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1、精神发育迟滞（MR）的分子诊断及预防,西北大学生命科学学院人口与健康研究所 2016年1月 西安,第一部分 MR概况,（一）MR的定义及诊断标准,MR的定义：,精神发育迟滞（Mental Retardation, MR) )(弱智、智力低下、智障)是以精神、智力发育障碍或发育不全为特征，以智力低下和社会适应能力缺陷为主要临床表现的一组疾病。,诊断标准：,MR患病状况,MR在世界范围内的患病率约为1-3%。 2000年，我国抽样调查结果0-6岁儿童MR现患率为0.931%，每年新增患儿约21.3万。 2001年，中国残联等调查结果0-6岁残疾儿童中，MR占68.3%，位居第一。,西部特殊地域人群
2、MR患病状况,1981年，卫生部组织的对陕南柞水县儿童MR调查患病率： 3.86% 1987年，陕西省卫生厅组织的对陕南秦巴山区抽样调查儿童MR患病率：2.78% 1995-1998年，西北大学等单位对秦巴山区三个试验区0-14岁儿童MR患病率：3.10%,儿童弱智患病率是当时全国平均患病率1.21%的2-3倍 ！,（二）MR的遗传病因,染色体畸变 ： （1）染色体数目异常： 21三体综合征（常染色体） 先天性卵巢发育不全综合征（性染色体） （2）染色体结构畸变：猫叫综合征（五号常染色体短臂缺失） 脆性X综合征 单基因突变：苯丙酮尿症（苯丙氨酸羟化酶基因PAH突变） 多基因遗传：非特异性MR,
3、已报道的MR相关基因,目前，国际上已报道的与MR有关的基因与位点有280多个 ，大多分布在X染色体上。,第二部分：秦巴山区MR相关基因检测分析,获得MR家系303个，采集家系人群组织样品3000多份 建立了MR家系人群B淋巴细胞永生细胞株库 在X染色体部分区段开展了MR基因的搜寻研究 用候选基因法，以病例-对照人群、家系人群为对象，开展了40多已报道的MR相关基因的检测分析,研究概况,（一）MR诊断流程及工具,0-3岁Gesell测验,4-5岁幼儿韦氏测验,6-14岁儿童韦氏测验,医学诊断,诊断工具简介,诊断工具简介,塞尔发育量表（Gesell Develop-mental Schedules
4、） （1981年修订）,动作能：评定运动能力发育状况 应物能：评定对外界刺激物的分析和综合能力 言语能：评定语言能力发育状况 应人能：评定对现实社会文化的个人反应 DQ75分异常,诊断工具简介,韦氏智力量表（ （C-WYCSI，1992； C-WICS，1993）,言语IQ：以言语作为交流工具的分测验 （知识、分类、算术、词汇、领悟、数字广度） 操作IQ：用操作或表演方式回答测验刺激 （填图、图片排列、木块图、图形拼凑、编码） 总IQ：由两个分量表中的分测验计算。 IQ 79 边缘， IQ 69 落后（低下）,诊断工具简介,婴幼儿及 初中学生社会生活能力量表（1988年修订）,结构：独立生活能
5、力、运动能力、作业、交往、参加集体活动、自我管理等6个领域 评定总分标准分数9分 异常,MR患者,PCR-SSCP,PCR-SSCP,引物设计,PCR扩增目标片段,琼脂糖电泳,变性,PAGE电泳,银染、显色,凝胶成像、记录,PCR-SSCP,引物设计,PCR扩增目标片段,琼脂糖电泳,变性,PAGE电泳,银染、显色,凝胶成像、记录,PCR-SSCP,引物设计,PCR扩增目标片段,琼脂糖电泳,变性,PAGE电泳,凝胶成像、记录,PCR-SSCP,引物设计,PCR扩增目标片段,琼脂糖电泳,PAGE电泳,银染、显色,凝胶成像、记录,PCR-RFLP,引物设计,PCR扩增目标片段,琼脂糖电泳,PCR扩增
6、目标片段,内切酶消化,（二）基因检测与分型,突触结构与功能,NLGN4, NLGN3, PRSS12, DLG3, APOE, FACL4， RAC1, PAK3, OPHN1, TSHR,脑发育,DIO2, SLC26A4, IL1RAPL2, IL1RAPL1,神经递质相关基因,GDI1, COMT, MAOA, DBH, BDNF, DRD4, RAB3A, FGD1,功能未知（新发现）,LOC101928437,基因表达与染色体结构,FTSJ1, POU1F1, TUSC3, BRWD3, ARX, FMR1,研究成果,筛选出9个与秦巴山区MR相关的基因，发现1个新基因,18,弱智相关
7、基因研究工作与国内外的比较,发表SCI论文54篇，最高IF：14.493 特别是碘缺乏基因DIO2在国际上属首次报道,案例1： DIO2基因与秦巴山区MR的关系研究,甲状腺激素是维持正常生长发育不可缺少的激素，特别是对脑的发育尤为重要。 目前，已报道了54个与碘代谢有关的基因，其中脱碘酶II（DIO2）是影响神经系统中碘代谢最为突出的一个控制酶。,甲状腺激素与MR,甲状腺激素,三碘甲腺原氨酸（T3） 含量低，活性高,（T4）四碘甲腺原氨酸 含量高，活性低,DIO2,脱碘酶2,甲状腺激素的主要形式,我们与上海交通大学合作，以秦巴山区116例MR儿童为病例组，以331例正常儿童为对照组，开展了DI
