脆性X染色體綜合征及診斷技術(shù)

前言：今天是第16個(gè)“國際罕見病日”，主題為“Share your colours”，中文譯為“點(diǎn)亮生命的色彩”。根據(jù)《中國罕見病定義研究報(bào)告2021》，罕見病的定義為新生兒發(fā)病率小于萬分之一、患病率小于萬分之一、患病絕對(duì)人數(shù)小于14萬的疾病。
 
盡管我國于2022年迎來人口負(fù)增長(zhǎng)的時(shí)代，但龐大的人口數(shù)量和環(huán)境、飲食等因素的影響，我國患罕見病的總?cè)藬?shù)并不少。新生人口數(shù)量的斷崖式下降，意味著新生人口的質(zhì)量將更受重視，倡導(dǎo)“優(yōu)生優(yōu)育”的政策支持力度勢(shì)必會(huì)進(jìn)一步加大。為保證新生兒出生質(zhì)量，出生缺陷的相關(guān)篩查尤為重要，例如唐氏綜合征，脊髓性肌萎縮癥，脆性X染色體綜合征，遺傳性耳聾，地中海貧血綜合癥，子癇等等。其中，與新生兒智力及發(fā)育障礙的篩查更是重中之重。
 
01脆性X染色體綜合征簡(jiǎn)介
眾所周知，唐氏綜合征（21號(hào)染色體三體綜合征）是引起新生兒智力和發(fā)育障礙的最主要因素。隨著基于二代測(cè)序技術(shù)（NGS）的無創(chuàng)產(chǎn)前檢測(cè)篩查（NIPT）在我國的大力推廣和廣泛普及，對(duì)唐氏綜合征的防控取得了非常顯著的臨床及社會(huì)效益。而僅次于唐氏綜合征，為引起智力及發(fā)育障礙的第二大病因的脆性X染色體綜合征（Fragile X Syndrome，F(xiàn)XS）[1]，人們卻普遍缺乏關(guān)注和認(rèn)知。脆性X染色體綜合征是繼唐氏綜合癥之后導(dǎo)致智力殘疾的第二大原因，也是導(dǎo)致智力及發(fā)育障礙的第一大單基因遺傳病，更是男性智力殘疾的最普遍原因。鑒于該病的相對(duì)高發(fā)生率及其復(fù)雜的臨床管理（尚無有效的藥物和療法），罹患疾病將給患者及其家庭造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)和精神負(fù)擔(dān)[2]。
 
脆性X染色體綜合征的患者一條X染色體的長(zhǎng)壁2區(qū)7帶（Xq27）到長(zhǎng)壁的2區(qū)8帶（Xq28）之間的染色體結(jié)構(gòu)呈細(xì)絲樣，表現(xiàn)在X染色體的長(zhǎng)臂末端出現(xiàn)“縊溝”，這段連接較細(xì)而致其相連的末端呈隨體樣的結(jié)構(gòu)，參見圖1[3]。由于這一細(xì)絲樣的部位易發(fā)生斷裂、丟失，因而被稱為脆性部位。脆性部位發(fā)生上述改變而引發(fā)的疾病被稱為脆性X染色體綜合征，屬于X連鎖顯性遺傳病。脆性X染色體綜合征迄今尚無針對(duì)性療法，更無法治愈。  
臨床表型范圍廣
FXS主要涉及中樞神經(jīng)系統(tǒng)，不僅表現(xiàn)為孤立的智力障礙，而且表現(xiàn)為多系統(tǒng)疾病。男性FXS患者多且癥狀較嚴(yán)重，典型的癥狀為：特殊的面容（長(zhǎng)條面型），主要是大耳朵和耳朵外凸、大嘴、前額突出、突下頜（參見圖2）；智力發(fā)育障礙，語言障礙、行為異常（多動(dòng)、沖動(dòng)、焦慮及癲癇發(fā)作），對(duì)外界刺激反映遲鈍等；大睪丸即巨睪癥等。女性常為攜帶者，女性攜帶者約1/3表現(xiàn)出智力低下或其他癥狀，但大多數(shù)較輕；女性FXS患者癥狀較輕，主要是精神問題、輕度的認(rèn)知損害、易害羞和焦慮、奇怪的交流方式和怪癖等[4]。
FXS還與自閉癥（ASD）和多動(dòng)癥（ADHD）存在密切關(guān)系。在所有被診斷患有ASD的病例中，約有2%歸因于FXS。而超過60%的FXS兒童被診斷患有ADHD，ASD或兩者兼有[5]。FXS是ASD的主要已知遺傳原因，有20%的ASD病例被認(rèn)為是單基因突變的結(jié)果，只有2%至6%是由于FMR1基因突變[6]。值得額外重視的是，我國的ASD患者已突破1300萬，其中超過300萬人為14歲以下的兒童，特別是近年來我國城市兒童中ASD發(fā)生率呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)。  
發(fā)病率不容忽視
全球每4000名男性和每8000名女性中就分別有1人患病。致病前突變?cè)谄胀ㄈ巳褐袆t更為普遍，約每250-300名女性、每850名男性中就分別有1人是攜帶者[7]。目前尚缺乏中國人群的患病率信息，也從側(cè)面說明尚引起國人的足夠重視。FXS大致占到男性智力低下患者的4%到8%。在女性人群中相應(yīng)來的略低。在一般人群中隨機(jī)選擇的300名女性中就有一名可能產(chǎn)下受影響的男嬰。
 
