Genetisches Profil chinesischer Patienten mit Charcot-Marie-Tooth-Krankheit
Die Charcot-Marie-Tooth-Krankheit (CMT) stellt eine genetisch heterogene Gruppe von erblichen Neuropathien dar, die durch fortschreitende distale Muskelschwäche und Atrophie, sensorische Defizite, beeinträchtigte Sehnenreflexe und Fußdeformitäten gekennzeichnet ist. Bei CMT-Patienten wurden über 80 kausale Gene identifiziert, die mit autosomal-dominantem, autosomal-rezessivem oder X-chromosomalem Erbgang assoziiert sind. Die traditionelle Klassifikation von CMT basierte auf dem Typ der peripheren Neuropathie, wie durch die Nervenleitgeschwindigkeit bestimmt. Da jedoch mehr kausale Gene identifiziert wurden und die Überlappung von Neuropathie-Phänotypen offensichtlich wurde, erwies sich das traditionelle Klassifikationssystem als unhandlich und unzureichend. Darüber hinaus muss CMT von systemischen Erkrankungen mit Neuropathie und anderen Arten von erblichen Neuropathien unterschieden werden. Die Überlappung von Phänotypen in der klinischen Praxis kann eine große Herausforderung bei der korrekten Diagnosestellung darstellen. Diese Studie zielte darauf ab, das genetische Profil in einer Kohorte chinesischer CMT-Patienten zu untersuchen und die Rolle der genetischen Testung bei der Diagnose und Subtypisierung von CMT zu bewerten.
Insgesamt wurden 66 nicht verwandte chinesische Probanden mit CMT von März 2004 bis April 2019 eingeschlossen. Neurologische Untersuchungen wurden von zwei erfahrenen Neurologen durchgeführt. Bei 36 Fällen, die vor Mai 2013 gesammelt wurden, wurden zunächst drei Mikrosatelliten-Marker innerhalb der 1,4 Mb Duplikationsregion auf Chromosom 17p11.2-p12 verwendet, um eine PMP22-Duplikation zu detektieren. Bei Probanden, bei denen keine PMP22-Duplikation identifiziert wurde, wurde eine Mutationsanalyse der Gene PMP22, GJB1 und MPZ mittels denaturierender Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (DHPLC) durchgeführt. Bei 30 Fällen, die nach Mai 2013 gesammelt wurden, wurde zunächst eine Multiplex-Ligations-abhängige Sondenamplifikation durchgeführt, um eine PMP22-Duplikation zu detektieren. Bei Probanden mit negativen Ergebnissen wurde eine Next-Generation-Sequenzierung, entweder Whole-Exome-Sequenzierung (n = 1) oder die Verwendung eines gezielten Sequenzierungspanels (n = 5), durchgeführt, um kausale Gene zu identifizieren. Kandidatenmutationen, die entweder durch DHPLC oder Next-Generation-Sequenzierung gefunden wurden, wurden durch Sanger-Sequenzierung bestätigt.
Die häufigste Ursache für CMT in unserer Kohorte war die PMP22-Duplikation (28/66, 42,4%). Vier Missense-Mutationen, c.22A>T (p.T8S), c.65G>T (p.R22L), c.223C>T (p.R75W), c.392T>C (p.L131P), und eine Nonsense-Mutation, c.64C>T (p.R22), wurden im zweithäufigsten kausalen Gen GJB1 (5/66, 7,6%) identifiziert. Die neuartige Variante c.22A>T (p.T8S) wurde in den Populationsdatenbanken, einschließlich des 1000 Genomes Project und des Exome Aggregation Consortium, nicht gefunden. Eine Ko-Segregationsanalyse wurde nicht durchgeführt, da DNA-Proben von Familienmitgliedern nicht verfügbar waren. Zwei bekannte kausale Mutationen, c.22A>C (p.T8P) und c.23C>T (p.T8I), wurden in Codon 8 gefunden, was auf die kritische biologische Funktion dieses konservierten Restes hinweist. Die andere neuartige Variante, c.65G>T (p.R22L), wurde ebenfalls in den oben genannten Populationsdatenbanken nicht gefunden. Diese Variante wurde bei dem Probanden und seiner betroffenen Mutter nachgewiesen. Vier bekannte kausale Mutationen, c.64C>G (p.R22G), c.64C>T (p.R22), c.65G>A (p.R22Q) und c.65G>C (p.R22P), wurden in Codon 22 gefunden, was stark darauf hindeutet, dass diese Position im Laufe der Evolution hoch konserviert war. Die Klassifikation beider Varianten nach den Richtlinien des American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG) war „wahrscheinlich pathogen“.
