分子诊断在神经系统疾病中的应用(项目介绍)课件

分子诊断技术在神经系统遗传病中的应用

101PARTONE两代测序技术介绍2DNA分子基本单位：脱氧核苷酸含氮碱基+磷酸+脱氧核糖反向平行碱基配对原则人体大约有30亿碱基对1953年4月《自然》杂志刊登了美国的沃森和英国的克里克在英国剑桥大学合作的研究成果：DNA双螺旋结构的分子模型，被誉为20世纪以来生物学方面最伟大的发现。3基因基因(Gene)(遗传因子）是具有遗传效应的DNA片段（部分病毒如烟草花叶病毒、HIV的遗传物质是RNA。人体内大约有25000个基因。“除了外伤，一切疾病的发生都与基因有关。”

——诺贝尔生理学和医学奖获得者利根川进博士4染色体染色体(chromosome)是细胞在有丝分裂时遗传物质存在的特定形式，是间期细胞染色质结构紧密包装的结果，是染色质的高级结构，仅在细胞分裂时才出现。染色体有种属特异性，随生物种类、细胞类型及发育阶段不同，其数量、大小和形态存在差异。5DNA、基因、染色体基因是具有遗传效应的DNA片段，染色体是由DNA和蛋白质组成。6突变基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变。基因虽然十分稳定，能在细胞分裂时精确地复制自己，但这种稳定性是相对的。在一定条件下，由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或替换而引起的基因结构的改变，就叫做基因突变。变异1.大区域的删除、重复、易位、倒转（可从染色体层面解释）

如：21-三体综合征2单个基因层次的变异：碱基置换、移码、缺失和插入4种。7大区域的删除、重复、易位、倒转8突变——蛋白功能改变基因突变改变了DNA碱基序列，进而改变了转录形成mRNA的序列。mRNA在翻译时导致相关氨基酸的改变，从而影响蛋白质功能。9一代测序技术一代测序又称Sanger测序——双脱氧链终止法测序原理1977年，英国人FredSanger发现，如果在DNA复制过程中掺入ddNTP,就会产生一系列末端终止的DNA链，并能通过电泳按长度分辨。10一代测序技术不同末端终止DNA链的长度是由掺入到新合成链上随机位置的ddNTP决定的。11二代测序技术1）Illumina原理：桥式PCR+4色荧光可逆终止+激光扫描成像主要步骤：①DNA文库制备——超声打断加接头②Flowcell——吸附流动DNA片段③桥式PCR扩增与变性——放大信号④测序——测序碱基转化为光学信号2）IonTorrent原理：油包水PCR+4种dNTP车轮大战+微电极PH检测主要步骤：①DNA文库制备——喷雾打断加接头②乳液PCR——注水入油独立PCR③微电极pH检测——磁珠入池记录pHIllumina测序平台IonTorrent测序平台12两代测序技术优势比较类别读长准确度时间成本通量一代测序较长（80-800bp）高长高小二代测序短（200-300bp）相对较高（需用一代测序验证）快低高点突变（SNV）短序列插入缺失（Indel）内含子和调控序列重排和融合CNV大片段的缺失和重复短片段串联重复序列测得准测不准13不同的疾病对应不同的测序方法拷贝数变异（CNV）：如DMD，SMA(MLPA)三核苷酸重复：如SCA,Huntington,Kennedy（MLPA+片段分析）线粒体基因突变：如线粒体脑肌病(mtDNA检测）染色体基因点突变：如FFI、CADASIL、肝豆状核变性(NGSpanel)1402

PARTTWO分子诊断技术在神经系统疾病中的应用15拷贝数变异（CNV）：如DMD，SMA三核苷酸重复：如SCA,Huntington,Kennedy线粒体基因突变：如线粒体脑肌病染色体基因点突变：如FFI、CADASIL、肝豆状核变性神经系统基因病分类（不同的突变类型）16MLPA即多重连接依赖探针扩增法，采用多重PCR的方式进行核酸样品检测，能够在一个简单的反应内检测多达50个特异核酸序列的拷贝数变化，因此能够检测大量基因的缺失和重复突变。MLPA技术检测拷贝数变异17MLPA技术检测拷贝数变异Eg:1.DMD是由编码肌营养不良蛋白（dystrophin）的DMD基因突变引起。该基因是目前发现的人类最大的基因，长2.4Mb，含80个外显子，其主要突变类型为外显子缺失，占全部突变的50~70％，点突变约占25％，重复突变约占5~10％，突变位置无固定规律。Aartsma-RusA,etal.,MuscleNerve34:135–144,2006MLPANGSSangermRNA18SMA患者SMN1基因>95%的SMA在外显子7上存在缺失SMN2基因