分子病因
FXS是由于脆性X智力低下蛋白（FMRP）缺失引起。FMRP缺失的主要機(jī)制是編碼FMRP的 FMR1基因的5’UTR區(qū)CGG三核苷酸重復(fù)動(dòng)態(tài)擴(kuò)增異常，導(dǎo)致該區(qū)域異常甲基化，隨后發(fā)生轉(zhuǎn)錄沉默，即異常擴(kuò)增引起轉(zhuǎn)錄過程受阻，參見圖3[8]。FXS本質(zhì)上是一種三核苷酸重復(fù)擴(kuò)增的動(dòng)態(tài)突變疾病。FMR1基因的CGG核酸三聯(lián)體重復(fù)的數(shù)目（CGG）n會(huì)導(dǎo)致三種不同的疾病狀態(tài)，具體取決于重復(fù)次數(shù)和性別。 (A) 攜帶 <45 個(gè) CGG 重復(fù)的等位基因表達(dá)和翻譯正常；
(B) CGG重復(fù)擴(kuò)增到突變前范圍（包含55-200個(gè)CGG重復(fù)序列）導(dǎo)致FMR1 mRNA轉(zhuǎn)錄本上調(diào)，但FMRP蛋白水平表現(xiàn)出一定的降低，此外，還會(huì)翻譯產(chǎn)生有害的polyG蛋白物（紅色形狀）；
(C) CGG重復(fù)擴(kuò)增到整個(gè)突變范圍（200+重復(fù)）導(dǎo)致FMR1基因的高甲基化，導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄和翻譯的完全沉默，F(xiàn)MRP蛋白缺失。
 
（1）正常型：健康個(gè)體的CGG重復(fù)次數(shù)少于44次。
（2）中間突變型和前突變型：FMR1中間和前突變攜帶者的重復(fù)數(shù)分別在45-54和55-200之間，與正常個(gè)體相比，F(xiàn)MRP蛋白水平下降。中間和前突變?cè)黾恿诉@些攜帶者發(fā)展為男性的FXTAS（脆性X相關(guān)性震顫／共濟(jì)失調(diào)綜合征）和女性的FXPOI（原發(fā)性卵巢功能不全）兩種疾病的風(fēng)險(xiǎn)和概率。在女性中，55-200個(gè)重復(fù)等位基因可能因月經(jīng)初潮缺失或卵泡過早耗竭而表現(xiàn)為FXPOI。
（3）全突變型：在重復(fù)超過200次的情況下稱為完全突變型，F(xiàn)MR1基因高甲基化和完全沉默，這是FXS的主要原因。當(dāng)（CGG）n重復(fù)數(shù)超過200時(shí)則為完全突變，常伴有CpG島異常甲基化，使FMR1無法正常被轉(zhuǎn)錄翻譯出正常的FMRP蛋白。  
（4）導(dǎo)致FXS的其他變異：除FMR1啟動(dòng)子區(qū)域的CGG擴(kuò)增外，少數(shù)FXS病例是由編碼區(qū)突變或FMR1基因缺失引起的。FMR1基因內(nèi)單核苷酸變異（SNVs）、短的插入或缺失（InDel）和微缺失，以及包含部分或整個(gè)FMR1基因座的缺失盡管少見，但也能引起FMRP的表達(dá)異�；蛘弋a(chǎn)生不同功能的FMRP，從而形成類似脆性X染色體綜合征的臨床癥狀[9，10，11]。目前的研究表明，有近5%的FXS是由這些變異所導(dǎo)致的。  
除了CGG重復(fù)次數(shù)的多少之外，插入的AGG可中斷CGG的重復(fù)，在一定情況下可降低攜帶突變前等位基因的女性將完全突變傳遞給后代的風(fēng)險(xiǎn)。在沒有AGG插入的母體等位基因，子代發(fā)生FRM1全突變擴(kuò)增的風(fēng)險(xiǎn)最大，而即使存在單個(gè)AGG插入也會(huì)顯著降低這種風(fēng)險(xiǎn)，特別是對(duì)于重復(fù)次數(shù)<70的等位基因。當(dāng)重復(fù)次數(shù)超過70個(gè)CGG三聯(lián)體時(shí)，即使存在AGG插入中斷，等位基因也表現(xiàn)出高度的不穩(wěn)定性，當(dāng)CGG重復(fù)數(shù)超過90時(shí)，AGG插入中斷則沒有任何能力阻止三聯(lián)體的動(dòng)態(tài)擴(kuò)增。
 
