interstitiële deletie van 5q22. 2q23.1 inclusief APC en TSSK1B bij een patiënt met adenomateuze polypose en Asthenoteratozoospermie

Abstract

interstitiële 5q22 deleties zijn relatief zeldzaam en worden gewoonlijk weergegeven door ernstige klinische kenmerken zoals ontwikkelingsachterstand en groeivertraging. Hier melden we een 23-jarige mannelijke patiënt, doorverwezen naar ons laboratorium voor genetische bevestiging van mogelijke familiaire adenomateuze polypose. MLPA en de daarop volgende array CGH identificeerden een deletie ter grootte van ongeveer 8 Mb in de locus van 5q22.2q23.1. Verdere analyse van het verwijderde gebied en de genen binnen suggereerde een mogelijke rol voor het tssk1b (testis-specific serine/threonine kinase 1) gen in de reproductieve capaciteit van de patiënt. Sperma-analyse bevestigde dat het voortplantingsvermogen van de patiënt verminderd was en dat hij leed aan asthenoteratozoospermie. De analyse van het gebied van de azoöspermia factor op het chromosoom van Y onthulde geen microdeletions. Verdere sequencing tests kon geen alternatieve verklaring vinden voor de onvruchtbaarheid van de patiënt. Dit geval toont een mogelijke rol aan van TSSK1B in de mannelijke voortplanting.

© 2018 S. Karger AG, Bazel

vastgestelde feiten

* interstitiële 5q22 deleties zijn zeldzaam en gaan meestal gepaard met neurologische en ontwikkelingscomplicaties.

* de meeste genen binnen de chromosomale band 5q22 zijn niet uitgebreid onderzocht of geassocieerd met een klinisch fenotype.

nieuwe inzichten

* we presenteren een geval met een heterozygote deletie in de locus 5q22. 2q23.1 dat niet de ontwikkelingsproblemen vertoont die typisch voortvloeien uit dit type deletie.

• het tssk1b-gen binnen deze locus is onlangs functioneel getest in modelorganismen; hier zien we het eerste rapport van haploinsufficižntie van dit gen dat mogelijk een menselijk fenotype veroorzaakt.

* TSSK1B kan een mogelijke oorzaak zijn voor mannelijke factor onvruchtbaarheid.Interstitiële 5q22q23 deleties zijn relatief zeldzaam en gaan meestal gepaard met ernstige klinische kenmerken zoals ontwikkelingsachterstand, groeivertraging en dysmorfe kenmerken . Schrappingen in dit gebied impliceren vaak het APC tumorontstoringsgen (OMIM 611731) en leiden tot familiale adenomateuze polyposis (FAP). FAP is een erfelijke autosomaal dominante aandoening die leidt tot meerdere intestinale poliepen en predispositie voor darmkanker. Hoewel de eerste gerapporteerde 5Q interstitiële deletie was in 1979, de APC locus werd later ontdekt door Kinzler et al. , die het in kaart bracht op de 5q22.Band 2. Vanwege de timing van deze ontdekking, alle klinische gevallen van 5Q deleties tot dat moment niet de manifestatie van FAP in de patiënt onderzocht, en daarom geen informatie over de link tussen 5q22 deleties en FAP bijdragen. Patiënten met chromosomale deleties die APC omvatten worden meestal gediagnosticeerd wanneer hun dysmorfe kenmerken worden onthuld in de kindertijd of wanneer ze niet gedijen en andere tekenen van vertraagde ontwikkeling vertonen ; degenen die asymptomatisch blijven ervaren meestal gastro-intestinale manifestaties zoals gewichtsverlies, rectorhaggia en darmobstructie.

vanwege de grondige karakterisering van de moleculaire basis voor FAP en de ernst van de pathologische symptomen, is de klinische focus meestal geconcentreerd op het APC-gen zelf of de fysieke gevolgen van een grote chromosomale deletie, waardoor weinig tot geen informatie over de functie van andere genen in de 5q22.2-band wordt onthuld. Hoewel een aantal chromosomale afwijkingen zijn beschreven, heeft de analyse van de gevolgen de neiging om zich te concentreren op de resulterende dysmorfe kenmerken of FAP zonder functie te verlenen aan enkele genen. De grote schrappingen binnen het chromosoom zelf huidig met een complex fenotype, die verscheidene klinische eigenschappen van bovengenoemde combineren en kunnen een uitdaging voor de het diagnosticeren clinicus zijn.