缺失程度与临床症状的轻重有关MLPA技术检测拷贝数变异Eg:2.脊髓性肌萎缩症（SMA）常染色体隐性遗传病。SMN1和SMN2是该病的致病基因，这两个基因高度同源，仅仅存在两个核苷酸的差异，通过7号外显子和8号外显子上的两个基因位点进行区分。19三核苷酸重复疾病三核苷酸重复疾病是一类由于致病基因内部或调控区域三核苷酸重复序列如（CNG）n、（GCN）n、（GAA/C）n等（N示不同碱基，n示拷贝数）的异常扩增导致的一类疾病，其扩增的重复序列不稳定地传递给下一代，往往倾向于增加几个重复拷贝，拷贝数重复越多，病情越严重，发病年龄越小。20三核苷酸重复序列的检测重复次数<100一代测序重复次数150-500甚至>1000RFLP连锁分析DNA杂交分析PCR扩增法等单分子实时测序（最新）Eg：在SCA1疾病患者中重复单位CAG的拷贝数为39-91，而正常仅为6-44。三核苷酸重复疾病21是由线粒体基因（mtRNA）或者是核基因（nDNA）变异引起线粒体代谢酶的功能缺陷，导致ATP合成障碍、能量来源不足导致的一组异质性病变。线粒体基因突变22线粒体基因突变线粒体疾病谱：Cytb，cytochromeb（细胞色素b）；FBSN，familialbilateralstriatalnecrosis（家族性双侧纹状体坏死）；LHON，Leberhereditaryopticneuropathy（Leber遗传性）；LS，Leighsyndrome（Leigh综合征）；MELAS，mitochondrialencephalomyopathy,lacticacidosis,andstroke-likeepisodes（线粒体脑肌病伴高乳酸血症和卒中样发作）；MERRF，myoclonusepilepsywithragged-redfibres（肌阵挛性癫痫伴破碎红纤维）；MILS，maternallyinheritedLeighsyndrome（母系遗传Leigh综合征）；NARP，neuropathy，ataxiaandretinitispigmentosa（神经病，共济失调和视网膜色素变性综合征）;ND，NADH-dehydrogenase（NADH脱氢酶）；PEO，progressiveexternalophthalmoplegia（进行性眼外肌麻痹）DiMauroS,SchonEA,CarelliV,HiranoM.Theclinicalmazeofmitochondrialneurology.NatRevNeurol.2013Aug;9(8):429-44.2个编码rRNA基因（16s和12s）22个编码tRNA基因13个编码蛋白质基因23染色体基因点突变对致病基因热点突变或者全部编码区进行直接测序，与数据库参考序列进行比对即可发现突变位点。Eg:常染色体显性遗传脑动脉病伴皮质下梗死和白脑质病（CADASIL），是由NOTCH3基因突变引起的非动脉硬化性、非淀粉样变的遗传性脑小动脉病。24小结：总体而言，NGS技术具有通量大、时间短、精确度高和信息量丰富等优点,测序（Sanger法）的读长可以达到1000bp，二代测序虽然通量高，但读长从几十bp到几百bp不等，就算双端最长也不超过250bp，因此在检测大片段的缺失重复时常用到MLPA等方法。不同的测序技术在测序范围、数据分析量以及测序费用和时间等方面又有很大差别,如果选择适合的方法,对于临床诊断和科学研究将起到事半功倍的作用。Sanger测序是目前所有基因检测方法（包括荧光定量PCR中的Taqman探针法、普通PCR法、基因芯片法、二代测序法等）的金标准。2503PARTTHREE纳诺基神经系统项目解读及案例分析26纳诺基神经系统检测项目序号项目名称疾病种类基因数报告周期价格（RMB）1肌肉病45130120个工作日41602周围神经病12810720个工作日41603运动神经元病736720个工作日38604共济失调和痉挛性截瘫19818920个工作日41605肌萎缩侧索硬化症363920个工作日38606自闭症相关12013820个工作日44607精神发育迟滞11911820个工作日44608心脑血管病34431920个工作日41609脑白质病11311920个工作日416010阿尔茨海默病142120个工作日386011癫痫20316420个工作日446012帕金森病及肌张力障碍474820个工作日386013神经系统遗传性疾病基因谱筛查(包含以上12个项目的panel)>1680>104825个工作日5960注23种复合突变类型疾病大片段缺失重复序列和动态突变基因检查27神经系统疾病循证医学科研服务

序号项目名称深度数据量基因数外显子数疾病数1人全外显子测序100X10G＞22000180,000>85%的致病位点200X20G2人全基因组测序10X30G＞25000//30X90G28一、遗传性肌肉病——检测内容（451种疾病，301个基因）序号疾病类别疾病数量基因个数序号疾病类别疾病数量基因个数1肌营养不良47427离子通道肌病16142先天性肌营养不良50368恶性高热223先天性肌肉病41369代谢性肌病53474远端型肌肉病161610遗传性心肌病125935其他肌病333111先天性肌无力27326肌强直综合征8612其他神经肌肉病3334

