【佳學(xué)基因檢測(cè)】運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病基因檢測(cè)結(jié)果及解讀分析

在患有遠(yuǎn)端遺傳性運(yùn)動(dòng)神經(jīng)病（dHMN）的患者中鑒定出雙等位基因COQ7變異

佳學(xué)基因等機(jī)構(gòu)對(duì)七名來自隱性遺傳和散發(fā)性家系的dHMN診斷患者進(jìn)行了外顯子組/基因組測(cè)序。外顯子數(shù)據(jù)通過GENESIS平臺(tái)提供的生物信息學(xué)工具進(jìn)行分析，該平臺(tái)是一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作軟件，包含約17,000個(gè)來自不同表型患者的完整外顯子組/基因組數(shù)據(jù)，其中包括約2,500名運(yùn)動(dòng)性和運(yùn)動(dòng)-感覺神經(jīng)病患者，如沙科-瑪麗-圖斯病（CMT）患者。所有患病個(gè)體中均未發(fā)現(xiàn)已知CMT或dHMN基因的致病變異。通過GENESIS平臺(tái)采用嚴(yán)格的篩選方法，針對(duì)預(yù)計(jì)會(huì)影響蛋白質(zhì)功能的稀有等位基因進(jìn)行了篩選。篩選的標(biāo)準(zhǔn)包括：gnomAD中的小等位基因頻率（MAF）< 0.001、高保守性評(píng)分（GERP > 3），以及根據(jù)多個(gè)預(yù)測(cè)工具預(yù)測(cè)為致病變異，其中包括佳學(xué)基因自行開發(fā)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法（MAVERICK）。運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元致病基因鑒定基因解碼在九個(gè)被診斷為上位神經(jīng)元受累的dHMN家系中鑒定出了雙等位基因COQ7（NM_016138）變異，擴(kuò)展了COQ7突變的臨床表型。這三大類家系（家系1–3）是在GENESIS平臺(tái)上發(fā)現(xiàn)的，而七個(gè)額外家系（家系4–9）則通過協(xié)作匹配方法發(fā)現(xiàn)。家系1來自威爾士，家系2來自美國，家系3–9來自巴西，其中包括一名亞馬遜土著患者（家系3；圖1A）。

在遠(yuǎn)端遺傳性運(yùn)動(dòng)神經(jīng)病家系中鑒定出雙等位基因COQ7變異

（A）顯示了九個(gè)家系的家譜，11名攜帶雙等位基因COQ7變異的受影響個(gè)體。
（B和C）示意圖展示了變異在cDNA（B）和蛋白質(zhì)（C）水平的位置。
（D）通過AlphaFold預(yù)測(cè)的人類COQ7蛋白的三維結(jié)構(gòu)模型（Q49A71_HUMAN），并通過PyMOL進(jìn)行可視化?；颊咄蛔兊陌被釟埢约t色顯示，線粒體靶向信號(hào)（MTS）標(biāo)注為紅色，鐵蛋白樣超家族以藍(lán)色表示。
（E）展示了不同物種之間蛋白質(zhì)的比對(duì)，突變位點(diǎn)用紅色高亮顯示。MTS = 線粒體靶向信號(hào)。
 

家系1的先證患者在c.319C>T; Arg107Trp位點(diǎn)為純合子，該變異此前已被報(bào)告在CoQ10缺乏癥的致死病例中與功能喪失變異共同存在，并被認(rèn)為是致病性的。9 在家系2中，新的復(fù)合雜合變異c.197T>A; Ile66Asn和c.446A>G; Tyr149Cys在兩名受影響的個(gè)體中與疾病呈共分離關(guān)系。對(duì)未受影響的兄弟姐妹進(jìn)行的分離分析確認(rèn)這些變異是轉(zhuǎn)座的。家系3的索引患者為復(fù)合雜合子，攜帶c.197T>A; Ile66Asn（與家系2中發(fā)現(xiàn)的相同變異）和c.319C>T; p.Arg107Trp（與家系1中發(fā)現(xiàn)的相同變異）。家系4的索引患者在c.161G>A; p.Arg54Gln位點(diǎn)為純合子；該變異最近在一例具有神經(jīng)肌肉表型的病例中被報(bào)告，但未進(jìn)行電生理學(xué)研究以確認(rèn)神經(jīng)病變。12 家系5–9的三名患者共享相同的新的純合子功能喪失變異c.3G>T; p.Met1?。這些dHMN變異位于蛋白質(zhì)的不同區(qū)域，包括線粒體靶向信號(hào)（MTS）和鐵蛋白樣超家族結(jié)構(gòu)域。大多數(shù)變異（p.Met1?、p.Arg107Trp和p.Ile66Asn）在不同家系之間共享（圖1B和C）。變異和分離分析已通過Sanger測(cè)序得到確認(rèn)。