Eine neuartige homozygote FGD4-Missense-Variante c.1303C>T (p.R435W) wurde bei einer 38-jährigen Frau aus einer konsanguinen Familie identifiziert. Diese Mutation wurde in den Populationsdatenbanken nicht gefunden und wurde von den meisten In-silico-Tools als pathogen vorhergesagt. Die Patientin bemerkte erstmals im Alter von 8 Jahren einen Pes cavus. Sie entwickelte im Alter von 28 Jahren eine Fazialisparese und im Alter von 37 Jahren Taubheitsgefühle in den Gliedmaßen. Die Elektromyographie zeigte periphere Neuropathien (vorwiegend demyelinisierende Neuropathien) und eine Fazialnervenschädigung. Die Variante konnte auf der Grundlage der ACMG-Richtlinien als „wahrscheinlich pathogen“ klassifiziert werden.
Eine neuartige heterozygote FIG4-Variante c.923C>T (p.A308V) wurde bei einer 22-jährigen Frau und ihrem betroffenen Vater gefunden. Die Variante wurde in den Populationsdatenbanken mit einer Häufigkeit von weniger als 0,01 gefunden und von mehreren In-silico-Tools als krankheitsverursachend vorhergesagt. Die Probandin hatte vor 3 Jahren Taubheitsgefühle in der linken Hand entwickelt und anschließend Taubheitsgefühle in allen vier Gliedmaßen, die hauptsächlich die linke Seite betrafen. Die Elektromyographie zeigte eine Schädigung des linken N. ulnaris. Ihr Vater hatte im Alter von 46 Jahren Taubheitsgefühle in der linken Hand entwickelt. Die Elektromyographie zeigte beidseitige Defizite des N. ulnaris.
Unsere Studie identifizierte Mutationen in häufigen kausalen Genen (z.B. PMP22 und GJB1) und seltenen (z.B. FGD4 und FIG4), wodurch das Mutationsspektrum CMT-bezogener Gene weiter ausgedehnt wurde. CMT4H ist eine seltene autosomal-rezessive erbliche Neuropathie, die durch FGD4-Mutationen verursacht wird und durch ein Auftreten im ersten Lebensjahrzehnt, langsam fortschreitende distale Muskelschwäche, häufige Skoliose und Myelinfaltungen, die in Nervenbiopsieproben sichtbar sind, gekennzeichnet ist. Eine Beteiligung der Hirnnerven wurde nur in einem Fall berichtet, einem 65-jährigen Mann, der eine ausgeprägte externe Ophthalmoplegie, Fazialisparesen und einen beidseitigen Hörverlust des Innenohrs hatte. Unser Fall unterstützt die Beteiligung der Hirnnerven als seltene Präsentation bei Patienten mit CMT4H.
Biallelische FIG4-Mutationen sind die Ursache für CMT4J, während heterozygote Mutationen mit amyotropher Lateralsklerose 11 (ALS11) assoziiert sind. CMT4J ist eine periphere Neuropathie, die durch ein Auftreten in der Kindheit mit beschleunigter Gliedmaßenschwäche und Muskelatrophie während der Teenagerjahre oder des Erwachsenenalters gekennzeichnet ist, die sowohl distale als auch proximale Gliedmaßenmuskeln betreffen, während ALS11 einen weniger schweren Phänotyp mit Beginn im Erwachsenenalter und prominenten Befunden des kortikospinalen Trakts aufwies. Die klinische Bedeutung der heterozygoten Mutation c.923C>T, die sowohl bei der Probandin als auch bei ihrem betroffenen Vater mit Ulnarisd