遗传性神经肌肉病是由于生殖细胞或受精卵遗传物质的数量、结构或功能改变，使发育的个体出现神经系统功能缺损而表现为肌张力障碍、共济失调、不自主运动、精神发育迟滞等症状的一类疾病。29Duchenne或Becker型肌营养不良症(DMD)杜氏肌营养不良(DMD)属于X连锁隐性遗传病，是男性中常见的遗传性疾病。发病率约为1/3500活男婴，女性多为致病基因携带者，发病者罕见，且症状较轻。DMD患者约30%为自发性突变，其余的为X染色体隐性遗传。在各种类型突变中，单个或多个外显子缺失突变患者占60%－65%；无意义或框移造成的点突变占30%，重复占5%－15%。DMD基因定位于X染色体短臂上(Xp21.1)，基因全长约2220kb，含79个外显子，cDNA长14kb，是目前已知的最大人类基因。30MLPAoraCGHNGSSangerDMD/BMD基因突变类型与检测路径Aartsma-RusA,etal.,MuscleNerve34:135–144,200631病例分享1：DMD受检者：男，6岁。现病史：下肢无力，较去年行走主动性下降，不如去年灵活，走路踮脚较去年明显。运动功能：15个月独立行走，3-5岁独立行走，爬楼梯正常，下蹲起需扶膝，跑不快，跳正常。专科检查精神状态：查体合作，左利手，高颚弓畸形，颞肌正常，双侧腓肠肌肥大，舌体正常，扁桃体正常，步态正常，表现Gowers征，膝腱反射正常，指鼻稳准，轮替实验：可，无足下垂，脊柱有侧弯，无关节挛缩。肌力：上肢近端左5、右5，上肢远端左5、右5；下肢近端左5、右5，下肢远端左5、右5。心电图：心率70次/分，窦性心率不齐。心脏彩超：EF：61%，LVEDD：33mm，结果：三尖瓣少量回流。其他检查：CK值异常升高。初步诊断：DMD32病例分享1：DMD检测结果基因名称参考SNPID遗传方式纯合/杂合改变染色体转录本号及功能区域突变类型DMDrs128627256XR纯合Xp21.2NM_004006外显子59无义突变碱基改变氨基酸改变ExAC东亚人群频率1000G人群频率预测结果相关疾病致病危险等级c.C8713Tp.R2905XNANADMDMD明确致病性变异图2-1受检者DMD基因427mc.C8713T变异的一代测序验证图2-2受检者母亲DMD基因427mc.C8713T变异的一代测序验证33二、遗传性运动神经元病遗传性运动神经元病（MND）是一组病因未明的选择性侵犯脊髓前角细胞、脑干运动神经元、皮层锥体细胞及锥体束的慢性进行性神经变性疾病。ALSSMAKD肌萎缩侧索硬化症脊髓延髓肌萎缩症脊肌萎缩症34检测内容（73种疾病，67个基因）

63种疾病57个基因10种疾病10个基因运动神经元病鉴别诊断相关352.1.肌萎缩侧索硬化症

肌萎缩侧索硬化症（amyotrophiclateralsclerosis，ALS）俗称“渐冻人症”，是一种累及人体上、下运动神经元的慢性进行性变性病，属于运动神经元病的一种。

临床表现为自肢体远端开始的非对称性肌无力和肌萎缩，患者会出现吞咽困难、呼吸功能障碍等症状；由于只累及到患者的运动神经元，因而患者的思维和智力都不受影响。我国ALS患者约有6万多名，通常中年起病（平均年龄46岁，散发性为60岁），起病隐匿，呈慢性进展性病程。在美国，ALS早期误诊率达43%。362.1.ALS相关分类ALS亚型致病基因遗传方式染色体位置编码蛋白及功能ALS1SOD1AD/AR21q22.11编码超氧化物歧化酶1，能将超氧化物自由基代谢为氧分子和过氧化氢，从而为氧中毒提供防御ALS2（青少年型）ALS2AR2q33.1编码肌萎缩侧索硬化蛋白2抗体ALS3（伴或不伴额颞叶痴呆）SQSTM1AD5q35.3编码可调节各种生物功能的支架蛋白ALS4SETXAD9q34.13编码SEN1P蛋白，参与DNA或RNA加工ALS5（青少年型）SPG11AD15q21.1编码在神经元轴突生长、功能和细胞内运输中起作用的一种蛋白质ALS6（伴或不伴额颞叶痴呆）FUS——16p11.2编码的蛋白是异质核核糖核蛋白（hnRNP）复合体的一个多功能蛋白质元件ALS8VAPBAD20q13.33编码囊泡相关膜蛋白（VAMP）相关蛋白B和C，参与囊泡运输ALS9ANGAD14q11.2编码血管生成素，参与血管的形成ALS10（伴或不伴额颞叶痴呆）TARDBPAD1p36.22编码TARDNA结合蛋白，在RNA的处理和新陈代谢中其重要作用ALS11FIG4AD6q21编码磷脂酰肌醇5’磷酸酶蛋白，在囊泡运输中起关键作用ALS12OPTN——10p13编码Optineurin蛋白，是一种可与多种蛋白质相互作用的适配器蛋白。它涉及到调节许多细胞功能，包括从高尔基体到浆膜的小泡，内吞性交易，以及引导到NF-kappa-B的信号。ALS13ATXN2AD12q24.1编码ATAXIN-2蛋白，该蛋白参与EGFR转运，并且是细胞质膜通过内吞作用内化EGFR的负性调节因子ALS14（伴或不伴额颞叶痴呆）VCPAD9p13.3编码含缬酪肽蛋白，与囊泡运输和融合、26S蛋白酶体功能、过氧化物酶体的组装都与其有关ALS15（伴或不伴额颞叶痴呆）UBQLN2XDXp11.21编码泛素2蛋白，负责通过蛋白酶体调节泛素蛋白降解ALS16（青少年型）SIGMAR1AR9p13.3编码σ非阿片胞内受体1，在和内分泌、免疫系统及神经系统相关的多种组织的细胞功能中起重要作用ALS17CHMP2BAD3p12.1编码染色体修饰蛋白（CHMP）2B抗体，该蛋白是胞内分选转运复合体Ⅲ（ESCRT-Ⅲ）的组成元件，该复合物主要参与表面受体蛋白的降解及多泡体（MVBs）的形成ALS18PFN1——17p13.2编码Profilin-1蛋白，是丝状-肌动蛋白的主要生长调节剂ALS19ERBB4AD2q33.3-q34编码erbB-4酪氨酸激酶受体，与神经调节蛋白结合，并被调节蛋白与其他因子激活，产生有丝分裂分化等多种反应ALS20HNRNPA1AD12q13.13编码的蛋白在新生的RNA聚合酶II转录在细胞核中与特定的蛋白质相关联形成核糖核蛋白复合物HNRP或40SALS21MATR3AD5q31编码核基质蛋白3，可结合DNA和RNA，起到稳定某种信使RNA的作用ALS22（伴或不伴额颞叶痴呆）TUBA4AAD2q35编码TubulinAlpha4A蛋白，该蛋白属于alpha-tubulin基因家族，可帮助构建微管网络NEFH相关ALSNEFHAD/AR22q12.2编码神经丝蛋白重链，神经丝组成的外骨骼可以维持神经元的外形，在轴突和树突间的胞内运输也起到一定作用Peripherin相关ALSPRPHAD/AR12q13.12编码Peripherin蛋白，是一种Ⅲ型神经中丝蛋白Dynactin1相关ALSDCTN1AD/AR2p13.1是一种基于微管的生物运动蛋白，直接与微管和胞质染色质结合ALS－FTLDC9orf72AD9p21.2编码9号染色体开放阅读框72蛋白，在胞内运输调控中起重要作用，参与细胞自噬和内吞运输的RAB蛋白相互作用CHCHD10AD22q11.23编码一种相对较小的线粒体膜间隙蛋白，可能参与氧化磷酸化的过程372.2.脊肌萎缩症（SMA）