8、O2基因上的rs225014，rs225012，rs225010三个SNP位点多态性与MR的关联研究，其研究结果提示DIO2基因可能与秦巴山区人群MR的发生有关。 Guo TW, et al., J Med Genet, 2004（IF：7.03）,DIO2基因与秦巴山区MR的相关研究之一 基于病例对照人群的关联研究,为了进一步确定DIO2基因与秦巴山区人群MR的关系，我们还采用了基于家系关联分析的方法，以秦巴山区344例MR患者及其亲属组成的家系为样本进行了传递不平衡检验。,DIO2基因与秦巴山区MR的相关研究之二 基于家系人群的关联研究,DIO2基因上五个遗传标记的分布,目标基因遗传标记的
9、选择,遗传标记选取原则,整个基因,频率较高,研究较多,外显子上,单位点传递不平衡检验,DIO2基因SNPs位点的家系关联分析,rs2267872、 rs1388378的等位基因A在附加遗传模型（P=0.022， P=0.017 ）和显性遗传模型中（P=0.044， P=0.006 ）中与MR相关联；,SNPs位点的配对连锁不平衡检验,SNPs位点间的连锁不平衡（LD）分析,连锁不平衡检验显示： rs225015、rs225014和rs225012具有较高的连锁不平衡（D0.8），rs2267872和rs1388378则紧密连锁（ D0.8 ）,单倍型(rs225015 -rs225014-rs
10、225012)分析,单倍型的分析结果,单倍型分析结果显示： rs225015 -rs225014-rs225012三个位点构成的单倍型GTG在附加遗传模型（ P=0.026）和隐性遗传模型（P=0.008)中与MR相关联。,单倍型（rs2267872rs1388378）分析,单倍型的分析结果,rs2267872rs1388378两位点构成的单倍型AA在附加遗传模型（ P=0.025）和显性遗传模型（P=0.038)中与MR相关联。,1.采用病例对照研究法，显示出DIO2基因上的rs225012，rs225010位点与MR显著相关。 2、采用家系样本显示出了rs2267872和rs1388378
11、单个位点及其组成的单倍型均与MR的遗传易感性有显著的关联；rs225015、rs225014和rs225012三位点组成的G-T-G单倍型与MR的遗传易感性有显著的关联。 3、 DIO2基因上已检测的上述位点处或其附近可能存在与MR有关的致病位点。,结论,案例2： FMR1基因与秦巴山区MR的关系研究,临床表现,FXS,发病率： 男性发病率为1/1250,女性发病率为1/2 000。 体征：特殊面容，前额突出，大头，下颌大而前突，大耳朵，高腭弓，大嘴，唇厚，下唇突出。男性患者青春期发育后有大睾丸症。一些患者还有多动症，行为异常，性情孤僻.,FXS的发现,分子机制,脆性x智力低下1基因 Frag
12、ile X Mental Retardation 1 Gene,FMR1 gene,Xq27.3,全突变 Full mutatin,前突变 Premutation,Nomal,n45,50n200,n200,以56名MR男童为对象，进行CpG岛甲基化 以111名MR儿童和60名智力正常的儿童为对象，进行 CGG重复多态性检测 以410名MR患者为对象，进行FMR1基因17个外显子突变检测 高晓彩等.西北大学学报，2009,秦巴山区MR人群FMR1基因突变检测,56名MR男童中,检出3例DNA甲基化患者， 轻度患者2例，中度1例 临床检查结果显示患者表现有一定的脆性X体症,CpG岛甲基化检测结果
13、,111名智力低下儿童检测到19种不同的等位基因,CGG重复次数变异范围为16-40, 60名正常儿童检测到18种，变异范围为18-37，两组无差异（P0.05） 检测出的3例FMR1基因CpG岛发生甲基化MR患者的CGG重复数分别为27,27, 29,均在正常范围,CGG重复多态性检测结果,在一名女性中度MR 患者的5号外显子上检测到一个单碱基突变c.414GA，p.Arg138Arg， 属于同义突变 为研究此突变是否影响mRNA 的选择性剪接，我们分析了患者FMR1 基因的cDNA 序列，结果发现FMR1 基因的12号外显子发生了异常的选择性剪接。提示，突变患者体内12 号外显子的异常剪接可能是其患有MR 的主要原因,编码区突变检测结果,1.检测出的3例脆性X患者发病机制可能不同于已报道患者； 2.FMR1 基因编码区突变可能导致当地部分MR的形成 3.需要开展进一步的患者体内FMRP蛋白检测分析,结论,第三部分：秦巴山区MR遗传监控措施,41,母孕期与围产期预防措施,试验点优生监控与妇幼保健网组织构成示意图,提出了预防的内容方案： 婚前教育及孕前咨询 孕期保健及高危孕妇临测 出生时、出生后保健与高危新生儿监测 育龄妇女健康教育,建立了“优生监控与妇幼保健网”,谢谢,