特別注意本病的前突變的傳遞方式即表型正常的男性，傳遞者的前突變基因傳遞給女兒的時(shí)候，重復(fù)突變不變或者減少。無臨床癥狀的前突變的女性攜帶者在傳遞給下一代時(shí)，重復(fù)數(shù)目明顯增加，后代可出現(xiàn)男性患者，通常由前突變發(fā)生動(dòng)態(tài)擴(kuò)增為，全突變的概率約為80%，前突變重復(fù)數(shù)目越多。女性配子減數(shù)分裂過程中，動(dòng)態(tài)擴(kuò)增的可能性就越大，越易產(chǎn)生全突變。
 
02FXS的診斷與篩查
臨床診斷
脆性X綜合征通過臨床表現(xiàn)和染色體檢查兩方面結(jié)合進(jìn)行臨床診斷，可以促進(jìn)FXS中基因型 - 表型相關(guān)性的研究，并為患者及其親屬提供更有效的診斷和遺傳咨詢。
 
疾病篩查
美國兒科學(xué)會(huì)目前的建議有智力障礙、整體發(fā)育遲緩或突變或突變前疾病家族史的人均應(yīng)進(jìn)行FXS的診斷與篩查，適合進(jìn)行FXS篩查與診斷的人群有：
（1）育齡女性：脆性X綜合征是一種發(fā)病率僅次于唐氏綜合征的疾病；女性攜帶者生產(chǎn)的子代患病機(jī)率可高達(dá)25%（男孩高達(dá)50%），建議所有育齡女性都要接受脆性X綜合征產(chǎn)前篩查。
（2）脆性X綜合征疑似人群：有不明原因智力低下、發(fā)育遲緩、自閉癥／孤獨(dú)癥、多動(dòng)癥、狂躁癥、行為障礙和語言障礙的兒童診斷檢測(cè)。
（3）胎兒（孕婦為脆性X前突變攜帶者）：當(dāng)母親為脆性X綜合征前突變攜帶者時(shí)，建議對(duì)胎兒行產(chǎn)前檢測(cè)。
（4）其他脆性X前突變攜帶者：脆性X綜合征家族史的人群，不明原因智力低下家族史的人群，有卵巢早衰、絕經(jīng)過早及其家族史的人群，不孕、早產(chǎn)、胎停育、反復(fù)流產(chǎn)的女性，有震顫／共濟(jì)失調(diào)及其家族史的人群。
 
產(chǎn)前篩查
FXS分子測(cè)試通常采集外周血淋巴細(xì)胞使用臨床推薦的方法進(jìn)行檢測(cè)。此外，還可以使用基于LR-PCR的方案對(duì)絨毛膜絨毛或羊膜細(xì)胞的DNA進(jìn)行FXS的產(chǎn)前測(cè)試。目前，根據(jù)ACMG（美國醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)學(xué)院）和ACOG（美國婦產(chǎn)科醫(yī)師大會(huì)）指南，有以下個(gè)人或家族史的夫婦應(yīng)進(jìn)行FMR1產(chǎn)前檢測(cè)：
（1）存在FXS或FX相關(guān)疾病史；
（2）存在不明原因的智力障礙或發(fā)育遲緩；
（3）存在孤立性認(rèn)知障礙；
（4）自閉癥；
（5）單純性小腦性共濟(jì)失調(diào)伴震顫等。
 