脊肌萎缩症（spinalmuscularatrophy，SMA）是由于脊髓前角细胞变性为主要病理改变，以近端肌肉对称性、进行性萎缩和无力为主要表现，是儿童最为常见和严重的常染色体隐性遗传病（AR），发病率约为1/10000～1/8000，人群中的携带率为1/35-1/50。SMA亚型别名发病时间致病基因遗传方式SMA1Werdnig-Hoffmann病6个月内SMN1ARSMA2Dubowitz病六个月到一岁半SMA3Kugelberg-Welander病一岁至成年SMA4成人期起病的脊肌萎缩症IV型通常于35岁后SMAX2UBA1相关远端型脊髓肌肉萎缩症多为新生儿发病UBA1XRSMAX3ATP7A相关远端型脊髓肌肉萎缩症可于1-30岁起病ATP7AXRSMAFKFinkel型脊髓肌肉萎缩症（迟发型）平均年龄为48.8岁VAPBADSMALED1常染色体显性遗传性下肢受累为著的脊髓肌肉萎缩症多数人2岁以内起病，也有4-7岁起病DYNC1H1AD38SMN1基因被称为“运动神经元生存1号”基因，位于5q13，负责编码“运动神经元生存”（SMN)蛋白。SMA患者的SMN1基因由于缺失或突变，导致SMN蛋白缺乏，对运动神经元产生严重影响。缺乏SMN蛋白时，神经细胞将萎缩并最终死亡，从而导致SMA患者身体躯干和四肢近端骨骼肌发生渐进性、对称性肌无力和肌萎缩。

95%以上的SMA患者为SMN1的7号和（或）8号外显子缺失导致，用MLPA检测SMN1基因的拷贝数是SMA携带者筛查和临床确诊的重要手段。

检测可明确生育SMA患儿的遗传风险，或通过产前诊断降低人群中SMA患儿的出生率。22.2.SMA与SMN1基因392.3.脊髓延髓肌萎缩症（KD）

脊髓延髓肌萎缩症（SBMA/SMAX1）又称Kennedy病（KD）是一种晚发的X连锁隐性遗传病（XR），主要累及下运动和感觉神经元以及内分泌系统，表现为进行性四肢和延髓肌无力、肌束震颤和肌肉萎缩。患者一般于15-60岁发病，平均发病年龄为27岁。Kennedy病是由于雄激素受体（AR）基因1号外显子中编码多聚谷氨酰胺的CAG区域出现重复序列异常拓展所致。CAG重复序列在健康人中的次数为10-36次，而患者大于40次。直接鉴定AR基因上（CAG）n重复序列拷贝数已成为确诊本病的可靠指标。40三、遗传性周围神经病遗传性周围神经病是一组周围、运动、感觉自主神经元的功能障碍和结构改变所致的疾病，发病率约为1/2500。HMSN（CMT）HSNHSANdHMN遗传性运动感觉神经病（腓骨肌萎缩症）远端型遗传性运动神经病遗传性感觉神经病遗传性感觉自主神经病41遗传性周围神经病检测内容128种疾病，107个基因423.1.遗传性运动感觉神经病(CMT)

