useita champ1-kromosomien poistoja on raportoitu. Mikroskooppisesti näkyvät kromosomien 13Q deleetiot on jaettu kolmeen ryhmään poistettujen alueiden sijainnin mukaan. Ryhmän 3 yksilöille eli henkilöille, joiden poistorajat ovat distaalisia 13q32: een, on ilmoitettu olevan tyypillisiä keskivaikea tai vaikea ID ja useimmissa tapauksissa suuria epämuodostumia ja kasvupuutteita ei esiinny.11 uudemmat raportit henkilöistä, joiden poistumat ovat 13q33-13q34, ovat laajentaneet tätä kliinistä kirjoa. Esimerkiksi yhdellä henkilöllä ilmoitettiin olevan suulakihalkio, mikrokefalia ja hypospadia sen lisäksi, että hänellä oli keskivaikea tai vaikea ID ja vaikea puheviive.12 toinen henkilö, jolla on kohdunsisäinen kasvun hidastuminen, yleistynyt hypotonia, vaikea kielen viive, ja kasvojen dysmorphism lukien epicanthal taittuu on raportoitu olevan sosiaalisesti lähtevä, samanlainen SNV-laakeri yksilöiden raportoitu tässä.13 kliinisiä yhtäläisyyksiä tässä kuvattujen henkilöiden kanssa on myös henkilöillä, joilla on SUBMIKROSKOOPPISIA poistoja, mukaan lukien CHAMP1, jotka on ilmoitettu DECIPHER-tietokannassa tai aiemmissa julkaisuissa. 23: n 26: sta henkilöstä, joilla on vain kromosomeihin 13q33 ja 13q34 vaikuttava poisto (maksimikoko 13.5 Mb, taulukko S2), ilmoitetaan näyttävän ID/GDD. Näin ollen voidaan olettaa, että champ1: n poisto voi olla pääsyy ID/GDD: hen henkilöillä, joilla on terminaalin 13Q poistotunnukset. Mielenkiintoista, useita muita usein löydöksiä viisi henkilöä raportoitu tässä ovat myös läsnä useita yksilöitä poistot 13q33–13q34, kuten lihasten hypotonia (N = 5), kapea tai korkea kaareva suulaki (N = 5), puheen viive tai kaareva ylähuulen (jokainen n = 3), sekä ylöspäin palpebral halkeamia tai epikantinen taittuu (jokainen N = 3). Koska tietokantamerkinnät ovat puutteellisia, tätä ei tietenkään pidä tulkita liikaa. Joissakin julkaistuissa probandeissa näitä lisäominaisuuksia on kuitenkin kolmesta neljään.Näin ollen CHAMP1 saattaa ainakin osittain olla vastuussa joistakin kliinisistä ominaisuuksista ID: n lisäksi henkilöillä, joilla on ryhmän 3 kromosomi 13Q poistumia. Kun otetaan huomioon, että kliiniset löydökset henkilöillä, joilla on de novo-mutaatioita CHAMP1: ssä ja probandeissa, joilla on suurempi kromosomaalinen deleetio, joka käsittää koko CHAMP1-geenin, vaikuttavat vertailukelpoisilta, on houkuttelevaa spekuloida, että tämä saattaa olla osoitus haploinsufficiency-menetelmästä yhteisenä etiologisena mekanismina.

yhteenvetona tunnistimme viisi ID-tautia sairastavaa henkilöä, joilla oli de novo deleterious-mutaatioita CHAMP1: ssä. Siksi tutkimuksemme osoittavat champ1: n tuhoisat mutaatiot kehityshäiriön monogeeniseksi syyksi. Lisäksi tarjoamme ensimmäisen yksityiskohtaisen kliinisen kuvauksen henkilöistä, joilla on CHAMP1-mutaatioita, paljastaen ID: n, jolla on vaikeasti heikentynyt ilmeikäs puhe ja viivästynyt motorinen kehitys, lihasten hypotoniaa, vastasyntyneen ruokintavaikeuksia ja hyperopiaa sekä samankaltaisia lieviä dysmorfisia piirteitä, yleisinä kliinisinä oireina. Lisäksi ehdotamme, että CHAMP1: n geneettistä analyysiä tulisi harkita henkilöillä, joilla on luokittelematon, ei-syndrominen tai lievä Dysmorfinen id/DDD: n muoto, varsinkin jos esiintyy lihasten hypotoniaa ja vaikeaa puheen viivästymistä ja PWS ja testaus ovat antaneet normaalit tulokset. Lopuksi tietomme korostavat kinetokorien ja kromosomien linjauksen tärkeyttä ihmisen hermosolun asianmukaisen kehityksen ja toiminnan kannalta.