此外，鑒于FXS在普通人群中的發(fā)病率較高，一定比例的遺傳健康專家支持對(duì)所有要求進(jìn)行分析的女性進(jìn)行產(chǎn)前檢測(cè)，無論其個(gè)人／家族史如何。
 
03分子診斷與篩查的技術(shù)方法
臨床上常用的FXS診斷方法有：脆性X染色體核型分析；分子診斷方法，如：三重復(fù)引物 PCR 法（triple repeat–primed PCR,TP–PCR）聯(lián)合毛細(xì)管電泳（CE）片段分析法、DNA印跡雜交法（Southern blot, SB）等。此外，還可以對(duì)CGG甲基化程度進(jìn)行測(cè)試以評(píng)估FMRP是否沉默，例如甲基化敏感長(zhǎng)距離PCR （MS-LR-PCR）試劑盒來測(cè)量每個(gè)FMR1等位基因的甲基化分?jǐn)?shù)。但仍需要一種全面、精準(zhǔn)且高效的FXS基因檢測(cè)手段。
 
單分子長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序在一次分析中，可準(zhǔn)確分析FRM1基因中的CGG串聯(lián)重復(fù)數(shù)量，識(shí)別AGG等插入中斷，以及導(dǎo)致FMRP蛋白功能缺失的其他突變（SNV、InDel及微缺失）等，真正達(dá)到精準(zhǔn)全面。
 
傳動(dòng)方法尚存局限
CGG重復(fù)擴(kuò)增是神經(jīng)元核內(nèi)包涵體疾病和一系列臨床表型的原因。CGG串聯(lián)重復(fù)擴(kuò)展難以被有效擴(kuò)增和檢測(cè)。目前，臨床上常用于FRM1基因的CGG串聯(lián)重復(fù)的的分子診斷的TP-PCR（三重復(fù)引物PCR）和Southern 印跡雜交等方法，存在設(shè)計(jì)及操作繁瑣、有效率不高和通量低，并且不適合對(duì)多個(gè)基因區(qū)域進(jìn)行并行分析的不足。
 
Southern 印跡雜交
被認(rèn)為是檢測(cè)大片段STR擴(kuò)增的金標(biāo)準(zhǔn)，但這種方法耗時(shí)長(zhǎng)、效率低、成本高昂、檢測(cè)通量低，并且單次分析需要大量（高達(dá)10 μg）的高質(zhì)量DNA。Southern 印跡雜交還無法檢測(cè)分析較大的長(zhǎng)片段的STR，參見圖5；更加無法檢測(cè)到SNV和InDel等致病突變 [12]。
 
三重復(fù)引物PCR （TP-PCR）
與Southern 印跡雜交相比，靈敏度更高，周轉(zhuǎn)時(shí)間更短，通量更高，也更便宜。TP-PCR理論上可檢測(cè)所有FMR1全突變，全突變病例無論包含多少個(gè)CGG重復(fù)數(shù)，TP-PCR擴(kuò)增子峰將超過FXS的200個(gè)CGG重復(fù)的致病性閾值[13,14]。TP-PCR還可以對(duì)FMR1動(dòng)態(tài)突變中的AGG中斷模式進(jìn)行表征, 但無法檢測(cè)到新的插入中斷類型，表征能力有效。由于特別的設(shè)計(jì)，在擴(kuò)增的樣品中，TP-PCR將產(chǎn)生高度異質(zhì)的擴(kuò)增子片段，這些片段在電泳時(shí)表現(xiàn)出特征性的“卡頓”模式，參見圖5。但由于高度重復(fù)的區(qū)域被擴(kuò)增，擴(kuò)增產(chǎn)物片傾向于為較短的讀段，使得難以準(zhǔn)確確定擴(kuò)展重復(fù)的真實(shí)長(zhǎng)度，參見圖5，導(dǎo)致有時(shí)會(huì)無法準(zhǔn)確區(qū)分全突變（FM）和前突變（PM）類型[12]。此外，在具有高GC含量的大重復(fù)序列（GC含量高的區(qū)域?qū)е碌亩��?jí)結(jié)構(gòu)形成會(huì)對(duì)PCR擴(kuò)增的效率產(chǎn)生顯著影響）、重復(fù)的側(cè)翼區(qū)域或側(cè)翼變體中，開發(fā)出有效的PCR引物及體系都極具挑戰(zhàn)性。目前，優(yōu)化的TP-PCR方法可以檢測(cè)多達(dá)900個(gè)六核苷酸重復(fù)的擴(kuò)展重復(fù)大小，但仍舊無法準(zhǔn)確確定更大的重復(fù)重復(fù)單元數(shù)[15]。此外，TP-PCR還無法同時(shí)評(píng)估FRM1基因中的致病SNV和InDel等其他變異。
 