遗传性运动感觉神经病（HMSN）又称为腓骨肌萎缩症（CMT），是一组遗传异质性非常高的周围神经系统的神经遗传病，其临床特点为四肢远端肌肉进行性肌无力和萎缩伴感觉障碍，腱反射减弱或消失，可呈典型的弓型足、脊柱侧弯以及“鹤腿样”畸形，通常在20岁以前发病。患病率为30-40/10万。其遗传方式绝大多数为常染色体显性遗传（AD），也可呈常染色体隐性（AR）和X连锁遗传（XR）。新发突变似乎比较常见，多达1/3的患者属于此类突变。433.1.CMT相关分类疾病亚型基因亚型基因亚型基因亚型基因亚型基因亚型基因CMT1（AD）CMT1ACMT1EHNPPPMP22CMT1BMPZCMT1CLITAFCMT1DEGR2CMT1FNEFLCMT1（AR）CMT4AGDAP1CMT4B1MTMR2CMT4B2SBF2CMT4B3SBF1CMT4CSH3TC2CMT4DNDRG1CMT4EMPZCMT4FPRXCMT4GHK1CMT4HFGD4CMT4JFIG4CMT4KSURF1CMT2CMT2A1KIF1BCMT2A2MFN2CMT2BRAB7ACMT2B1LMNACMT2B2MED25CMT2CTRPV4CMT2DGARSCMT2ENEFLCMT2FHSPB1CMT2IMPZCMT2JMPZCMT2KGDAP1CMT2LHSPB8CMT2NAARSCMT2ODYNC1H1CMT2PLRSAM1CMT2QDHTKD1CMT2RTRIM2CMT2SIGHMBP2CMT2TMMECMT2UMARSCMT2VNAGLUCMT2WHARSCMT2XSPG11CMT2YVCPCMT2ZMORC2CMTDCMTDIAPMP2CMTDIBDNM2CMTDICYARSCMTDIDMPZCMTDIEINF2CMTDIFGNB4CMTRCMTRIAGDAP1CMTRIBKARSCMTRICPLEKHG5CMTRIDCOX6A1CMTXCMTX1GJB1CMTX4AIFM1CMTX5PRPS1CMTX6PDK3443.2.遗传性压力易感性周围神经病（HNPP）

遗传性压力易感性周围神经病(HNPP)又称压迫敏感性周围神经病（腊肠体样周围神经病、家族性复发性多神经病），主要临床特征是在轻微的机械损害和压迫的情况后反复出现肢体麻木、无力，弥漫性的神经传导速度(NCV)减慢。常染色体显性遗传，部分患者为散发。发病年龄差异较大，可7-62岁，但大多在10-30岁起病，男女无差异。本病为自限性疾病，无须特殊治疗。病理特征：髓鞘增厚形成腊肠体样结构和节段性脱髓鞘。与HNPP相关的基因——PMP22基因PMP22基因定位于17号染色体短臂1区2带（17p12），编码外周髓磷脂的蛋白。该蛋白与生长调控及外周神经系统髓鞘形成有关453.3.远端遗传性运动神经病(HMN)

远端遗传性运动神经病（HMN）是一组由于脊髓前角运动神经元退行性变引起的以远端为主的遗传性周围运动神经病，占所有遗传性神经病的10%，绝大部分为常染色体显性遗传（AD）。有时伴有锥体束征、声带麻痹或偏好从手开始发病。亚型基因染色体亚型基因染色体HMN2AHSPB812q24.23HMN2BHSPB17q11.23HMN2CHSPB35q11.2HMN2DFBXO385q32HMN5ABSCL2/GARS11q13/7p15HMN5BREEP12p11.2HMN6IGHMBP211q13.3HMN7ASLC5A72q12.3HMN7BDCTN12p13.146四、遗传性心脑血管病(CVD)类别序号疾病大类疾病种类基因个数类别序号疾病大类疾病种类基因个数脑血管病1小血管病77心血管病12先天性心脏病30372大血管病2213遗传性心肌病125933血管畸形2221与心脑血管病相关的代谢性疾病14高脂血症17244血栓和栓塞162215先天性糖基化病31315血管瘤222316同型半胱氨酸血症796淀粉样血管病变6517溶酶体病117血管炎6618其他代谢性疾病558动脉闭塞性疾病56鉴别诊断相关疾病19脑白质病449止血障碍172520其他疾病7710未归类脑出血5711肿瘤相关911检测内容：20大类疾病，344种疾病，319个单基因474.1.常染色体显性遗传合并皮质下梗死和白质脑病(CADASIL)CADASIL是常染色体显性遗传合并皮质下梗死和白质脑病，是一种由NOTCH3基因突变引起的非动脉硬化性、非淀粉样变的遗传性心脑小动脉病。该病的遗传方式为常染色体显性遗传（AD）。大多数在中年早期起病，通常发生在40-50岁，平均年龄为46岁。一般患者从发病到死亡为3-43年，平均23年。最常见的临床表现是偏头痛和短暂性心脑缺血发作或缺血性心脑卒中（85%），可伴有情感障碍。随着病情的发展可出现皮质下痴呆、假性球麻痹和尿失禁等。基本病理表现是血管平滑肌细胞的退变，病变主要见于心脑室周围、外囊、基底核、丘心脑和心脑干等处。484.1.CADASIL相关病例分享：受检者：男，41岁，国企职工。现病史：起病急。患者于1月前饮酒后出现言语不流利，渐进性加重。无发热、头痛、头晕、饮水呛咳、肢体活动及感觉障碍、抽搐等伴发。起病以来，患者精神、食欲可，大、小便正常。既往史：否认高血压、糖尿病、心脏病、脑卒中病史。否认肝炎、结核病史及其接触史。否认手术、输血史。否认特殊食物、药物过敏史。家族史：父亲、祖父有脑梗病史；家族成员无特殊遗传以及传染病史记载。婚育史：26岁结婚，育有一女。专科检查精神状态：意识清晰，情感正常，定向力、记忆力正常，理解判断好，自知力存在。言语情况：不完全运动性失语，无构音障碍。头颅MRI：右侧半卵圆中心亚急性脑梗死：双侧脑室旁、双侧基底节区、胼胝体多发陈旧性脑梗死。超声提示：双侧颈部血管未见异常；心内结构及血流未见明显异常。TCD提示：脑血管超声未见明显异常。影像学诊断：1）右侧半卵圆中心区异常信号，考虑亚急性期脑梗死；2）脑内多发软化灶（双侧半卵圆中心区、侧脑室旁白质、基底节区、胼胝体体部）；3）双侧大脑半球皮层下白质内多发异常信号，考虑缺血性改变；4）双侧额叶及侧脑室旁白质内对称性异常信号，考虑缺血性改变可能性大。心脏检查发现：窦性心律不齐，偶发室性早搏，房性早搏，ST段全天未见明显偏移。其他检查：患者血常规、凝血功能、甲状腺功能、免疫学检查等均有异常指标。初步诊断：1.急性脑梗死（右侧半卵圆中心）；2.多发陈旧性脑梗死494.1.

