【佳学基因检测】人工流产胎儿基因检测检出软骨发育不全II型

骨科基因检测项目介绍

根据《骨科遗传病的致病基因序列》，软骨发育不全 II 型 (ACG2) 是一种由COL2A1致病变异引起的致命骨骼疾病。佳学基因解码基因检测收录了发现一名妊娠 14 周时的胎儿患有囊性水瘤和肢体严重缩短。通过对父母和胎儿进行了出生后基因分析以诊断该疾病。我们发现了一种新的COL2A1错义变异[ NM_001844.5 : c.2987G>A, (p. Gly996Asp)]，这导致了软骨发育不全 II 型 (ACG2) 诊断。

《出生后基因检测检出软骨发育不全II型》关键词：

罕见变异、基因检测

骨科基因检测项目列表介绍

COL2A1位于染色体 12q13.11 上，编码 2 型前胶原的 alpha 1 链，主要在软骨1中表达。COL2A1 异常可导致多种遗传性疾病，例如 II 型无软骨形成 (ACG2) (OMIM #200610)、软骨发育不全、扁平脊椎发育不良 (Torrance型)、先天性脊椎骨骺发育不良 (SEDC)、脊椎骨骺发育不良 (SEMD) (Strudwick 型)、Kniest 发育不良、Stickler 综合征和脊椎周围发育不良1。ACG2 是最严重的疾病，患病胎儿为死产或出生后立即死亡。

骨骼疾病约有 461 种，其中 100 多种是在宫内发现的。这些疾病很难诊断，胎儿超声检查的产前诊断率较低（约 30–70%）。在骨科致病基因解码基因检测中，致病基因鉴定基因检没报告了一例胎儿囊性水瘤和肢体短缩的病例。在胎儿中发现了一种新的COL2A1杂合错义变异，证实了软骨发育不全 II 型 (ACG2) 的诊断。

一对夫妇在怀孕12周时被诊断为胎儿囊性水瘤，于怀孕14周2天时到致病基因鉴定基因解码合作进行全面检查。他们是一对非近亲结婚的健康夫妇，女方30岁，男方29岁。他们没有骨骼疾病的家族史（图1）。这是她们第一次自然受孕。未观察到因超声探头压缩而导致的颅骨变形。囊性水瘤厚度为10.9毫米（图 2a）。提示胸椎发育不全。股骨和肱骨长度分别为 4.5 毫米（-4.1 SD）和 5.0 毫米（-4.2 SD），显示四肢明显缩短（图 2b）。胎儿被认为有严重的骨骼异常，但当时无法做出详细诊断。建议进行羊膜穿刺染色体分析和另一次胎儿超声检查，但夫妇俩坚持终止妊娠。妊娠14周零6天时实施了引产。婴儿体重40克，身长10.5厘米，肢体明显缩短，并有囊性水瘤（图2c、d）。