二代測(cè)序（NGS）
雖然NGS在臨床上使用越來越多，但短讀長(zhǎng)的NGS平臺(tái)無法對(duì)大型和／或復(fù)雜的串聯(lián)重復(fù)擴(kuò)增進(jìn)行準(zhǔn)確分析，基本無法對(duì)FRM1中的CGG串聯(lián)重復(fù)數(shù)進(jìn)行有效檢測(cè)分辨。首先，高度重復(fù)和／或富含GC的基因組區(qū)域?qū)�NGS文庫制備、PCR擴(kuò)增和測(cè)序均存在挑戰(zhàn)，因此難以對(duì)許多STR區(qū)域進(jìn)行足夠深度的覆蓋。其次，由于STR區(qū)域的重復(fù)性可能導(dǎo)致與參考基因組進(jìn)行比對(duì)時(shí)，將reads進(jìn)行錯(cuò)誤的拼接和組裝。更為根本的是，NGS技術(shù)的短讀長(zhǎng)度（~300bp）不足以跨越大的STR區(qū)域，因此無法精確確定其長(zhǎng)度，參見圖6。上述這些限制阻礙了NGS在STR導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)疾病臨床診斷中的應(yīng)用[12]。但NGS可以通過對(duì)FRM1基因的全長(zhǎng)覆蓋來檢測(cè)致病的SNV、InDel等。
 
單分子長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序診斷優(yōu)勢(shì)顯著（更準(zhǔn)確，更全面）
單分子測(cè)序長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序技術(shù)無需引入額外的PCR擴(kuò)增，因此不受高GC含量的影響。此外，與短讀長(zhǎng)NGS相比，長(zhǎng)讀長(zhǎng)的單條reads可跨越大片段的串聯(lián)重復(fù)擴(kuò)增的整個(gè)區(qū)域，非常準(zhǔn)確的計(jì)算出串聯(lián)重復(fù)數(shù)，參見圖6�；�于單分子測(cè)序的長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序可有效讀取整個(gè)串聯(lián)重復(fù)區(qū)域的長(zhǎng)度，并克服了使用短讀長(zhǎng)無法有效和準(zhǔn)確識(shí)別串聯(lián)重復(fù)單元數(shù)量或使用RP-PCR（如TP-PCR）和Southern 印跡需創(chuàng)建重復(fù)引物探針的傳統(tǒng)局限和不足[12]。
可準(zhǔn)確識(shí)別AGG等中斷位點(diǎn)：研究表明，AGG中斷對(duì)于攜帶60到84個(gè)CGG重復(fù)的女性影響深遠(yuǎn)，應(yīng)向具有前突變的女性提供的更準(zhǔn)確的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，可指導(dǎo)最合適的生殖策略，如進(jìn)行三代試管嬰兒。但傳統(tǒng)方法的局限阻礙了AGG的分析，而單分子長(zhǎng)讀長(zhǎng)單分子測(cè)序可產(chǎn)生高質(zhì)量的結(jié)果，并允許明確構(gòu)建女性兩條X染色體的重復(fù)結(jié)構(gòu)[16]。將AGG分析納入FMR1診斷檢查可以準(zhǔn)確評(píng)估攜帶前突變的母親將全突變遺傳給子代的風(fēng)險(xiǎn)，這極大地改善了攜帶前突變的女性的遺傳咨詢。單分子測(cè)序提供FMR1 CGG重復(fù)序列的直接讀數(shù)，因此可以掌握完整的重復(fù)序列[17]。單分子測(cè)序進(jìn)行的AGG分析產(chǎn)生了明確的結(jié)果，有助于確定具有突變前的女性的準(zhǔn)確擴(kuò)增風(fēng)險(xiǎn)，從而對(duì)遺傳咨詢產(chǎn)生積極影響。
 