CADASIL相关病例分享——检测结果基因名称参考SNPID遗传方式纯合/杂合改变染色体转录本号及功能区域突变类型TTNrs147879266——杂合2q31.2NM_001256850外显子47错义突变碱基改变氨基酸改变ExAC东亚人群频率1000G人群频率预测结果相关疾病致病危险等级c.G13388Ap.S4463N0.19%0.1%DM？扩张型心肌病可能致病性变异受检者TTN基因c.G13388A杂合变异一代测序验证504.2.Marfan综合征(MFS)马凡综合征是常染色体显性遗传病。病人典型表现是骨骼系统四肢细长，包括手指和脚趾细长，伴有韧带的松弛、关节的脱位、脊柱侧弯畸形、眼部病变。马凡综合征最危险的合并症是可以造成主动脉瘤、主动脉夹层、心脏瓣膜病变（主动脉瓣和二尖瓣关闭不全）。基因位于15号染色体长臂2区1带1亚带（15q21.1）。目前已登记的可引发Marfan综合征的突变有1847种类型，实际类型应该更多，因为很多突变类型都没有登记。其突变谱为：65%为点突变，10%-15%为小删除、插入或重复，10%-15%为剪接突变，25%的突变是新发突变。MFS相关基因：FBN151五、共济失调和痉挛性截瘫（HSP）94种疾病93个基因104种疾病105个基因遗传性共济失调遗传性痉挛性截瘫包含：188种疾病，179个基因，片段分析检测10种SCA亚型。525.1.遗传性共济失调(HA)亚型基因突变类型正常重复数亚型基因亚型基因动态突变的SCA（片段分析）其他突变形式的SCA（二代测序）SCA1ATXN1CAG重复6-39SCA5SPTBN2SCA11TTBK2SCA2ATXN2CAG重复14-30SCA13KCNC3SCA14PRKCGSCA3ATXN3CAG重复12-40SCA15ITPR1SCA19KCND3SCA6CACNA1ACAG重复4-18SCA21TMEM240SCA23PDYNSCA7ATXN7CAG重复4-27SCA26EFF2SCA27FGF14SCA8ATXN8ATXN8OSCTG重复5-36SCA28AFG3L2SCA31BEAN1SCA10ATXN10ATTCT重复10-22SCA34ELOVL4SCA35TGM6SCA12PPP2R2BCAG重复7-32SCA36NOP56SCA38ELOVL5SCA17TBP

CAG重复25-42SCA40CCDC88CSCA41TRPC3DRPLAATN1CAG重复4-36SCA42CACNA1GSCA43MME5.1.1.进行性共济失调535.1.2.发作性共济失调亚型致病基因发病时间临床表型EA1KCNA1儿童早期发作间肌纤维颤搐EA2CACNA1A儿童期或青春期发作间眼震EA5CACNB420-30岁发作性眩晕、发作间眼震、对乙酰唑胺治疗无反应EA6SLC1A3-偏瘫、偏头痛发作EA7SLC2A1<20岁癫痫发作，眩晕、无力及言语不清EA：发作性共济失调545.1.3.常染色体隐性遗传性共济失调疾病基因突变类型小脑共济失调以外的特征性症状共济失调伴眼动失用（AOA）APTX错义突变感觉运动神经病，眼震，眼动失用，锥体外系体征，轻度认知功能障碍共济失调毛细血管扩张症（ATLD）ATM错义突变、框内缺失眼动失用，毛细血管扩张，免疫缺陷，肿瘤易感Friedreich共济失调

（FRDA）FXNGAA重复构音障碍，感觉障碍，腱反射消失，心肌病，糖尿病共济失调伴维生素E缺乏（AVED）TTPA错义突变类似FRDA，血清VE水平显著降低肝豆状核变性（HLD），又称Wilson病ATP7B错义突变构音障碍，痉挛性截瘫，肢体畸形，感觉运动性周围神经病痉挛性共济失调SACS错义突变、插入缺失构音障碍，震颤，手足徐动，肌张力障碍常染色体隐性遗传脊髓小脑共济失调（AR-SCA）多种亚型疾病亚型基因亚型基因亚型基因亚型基因亚型基因常染色体隐性遗传脊髓小脑共济失调（AR-SCA）SCAR1SETXSCAR5WDR73SCAR7TPP1SCAR8SYNE1SCAR9ADCK3SCAR10ANO10SCAR11SYT14SCAR12WWOXSCAR13GRM1SCAR14SPTBN2SCAR15KIAA0226SCAR16STUB1SCAR17CWF19L1SCAR18GRID2SCAR20SNX14SCAR21SCYL1SCAR22VWA3BSCAR23TDP2SCAR24UBA5555.2.遗传性痉挛性截瘫遗传性痉挛性截瘫（HSP）是一组具有明显临床及遗传异质性的神经系统遗传病,临床上以进行性双下肢肌张力增高和肌无力为主要特征。其发病率为0.9%-9.6%。疾病亚型基因亚型基因亚型基因亚型基因亚型基因常染色体显性遗传痉挛性截瘫（AD-HSP）HSP3AATL1HSP4ASPAST