图 2：胎儿超声检查、临床影像和基因分析。

产后X光检查显示四肢明显缩短。但由于胎儿发育不成熟，难以对骨化进行详细检查。对妊娠产物进行染色体分析（G显带）显示，女性核型正常（46,XX）。

在对这对夫妇进行遗传咨询并获得书面同意后，致病基因鉴定基因解码进行了全外显子组测序 (WES) 以进行疾病诊断。

从这对夫妇的外周血样本中提取了 DNA（根据家谱图指定为 II-3 和 II-6：图1）) 和婴儿 (III-1) 的脐带，使用 Agilent SureSelect v6 捕获试剂盒（安捷伦科技公司，美国加利福尼亚州圣克拉拉）按照试剂生产说明书的实验方案 III-1 的 DNA 样本中制备全外显子组文库。在 101 bp 双端模式下在 HiSeq2500（Illumina，美国加利福尼亚州圣地亚哥）上对文库进行测序。将序列读取映射并与参考基因组序列 hs37d5 比对。使用 RefSeq 基因数据库结合 12 个内部控制数据集对单核苷酸变异和短插入缺失进行多样本调用。基因解码基因检测提取了 1020 个基因突变序列。此外，根据综合基因组变异数据库的信息提取了等位基因频率较小 (<0.01) 的变异。最后，发现COL2A1的一种新的杂合错义变异 [ NM_001844.5 : c.2987G>A, (p. Gly996Asp)]与患病表型相符。其余变异均与骨骼疾病无关。任何控制基因组数据库，例如国际基因组样本资源 (IGSR；https://www.internationalgenome.org )、人类遗传变异数据库 ( https://www.hgvd.genome.med.kyoto-u.ac.jp ) 或 ToMMo (iJGVD)，均未报告此变异。人类基因突变数据库 ( https://www.hgmd.cf.ac.uk/ac/index.php ) 或 LOVD-COL2A1 ( https://databases.lovd.nl/shared/genes/COL2A1 ) 中未报告此变异。此变化导致预测的甘氨酸 996 被天冬酰胺取代 (p.Gly996Asp)。SIFT 和 PolyPhen2 得分分别为 0 和 0.999，证实了错义变异对蛋白质功能的有害影响。基因解码基因检测在没有直接对比数据库支撑的情况下给予致病基因突变的结论。

为了确认在 WES 中发现的变异以及这对夫妇是否携带相同的变异，致病基因鉴定基因解码对来自 III-1、II-3 和 II-6 的 DNA 进行了桑格测序。错义变异仅在受影响的胎儿（III-1）中存，而在夫妇（II-3 和 II-6）中不存在（图 2e）。根据美国医学遗传学和基因组学学会的指导方针，该变异被认为“可能致病（PS2+PM2+PP3+PP4）”  。胎儿被诊断患有软骨发育不全 II 型 (ACG2) ，该病是由COL2A1的新型错义变异引起的。

根据对夫妇二人的检查结果，佳学基因解码判定该致病性变异为新发突变。夫妇在自然生育的情况下，再次出现该致病基因的可能性极低。根据佳学基因解码分析结果，该夫妇采用自然生育，第二次自然怀孕并生下一个健康的婴儿（III-2），婴儿没有骨骼疾病的症状。

ACG2是一种常染色体显性致死性先天性骨骼疾病，由COL2A1基因1缺陷引起。COL2A1位于 12 号染色体上，编码 2 型胶原蛋白的多肽链。三螺旋结构域是 2 型胶原蛋白的骨架，由甘氨酸-XY 重复基序组成。该结构域中的甘氨酸取代会导致软骨发育不全 II 型 (ACG2) 、软骨发育不良、扁平椎发育不良（Torrance 型）、SEDC 和 SEMD（Strudwick 型）。在本例中，甘氨酸被天冬酰胺取代（p.Gly996Asp）。

骨骼疾病的产前诊断可通过胎儿超声检查或计算机断层扫描 (CT) 3进行。对于产后诊断，可以考虑放射线检查和基因分析。在本病例中，由于妊娠早期，未进行胎儿 CT 检查。ACG2 的具体症状包括胎儿水肿、肢体明显短缩、胸廓呈钟形、脊椎和盆骨不骨化、颅骨骨化正常以及脚趾内旋 。在骨科基因解码基因检测的分析中，观察到胎儿有囊性水瘤和肢体明显短缩。有关于软骨发育不全 II 型 (ACG2) 有囊性水瘤的报道，本病例的发现被认为与软骨发育不全 II 型 (ACG2) 一致。由于胎儿未成熟，无法评估骨化情况。因此，致病基因鉴定基因解码进行了基于全外显子测序 WES 及基因解码的方法来区分软骨发育不全 II 型 (ACG2) 与其他骨骼疾病，并发现了COL2A1的新型错义变异。根据临床发现和基因分析，基因检测机构辅助临床科室诊断胎儿患有软骨发育不全 II 型 (ACG2) 。

部分软骨发育不全 II 型 (ACG2) 患者的父母也发现了体细胞和生殖细胞嵌合现象，当其含量较低时，很难通过使用外周血 DNA 样本的桑格测序检测出来。因此，如果根据家族史怀疑父母有体细胞或生殖细胞嵌合现象，则应考虑进行仔细检查。