可全面覆蓋其他致病變異：值得注意的是，F(xiàn)MR1基因內(nèi)單核苷酸變異（SNV）、短的插入或缺失（InDel）和微缺失，以及包含部分或整個(gè)FMR1基因座的大缺失也是5%左右的FXS的致病原因，而這些變異的檢測(cè)由于需要結(jié)合多種不同的技術(shù)方法且成本高昂，長(zhǎng)期以來沒有有效的解決方法。而長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序在可有效檢測(cè)FRM1的CGG串聯(lián)重復(fù)時(shí)，也可同時(shí)全面覆蓋上述這些致病變異，達(dá)到一網(wǎng)打盡的目的。總之，長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序能夠快速且具有成本效益的方式準(zhǔn)確分析短串聯(lián)重復(fù)擴(kuò)增，在包括FXS等串聯(lián)重復(fù)動(dòng)態(tài)突變疾病的診斷上優(yōu)勢(shì)顯著，大有可為[18,19]。  
04FXS的治療進(jìn)展
治療方法有限
目前尚無有效的治療藥物和療法。其治療主要是：早期干預(yù)，針對(duì)各種認(rèn)知交流和行為損害可采用語言訓(xùn)練、認(rèn)知訓(xùn)練、感覺統(tǒng)合訓(xùn)練、聽覺統(tǒng)合訓(xùn)練、結(jié)構(gòu)化的學(xué)習(xí)環(huán)境和行為管理等綜合治療。因男性的癥狀比較重，智力、行為方面的問題比較明顯，強(qiáng)調(diào)要早發(fā)現(xiàn)、早治療。特殊教育、行為療法、藥物治療等有一定治療效果，有助于改善患者行為能力，提高生活質(zhì)量，可一定程度降低對(duì)患兒將來的生活和學(xué)習(xí)的影響。
 
基因療法進(jìn)展
基因療法、基因再激活和蛋白替代療法因可從源頭上治療脆性X綜合征而被寄予厚望，目前這些療法仍處于臨床研究的早期階段。
 
靶向治療進(jìn)展
針對(duì)FMRP蛋白的下游通路進(jìn)行靶向干預(yù)，同樣具有廣闊的治療前景。這些療法涉及中樞神經(jīng)系統(tǒng)的多種機(jī)制，靶點(diǎn)選擇多樣，包括突觸生長(zhǎng)因子、Sigma-1受體、大麻素受體、核糖體蛋白S6激酶1、血清素、鉀離子通道等。同樣，目前這些療法仍處于臨床研究的早期階段。
 
一級(jí)預(yù)防至關(guān)重要
通過基因篩查確定攜帶者或患者，確診后應(yīng)對(duì)患者的一級(jí)親屬進(jìn)行檢查，檢出前突變或全突變攜帶者，通過遺傳咨詢、產(chǎn)前診斷、三代試管嬰兒技術(shù)等避免子代患病。
 
05小結(jié)與展望
脆性X綜合征是是繼唐氏綜合征之后的第二大智力障礙的病因，也是導(dǎo)致智力障礙和自閉癥等精神障礙最多的單基因疾病，目前在我國收到人們的關(guān)注和重視的程度上不及發(fā)達(dá)國家。對(duì)育齡婦女和新生兒進(jìn)行FXS分子檢測(cè)篩查，可以識(shí)別出FMR1擴(kuò)增的異常，可能從診斷和測(cè)試后遺傳咨詢中獲益。阻礙對(duì)FMR1擴(kuò)增異常進(jìn)行大規(guī)模篩查的一個(gè)重要因素是目前尚缺乏靈敏度高、通量高且具有成本效益的檢測(cè)方法和產(chǎn)品。
 
針對(duì)串聯(lián)重復(fù)擴(kuò)增導(dǎo)致的疾病的臨床診斷方法開發(fā)起來非常困難且耗時(shí)，且通常無法準(zhǔn)確評(píng)估具有高GC含量的較長(zhǎng)的STR區(qū)域。大片段的CGG串聯(lián)重復(fù)通常難以被準(zhǔn)確擴(kuò)增和檢測(cè)，超出了目前臨床上常用的分子診斷技術(shù)的能力。
 