HSP6NIPA1HSP8KIAA0196HSP9AALDH18A1HSP10KIF5AHSP12RTN2HSP13HSPD1HSP17BSCL2HSP31REEP1HSP33ZFYVE27HSP42SLC33A1HSP72REEP2HSP73CPT1C常染色体隐性遗传痉挛性截瘫（AR-HSP）HSP5ACYP7B1

HSP7HSP7HSP9BALDH18A1HSP11HSP11HSP15ZFYVE26HSP18ERLIN2HSP20HSP20HSP21HSP21HSP26B4GALNT1HSP28DDHD1HSP30KIF1AHSP35FA2HHSP39PNPLA6HSP43C19orf12HSP44GJC2HSP45NT5C2HSP46GBA2HSP47AP4B1HSP48AP5Z1HSP49TECPR2HSP50AP4M1HSP51AP4E1HSP52AP4S1HSP53VPS37AHSP54DDHD2HSP55C12orf65HSP56CYP2U1

HSP57TFGHSP61ARL6IP1HSP62ERLIN1HSP63AMPD2HSP64ENTPD1HSP72REEP2HSP74IBA57HSP75MAGHSP76CAPN1HSP77FARS2X连锁-HSPX-HSP1L1CAMX-HSP2PLP156六、遗传性脑白质病遗传性脑白质病，又称脑白质营养不良，是一组由遗传因素所致的主要累及中枢神经系统正常髓鞘生长受累的疾病，其基本特点为中枢白质的髓鞘发育异常或弥漫性损害。疾病类别疾病数基因数肾上腺脑白质营养不良44消融性脑白质病55Pelizaeus-Merzbacher病88过氧化物酶体病2515其他脑白质病1413脑白质病鉴别诊断5048线粒体相关脑白质病729检测内容（113种疾病，119个基因）576.1.X连锁肾上腺脑白质病(ALD)

X连锁肾上腺脑白质病（X-ALD）是由于ABCD1基因突变导致ALDP蛋白功能丧失，引起极长链脂肪酸（VLCFA）在线粒体内脂肪酸氧化障碍，在神经组织及肾上腺细胞中沉积。其特点是脱髓鞘和神经退行性疾病，导致神经功能丧失和死亡。ABCD1基因定位于X染色体长臂2区8带（Xq28）编码肾上腺脑白质营养不良蛋白（ALDP）。586.2.Pelizaeus-Merzbacher病(PMD)

Pelizaeus-Merzbacher病（PMD）是一组由于蛋白脂蛋白1（PLP1）相关的髓鞘形成不足所致的疾病。大约80％～95％男性患者有可确认的PLP1基因异常，包括基因重复（Duplication）、点突变和基因缺失（Deletion）。PLP1基因定位于X染色体长臂2区2带2亚带（Xq22.2），编码跨膜蛋白脂蛋白1（PLP1）。PLP1是中枢神经系统髓鞘的主要成分，约占整个髓鞘蛋白的50%，该蛋白在髓鞘的形成或维持以及在少突胶质细胞发育和轴突的存活中可能起着重要作用。596.3.Canavan病(CD)

Canavan病（CD）又称为海绵状脑白质营养不良(SLD)，是由于N-乙酰天冬氨酸转移酶缺乏，导致萘乙酸（NAA）在患者尿液、血液及脑内聚积，为常染色体隐性遗传。临床主要表现为颈部肌群肌张力缺失或减退、下肢强直呈过伸位、上肢屈曲位、失明、严重的精神缺陷、巨颅畸形。按照临床表现分为先天型、婴儿型、少年型。平均死亡年龄为18个月。ASPA基因定位于17号染色体短臂1区3带3亚带（17p13.3），编码天冬氨酸氨基转移酶。天冬氨酸氨基转移酶将N-乙酰天冬氨酸分解为天冬氨酸和乙酸，研究认为N-乙酰天冬氨酸主要分布在脑白质中，其水解对于维持脑白质的功能十分重要。6004