Case Report and Methods

de patiënt is een 23-jarige Bulgaarse man zonder voorgeschiedenis. Bij zijn eerste opname klaagde hij over frequente rectorhaggia zonder afwijkingen in de ontlasting frequentie of verlies van eetlust. Een sigmoidoscopie werd uitgevoerd met resultaten die wijzen op FAP, waarvoor hij werd doorverwezen naar een gespecialiseerde gastro-enterologische afdeling voor verdere tests. De familiegeschiedenis was niet beschikbaar vanwege ethische redenen, omdat de patiënt al op jonge leeftijd in een pleeggezin zat en er geen contact was met zijn biologische ouders. Fibrocolonoscopie onthulde een groot aantal poliepen in het rectum en de sigmoid – bleek tot donkerrood – met hyperplasie (Fig. 1 bis). Er waren geen fap-geassocieerde laesies buiten het maagdarmkanaal. Op dit punt werd de patiënt doorverwezen naar ons genetische laboratorium om de fap diagnose te bevestigen.

Genomic DNA werd geà soleerd uit perifeer bloed gebruikend standaardprotocollen en werd gebruikt om het APC gen voor grotere schrappingen en duplicaties te screenen gebruikend MLPA. De MLPA APC kit werd verkregen bij MRC-Holland (PO43, Amsterdam, Nederland) en de analyse werd uitgevoerd volgens de instructies van de fabrikant.

om de grenzen van de deletie te bepalen, werd genomisch DNA geanalyseerd door array CGH op een hoge-resolutie 1m oligonucleotide array volgens het Protocol van de fabrikant (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA). De opsporing van de variatie van het exemplaaraantal (CNV) werd uitgevoerd gebruikend CytoGenomics software (Versie 2.9.2.4, Agilent Technologies). De volgende analyse-instellingen werden gebruikt: aberratie-algoritme ADM-2, drempelwaarde: 6.0, venstergrootte: 0.5 Mb, filter: 5 sondes, en log2 ratio = 0,29.Het ejaculaat werd losgemaakt in het laboratorium en onderzocht in de volgorde: observatie van het oorspronkelijke preparaat, bepaling van de spermaconcentratie, beoordeling van swabs voor vitaliteit bij mobiliteit <40%, en evaluatie van de spermamorfologie volgens de criteria van ESHRE/NAFA, met behulp van Sperm Class Analyzer (SCA), een systeem van kwantitatieve en kwalitatieve analyse van parameters van menselijk sperma.

moleculaire tests voor microdeleties in het gebied van de azoöspermiefactor werden uitgevoerd zoals beschreven in de richtlijnen en normen van de Europese Academie voor andrologie .

Sanger-sequencing werd uitgevoerd om eerder gemelde regio ‘ s te onderzoeken die geassocieerd zijn met mannelijke onvruchtbaarheid, d.w.z. DAZL (OMIM 601486), SEPT12 (omim 611562), SLC26A8 (omim 608480), SYCE1 (OMIM 611486) en vervolgens TSSK1B (OMIM 610709).