單分子長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序技術(shù)可對(duì)FMR1基因中CGG重復(fù)擴(kuò)增、SNV、InDel及微缺失／缺失等平行分析，可以完整表征具有正常，前突變和全突變狀態(tài)。當(dāng)沒有檢測(cè)到典型的CGG重復(fù)擴(kuò)增時(shí)，通過鑒定FMR1基因內(nèi)的致病變異來完成突變測(cè)試。真正做到單次檢測(cè)，一網(wǎng)打盡，而無需使用多種方法的組合才能完全覆蓋可能導(dǎo)致FXS的變異。其檢測(cè)效率和準(zhǔn)確度度遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)FXS分子檢測(cè)方法。還可實(shí)現(xiàn)篩診一體，為FXS精準(zhǔn)防控及遺傳咨詢提供了強(qiáng)有力工具，具有廣闊的臨床應(yīng)用前景。
 
此外，診斷成本也是在臨床實(shí)踐中必須考慮的問題，目前，長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序方法的成本還相對(duì)較高，無法支持臨床上的廣泛應(yīng)用，有待進(jìn)一步降低成本，以便更廣泛地應(yīng)用在包括FXS等動(dòng)態(tài)突變疾病的診療中來。
 
參考文獻(xiàn)
[1]. Epidemiology of fragile X syndrome: a systematic review and meta-analysis. Am J Med Genet A. 2014;164A(7):1648–58.
[2]. Fragile X syndrome: clinical presentation, pathology and treatment. Gac Med Mex. 2020;156:58-64.
[3]. Fragile X syndrome. Nat Rev Dis Primers . 2017 Sep 29;3:17065.
[4]. Fragile X syndrome: clinical presentation, pathology and treatment. Gac Med Mex. 2020;156:58-64.
[5]. Autism spectrum disorder genomics: The progress and potential of genomic technologies. Genomics . 2020 Nov;112(6):5136-5142.
[6]. A perspective on molecular signalling dysfunction, its clinical relevance and therapeutics in autism spectrum disorder. Exp Brain Res . 2022 Oct;240(10):2525-2567.
[7]. Fragile X syndrome: a review of clinical and molecular diagnoses. Acta Neuropathol Commun . 2021 May 25;9(1):98.
[8]. Fragile X syndrome and associated disorders: Clinical aspects and pathology. Neurobiol Dis . 2020 Mar;136:104740.
[9]. Two novel intragenic variants in the FMR1 gene in patients with suspect clinical diagnosis of Fragile X syndrome and no CGG repeat expansion. Eur J Med Genet. 2020 Oct;63(10):104010.
[10]. Intragenic FMR1 disease-causing variants: a significant mutational mechanism leading to Fragile-X syndrome. Eur J Hum Genet. 2017 Apr;25(4):423-431.
[11]. Rare FMR1 gene mutations causing fragile X syndrome: A review. Am J Med Genet A . 2018 Jan;176(1):11-18. doi: 10.1002/ajmg.a.38504. Epub 2017 Nov 27.
[12]. An update on the neurological short tandem repeat expansion disorders and the emergence of long-read sequencing diagnostics. Acta Neuropathol Commun . 2021 May 25;9(1):98.
[13]. Triplet-Primed PCR Assays for Accurate Screening of FMR1 CGG Repeat Expansion and Genotype Verification. Curr Protoc . 2022 May;2(5):e427.
[14]. Improved PCR based methods for detecting C9orf72 hexanucleotide repeat expansions. Mol Cell Probes . 2016 Aug;30(4):218-224.
[15]. A blinded international study on the reliability of genetic testing for GGGGCC-repeat expansions in C9orf72 reveals marked differences in results among 14 laboratories. J Med Genet . 2014 Jun;51(6):419-24.
[16]. Detecting AGG Interruptions in Females With a FMR1 Premutation by Long-Read Single-Molecule Sequencing: A 1 Year Clinical Experience. Front Genet . 2018 May 16;9:150.
[17]. Detecting AGG Interruptions in Male and Female FMR1 Premutation Carriers by Single-Molecule Sequencing. Hum Mutat . 2017 Mar;38(3):324-331.
[18]. Characterization of FMR1 Repeat Expansion and Intragenic Variants by Indirect Sequence Capture. Front Genet . 2021 Sep 27;12:743230.
[19]. Parallel in-depth analysis of repeat expansions in ataxia patients by long-read sequencing. Brain . 2022 Oct 13;awac377.