患者的臨床癥狀及針對(duì)基因的個(gè)性化治療效果匯報(bào)

佳學(xué)基因收集的病列隊(duì)列包括來自九個(gè)家庭的11名患者。最近一次臨床檢查時(shí)，患者的平均年齡為47歲，年齡范圍為17至60歲。所有患者目前仍然存活。五名為男性，六名為女性。總共有八名患者來自巴西，其中一名是土著血統(tǒng)。另一名患者來自威爾士，還有一戶家庭來自美國。兩例患者有家族史，所有資料記錄全面的患者通過表格描述了其臨床特征。相反，九例患者是散發(fā)性的。最常見的診斷是遠(yuǎn)端遺傳性運(yùn)動(dòng)神經(jīng)?。╠HMN）（11例中的10例），部分患者伴有額外的近端（3例）和上運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元受累（9例）。其中一名患者在神經(jīng)傳導(dǎo)檢查中表現(xiàn)出額外的感覺缺損，被歸類為軸索型Charcot-Marie-Tooth病（CMT2）。作為長期存在的，如果不是先天性的慢性運(yùn)動(dòng)神經(jīng)病的表現(xiàn)，10例中的9例患者表現(xiàn)出足部畸形，通常是高弓足和錘狀趾。在20歲前，所有患者均報(bào)告出現(xiàn)行走和跑步困難，導(dǎo)致學(xué)校體育成績受損，只有一例患者例外。六名來自八名患者報(bào)告了精細(xì)運(yùn)動(dòng)技能的額外困難，這些問題大多在三十歲左右出現(xiàn)。感覺癥狀（有或沒有）并不是常見癥狀的一部分，且在檢查時(shí)，患者中沒有一位正在服用神經(jīng)病理性疼痛的藥物。臨床上主要的表型表現(xiàn)為遠(yuǎn)端癱瘓和萎縮，主要影響下肢。然而，在九名接受檢查的患者中，有八名患者還觀察到手部內(nèi)在肌肉的輕度至中度無力，且三名患者出現(xiàn)了近端無力的起始。九名患者中七名在踝部的深腱反射缺失；然而，在八名患者中，膝腱反射和上肢反射呈現(xiàn)亢進(jìn)。10名患者中有4名報(bào)告肌肉張力增加（痙攣），另外四名患者出現(xiàn)了錐體束體征?？偟膩碚f，11名患者中有9名攜帶COQ7雙等位基因突變的個(gè)體表現(xiàn)出上運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元受累的跡象。四名患者，均為純合c.3G>T; p.Met1?變異的攜帶者，表現(xiàn)出額外的小腦共濟(jì)失調(diào)跡象。在這些患者中，有兩名表現(xiàn)出與小腦萎縮一致的MRI異常。相反，僅有一名個(gè)體觀察到傳入性共濟(jì)失調(diào)。其他輕微的感覺受累臨床表現(xiàn)包括四名（共九名檢查患者）感知障礙、三名患者的遠(yuǎn)端位置感減弱和三名患者的遠(yuǎn)端下肢針刺感減少。作為附加特征，三名無關(guān)患者出現(xiàn)了慢性進(jìn)行性聽力喪失。與其他線粒體譜系疾病不同，沒有一位患者報(bào)告出現(xiàn)視神經(jīng)萎縮、白內(nèi)障或糖尿病。兩名攜帶純合c.3G>T; p.Met1?變異的患者描述了認(rèn)知障礙和學(xué)習(xí)困難。另一名患者在兒童時(shí)期出現(xiàn)了未明確分類的癲癇發(fā)作。神經(jīng)傳導(dǎo)檢查最近一次在平均37歲（17至51歲）時(shí)進(jìn)行，顯示出一種長度依賴性的、緩慢進(jìn)展的軸索型運(yùn)動(dòng)神經(jīng)病，主要影響下肢。僅有一名個(gè)體出現(xiàn)了感覺受累，且隨著時(shí)間推移顯示為進(jìn)行性變化（觀察間隔：13年）。在遺傳診斷后，家系2的患者（II.2）接受了低劑量COQ10的口服補(bǔ)充，但在未觀察到任何效果后，她自行停藥。