PARTFOUR经典报告病例分享61线粒体病例分享患者信息：薛**，男，17岁临床表现：发作性肢体抽搞伴意识丧失4次患者于2018.4.14日凌晨2时患者在无明显诱因下突发四肢抽搐及牙关紧闭、双目上视、呼之不应，当时患者未做特殊处理，约1分钟后患者自行苏醒，患者未做特殊处理，后又连续发作两次，症状大致同前，约4-5分钟后自行苏醒，第三次患者醒后出现头痛，伴恶心、呕吐症状，为求诊治，惠者于当日前往邓州市人民医院住院治疗(具体不详)，患者于4月22日再发抽搐，约4-5分钟后苏醒，后一直口服卡马西平(1片每天三次)控制症状，今日患者为进步诊断及治疗来我院，门诊以“抽搐查因”收入我科。发病以来精神睡眠欠佳，大小便正常，食欲可。既往史:患者于邓州市**医院住院期间发现慢性肾病、肾性贫血及高血压，现予以硝苯地平缓释片控制血压，血压控制可。患者既往有智力发有相对低下病史，无手术史，无食物及药物过敏史。62线粒体病例分享体格检查:T36.8℃、BP148/100mHg、P93次/分、R18次/分神清，精神尚可，定向力、理解力大致正常，计算力差，双侧瞳孔等大等圆，光反射灵敏，双侧眼球活动灵话，心肺腹未见明显异常，颈强3指，克氏征阳性，共济失调阴性，四肢肌力肌张力正常，病理征，深浅感觉正常。辅助检查:2018.04.16日邓州市**医院血常规正常，2018.5.25日血常规示:红细胞2.68*10-12/L血红蛋白83g/l，2018.04.15日肾功能提示：肌酐136umol/L2018.05.55日肾功能提示：肌酐120umol/L2018.04.17日脑脊液常规示：无色，清透，白细胞20*10-6/L，红细胞30*10-6/L，生化示:葡萄糖2.76mmol/L，氯125mmol/L，脑脊液总蛋白472mg/l；2018.05.06日脑脊液常规示：无色，清透，白细胞10*10-6/L，红细胞20*10-6/L，李凡它试验阴性。脑脊液生化示:葡萄糖2.37mmol/L，氯128mmol/L，脑脊液总蛋白743mg/l；肝胆胰脾肾彩超示：双肾弥漫性病变声像，请结合临床。2018.05.13日磁共振示：NAA峰值下降并高达Lac峰，提示代谢性病变（如线粒体脑肌病可能），建议结合临床进一步确诊。2018.05.22日郑州金域临床检验中心线粒体病相关基因测序未见异常。63线粒体病例分享诊断分析：定位：右侧大脑半球定性：代谢性？感染性？诊断：一、抽搐待查，线粒体脑病？

二、慢性肾病，既往病史明确。鉴别诊断：原发性癫痫64线粒体基因突变DiMauroS,SchonEA,CarelliV,HiranoM.Theclinicalmazeofmitochondrialneurology.NatRevNeurol.2013Aug;9(8):429-44.2个编码rRNA基因（16s和12s）22个编码tRNA基因13个编码蛋白质基因65线粒体疾病分类线粒体DNA突变引起的疾病

（如常见的LS、MELAS等）缺陷基因位于核基因组的疾病

（如ANT1基因突变可导致细胞中的mtDNA数目的减少，临床症状有肌无力，共济失调，听力下降和周围型神经炎等。）核基因组与mtDNA间信息交流缺陷而造成的疾病mtDNA获得性突变66实验室检查线粒体病基因检测组合11.线粒体DNA全长测序及MLPA检测2.线粒体核基因测序送检项目：实验结果：线粒体DNA测序结果：受检者线粒体DNA上MT-ND1基因存在m.3946G>A（p.Glu214Lys），变异比例为33%，为致病性变异。2.线粒体核基因测序结果：线粒体核基因测序结果未见明确致病性变异。3.线粒体DNA相关基因MLPA检测结果：应用MLPA技术对线粒体DNA相关基因进行检测，未发现任何大片段缺失或重复突变；未检测到线粒体DNA存在m.11778G>A、m.14484T>C、m.8344A>G、m.3460G>A及m.3243A>G的突变。67结果说明线粒体DNA测序结果显示：受检者线粒体DNA上MT-ND1基因存在m.3946G>A（p.Glu214Lys），变异比例为33%。该变异为错义突变（预计会使所编码蛋白质的第214位氨基酸由Glu变为Lys）。该变异位于线粒体DNA的MT-ND1基因，有文献报道，该变异与线粒体脑肌病（MELAS）相关。同时，m.3946G位点在进化上高度保守，发生G3946A突变之后会引起酶复合体I（ComplexI）的缺乏并影响蛋白结构的稳定性。[1]HumMolGenet.2006Sep1;15（17）:2543-52.Epub2006Jul18.PMID:16849371//EurJHumGenet.2011Jul;19（7）:769-75.PMID:21364701.68帕金森病例分享患者：宋*，女，16岁临床表现：手抖3年送检项目：帕金森及肌张力障碍69实验结果基因名称参考SNPID遗传方式纯合/杂合改变染色体转录本号和外显子突变类型PRKNrs34424986AR纯合Chr6NM_004562Exon7错义碱基改变氨基酸改变ExAC东亚人群频率1000G频率预测结果相关疾病致病危险等级c.C823Tp.R275W0%NADM？遗传性帕金森综合可能致病性变异

受检者PRKN基因（转录本NM_004562)外显子7存在c.C823T的纯合型核苷酸变异（编码区第823号核苷酸由C变成T)，该变异导致编译第275号氨基酸R的密码子变成W(p.R275W)，为错义变异。图1受检者PRKN基因c.C823T杂合变异代测序验证表1受检者PRKN基因变异信息70家系验证PRKN基因（转录本NM_004562）外显子7c.C823T变异位点验证：王利PRKN基因（转录本NM_004562）外显子7存在c.C823T的杂合型核苷酸变异位点；宋萍PRKN基因（转录本NM_004562）外显子7未检测到c.C823T的变异位点图1