resultaten

we vonden een afname van 50% van alle APC-specifieke gensondes door MLPA. Aangezien dit met een heterozygote schrapping van de volledige APC-genreeks overeenkwam, was onze volgende stap om een reeks CGH uit te voeren om de grenzen van de schrapping te bepalen. De verkregen resultaten toonden aan dat de interstitiële deletie in chromosoom 5Q beperkt was tot het gebied 5q22. 2q23.1, ongeveer 8 Mb lang (Fig. 2 bis). De deletie omvat het gebied tussen basenparen chr5: 111,779,298-119,794,955(GRCh37/hg19), karyotype: arr 5q22.2q23.1 (111779298_119794955)×1 , bevestiging van de APC deletie en waarbij 29 andere eiwitcoderende genen betrokken zijn bij de deletie. Samen met de goed beschreven APC en MCC genen, een ander gen, TSSK1B, was eerder bestudeerd en toegeschreven met een specifieke functie. TSSK1B wordt sterk uitgedrukt in testis en vereist tijdens spermatid ontwikkeling . Daarom hebben we besloten om een zaadanalyse uit te voeren en onze patiënt te testen op onvruchtbaarheid, spermatelling, morfologie en motiliteit.

de eindevaluatie concludeerde dat de patiënt leed aan asthenoteratozoospermie met een prevalentie van cefalische defecten, 97% atypische spermamorfologie en verminderde spermamotiliteit (Fig. 2C). De teratozoospermie-indexwaarde op 1,71 toont meer dan 1 defect per enkel sperma, wat wijst op een verminderde spermatogenese. Aangezien dit fenotype meestal wordt veroorzaakt door microdeleties in het gebied van de azoospermia factor en grote chromosomale deleties binnen het Y-chromosoom niet werden getoond op de array CGH, hebben we moleculaire testen uitgevoerd voor mogelijke microdeleties in het Y-chromosoom. Onze analyse onthulde geen verwijderingen binnen de azoospermia factor markers sY84, sY86, sY127, sY134, sY254 en sY255. Het testen voor de gemeenschappelijkste veranderingen in genen verbonden aan mannelijke onvruchtbaarheid zoals DAZL, SEPT12, SLC26A8, en SYCE1 onthulde geen veranderingen. Tot slot, het rangschikken van het tssk1b gen onthulde geen abnormaliteiten binnen het enkele huidige exemplaar.

deze resultaten beperkten de mogelijkheid dat TSSK1B een sterk kandidaatgen is voor mannelijke onvruchtbaarheid en betrokken is bij het asthenoteratozoospermie fenotype van onze patiënt.

discussie

chromosomale deleties van de 5q22-band, resulterend in FAP, zijn zelden gemeld in de literatuur. Bestaande rapporten zijn gericht op het vergelijken en contrasteren van verwijderingen tussen verschillende patiëntengevallen; de pathologische implicaties van deze verwijderingen zijn echter niet in detail onderzocht buiten de initiële klinische diagnose . De grootte van het 5Q interstitiële verwijderde gebied varieert sterk onder patiënten, variërend van 1,7 MBP tot 20 MBP en groter, met de meerderheid van de gevallen met verschillende graden van leerstoornis, falen om te gedijen, en kleine tot grote dysmorfe tekenen . Deze symptomen zijn niet beperkt tot een enkele chromosomale band (Fig. 2B), die de classificatie van 5Q deletie subtypes heeft verhinderd, hoewel verschillende pogingen zijn gedaan . Opmerkelijke bevindingen van deze studies tonen een gebrek aan een genotype-fenotype correlatie in gevallen die een getroffen gebied evenals geen verband tussen de grootte van de deletie en de ernst van het fenotype delen.

naar ons beste weten werd het laatste overzicht van genen en hun functies binnen dit gebied uitgevoerd door Ofner et al. . Tot nu toe, slechts 4 genen (APC, MCC, TRIM36, en HSD17B4) gelegen binnen het verwijderde gebied in onze patiënt zijn geassocieerd met een ziekte in OMIM, hoewel het onderzoek is aan de gang. Bovendien werd de vruchtbaarheidsstatus van de meeste patiënten met een 5Q-deletie nooit gepubliceerd vanwege hun vroege leeftijd en werd hun toestand nooit gevolgd na de initiële diagnose. In eerder gepubliceerde rapporten van 5Q-deleties heeft slechts één geval een mogelijke overerving van een tssk1b-deletie van een vermoedelijke mannelijke drager gedocumenteerd; de vader van de patiënt kon echter niet worden getest om te bevestigen dat de deletie werd geërfd. Met betrekking tot Tssk1b dat CNV ‘ s in de normale populatie omvat, is er slechts één DGV-vermelding van een kopieerverlies (nsv599396, totale steekproefgrootte 17.421; PMID 21841781) .

bij de hier gepresenteerde patiënt hebben we geen ernstige pathologische symptomen waargenomen die in typische 5q22-deletiegevallen naast FAP worden waargenomen. Dit kan worden verklaard door de mogelijkheid dat de deletie die we presenteren niet volledig overlapt met deleties bij patiënten met ernstige dysmorfe/ontwikkelingsstoornissen (Fig. 2B). Terwijl het gemeenschappelijke klinische fenotype voor patiënten met deleties in de lange arm van chromosoom 5 een breed scala aan kenmerken omvat, zoals ontwikkelingsachterstand, falen om te gedijen, psychomotorische vertraging, platte neusbrug , en anderen, wordt het fenotype gepresenteerd door onze patiënt bijna uitsluitend vertegenwoordigd door de heterozygote deletie van het APC-gen en de daaruit voortvloeiende fap-diagnose.

de genetische achtergrond van testiculaire onvruchtbaarheid factoren, in het bijzonder asthenozoospermie, is lang beperkt en slecht beschreven. De meerderheid van de factoren van de testiculaire onvruchtbaarheid en hun genetische achtergrond zijn verbonden met genen die in het chromosoom van Y en chromosomale afwijkingen verblijven die het chromosoom van Y impliceren . Er is vooruitgang op het gebied, zoals recent onderzoek heeft gericht op sperma dysmorfologie fenotypen relateren aan specifieke genen, zoals DAZL, SYCE1, SLC26A8, SEPT12, en anderen die een functie met betrekking tot spermatogenese hebben . Zelfs zo, het gebied van mannelijke onvruchtbaarheid genetica is nog relatief nieuw, en nieuwe bijdragen zijn cruciaal voor de voortdurende verbetering van genetische testen, diagnose en counseling .

Testis-specific serine / threonine kinase 1 is een intronless gen, onderdeel van de tssk familie, en een tak van de serine/threonine kinase superfamilie. Het werd voor het eerst geïdentificeerd door Bielke et al. , die in hun studie toeschreef aan het gen een open leesframe van 1092 bp coderend voor een 364-aa proteã ne. De menselijke tssk1b werd onderzocht gebruikend noordelijke en puntvlekken, die 85% gelijkenis aan muriene Tssk1b toonden.het gen werd in kaart gebracht op chromosoom 5q22, in een gebied dat geen synteny aan de chromosomale locus van de muis van Tssk1b toont . Verdere studies hebben erop gewezen dat de specifieke uitdrukking van Tssk1b bijna uitsluitend in de testes wordt gelokaliseerd, die een functie met betrekking tot reproductie en spermatogenese impliceerde . Temporale expressiestudies toonden verder aan dat Tssk1b uitsluitend tot expressie komt in de late stadia van de rijping van sperma . De functie van Tssk1b werd in vivo bevestigd door Xu et al. met behulp van chimerische muizen om te bepalen of een gerichte verwijdering in Tssk1b en Tssk2 kan worden overgedragen in de kiemlijn. Hun experimenten toonden aan dat de chimerische muizen alleen wild-type Nakomelingen produceerden, hoewel spermacellen zowel het wild-type als het gemuteerde allel bevatten. Verder onderzoek van de testis en epididymis in de chimera toonde aan dat slechts een laag aantal sperma kon rijping bereiken . In hun studie, Xu et al. gesuggereerd dat de onvruchtbaarheid wordt veroorzaakt door haploinsufficiëntie. Hoewel het exacte mechanisme van de pathologische manifestatie niet is bestudeerd, lijken de functionele implicaties van een allel deletie in dit gen te resulteren in veranderde spermamorfologie. Bij de mens kan een microdeletie die TSSK1B omvat dus een risicofactor voor mannelijke onvruchtbaarheid vormen.Tot nu toe is TSSK1B uitsluitend bestudeerd in diermodellen, en de functionele implicaties zijn niet onderzocht bij mensen. Hier presenteren we wat we beschouwen als het eerste geval van correlatie tussen een verwijderde kopie van TSSK1B en asthenozoospermie, mogelijk bevestiging van de link tussen gen en functie in vivo.

conclusie

dit is een van de weinige gevallen waarin een jonge volwassene met een grote interstitiële deletie in chromosoom 5 wordt beschreven, met symptomen die zich manifesteren op een leeftijd waarop de patiënt op vruchtbaarheid kan worden getest. Voor zover wij weten zijn er geen patiënten met deleties in de 5q22.2-band onderzocht op onvruchtbaarheid, en slechts één geval van een mogelijke, maar onbevestigde overerving van een tssk1b-deletie van een mannelijke drager is waargenomen. Zelfs de mildste ontwikkelingsveranderingen die naast het fap-fenotype worden waargenomen, moeten leiden tot verder onderzoek van dit chromosomale gebied buiten het APC-gen, waarbij gebruik wordt gemaakt van de hierboven genoemde methoden om chromosomale veranderingen te definiëren. We willen ook de verdere studie van de rol van TSSK1B in de mannelijke voortplanting en zijn aandeel in het veroorzaken van asthenozoöspermie aanmoedigen.

daarnaast tonen we het nut aan van zowel MLPA als array CGH in de klinische praktijk. MLPA zou als eerstelijnsanalyse kunnen worden beschouwd, en als een schrapping van het volledige doelgen wordt gevonden, zouden de resultaten kunnen worden bevestigd en de breekpunten door array CGH gelokaliseerd.

bevestiging

wij zijn de familie dankbaar die de klinische informatie heeft verstrekt en toestemming heeft gegeven om deze te publiceren.

ethische verklaring

de patiënt ondertekende informed consent formulieren voor genetische tests en medische Fotografie. De auteurs hebben geen ethische conflicten te onthullen.

verklaring inzake openbaarmaking

de auteurs verklaren geen belangenconflicten.

Auteur Contacten

Artikel / colofon

Copyright / Drug Dosering / Disclaimer

Copyright: Alle rechten voorbehouden. Geen enkel deel van deze publicatie mag worden vertaald in andere talen, gereproduceerd of gebruikt in welke vorm of op welke wijze dan ook, elektronisch of mechanisch, met inbegrip van fotokopieën, opname, microscopie, of door een systeem voor het opslaan en ophalen van informatie, Zonder schriftelijke toestemming van de uitgever.
dosering van het geneesmiddel: de auteurs en de uitgever hebben alles in het werk gesteld om ervoor te zorgen dat de selectie en dosering van het geneesmiddel zoals beschreven in deze tekst in overeenstemming zijn met de huidige aanbevelingen en praktijk op het moment van publicatie. Gezien het lopende onderzoek, de wijzigingen in de overheidsvoorschriften en de constante stroom van informatie met betrekking tot medicamenteuze therapie en medicijnreacties, wordt de lezer echter verzocht de bijsluiter voor elk geneesmiddel te controleren op eventuele veranderingen in indicaties en dosering en op toegevoegde waarschuwingen en voorzorgsmaatregelen. Dit is vooral belangrijk wanneer het aanbevolen middel een nieuw en/of zelden gebruikt geneesmiddel is.Disclaimer: De verklaringen, meningen en gegevens in deze publicatie zijn uitsluitend die van de individuele auteurs en bijdragers en niet van de uitgevers en de uitgever(s). Het verschijnen van advertenties of/en productreferenties in de publicatie is geen garantie, goedkeuring of goedkeuring van de geadverteerde producten of diensten of van hun effectiviteit, kwaliteit of veiligheid. De uitgever en de redacteur(s) wijzen de verantwoordelijkheid af voor eventuele schade aan personen of goederen als gevolg van ideeën, methoden, instructies of producten waarnaar in de inhoud of advertenties wordt verwezen.