INDLEDNING
Fragilt X-syndrom er den mest almindelige årsag til arvelig mental retardering og skyldes en mutation i det X-bundne FMR1-gen. Mænd med fragilt X-syndrom udviser næsten altid mental retardering, normalt i moderat omfang, og har ofte karakteristiske fysiske træk og adfærd. Da mutationen er X-bundet, er hanner mere alvorligt ramt end kvinder. Således er der en tendens til, at de ramte kvinder har en mild mental retardering og har varierende fysiske træk. (For en gennemgang af træk ved fragilt X-syndrom, identifikation af genet og dets arvelighedsmønster, se Warren og Sherman (2001)1 og Hagerman og Hagerman (2002)).2
Mutationen, der fører til over 98% af tilfældene af fragilt X-syndrom, er en udvidelse af en ustabil CGG-repeatsekvens, der er placeret i den 5′ utranslaterede region (UTR) af FMR1-genet.3,4 Der findes i alt væsentligt fire allelformer af genet med hensyn til repeatlængde. De betegnes som almindelig, “gråzone” eller intermediær, præmutation og fuld mutation. De tilhørende gentagelsesstørrelser for hver gruppe er ikke veldefinerede og komplicerer som sådan den genetiske rådgivning. Den fulde mutationsform af FMR1-genet består af over 200 gentagelser og er unormalt hypermethyleret. Som følge heraf er genet tavs, og der produceres intet mRNA. Manglen på genproduktet, FMRP, et RNA-bindende protein, er ansvarlig for den mentale retardering.5 Ca. 1/4000 mænd har fragilt X-syndromet, og ved en slutning har ca. 1/8000 kvinder væsentlige træk ved syndromet (for en gennemgang, se Crawford et al. (2001)).6 Præmutationsalleler defineres som lange, umetylerede gentagelsesspor, der overføres ustabilt fra forælder til barn. Ca. 1/350 hunner og 1/1000 mænd bærer præmutationsalleler i intervallet 61-200 gentagelser. Dette gentagelsesområde for præmutationsalleler er dog sandsynligvis for snævert defineret, da ustabile alleler med 50-60 gentagelser undertiden identificeres i de ældre generationer af familier med fragilt X-syndrom og klart er “permutations”-alleler. Alleler i det mellemliggende område (41-60) defineres normalt kun ud fra gentagelsesstørrelsen. Det vil sige, at de normalt ikke er forbundet med kendt ustabil overførsel til en fuld mutation og/eller en slægtning med skrøbeligt X-syndrom. Instabilitet kan være karakteristisk for allelen eller ej og afhænger af faktorer, der er relateret til gentagelsesstrukturen (dvs. afbrydelse af CGG-repeats med en AGG-sekvens) og transvirkende faktorer, der endnu ikke er defineret.7-9 Definitionerne af præmutations- og intermediære alleler er således slørede. Oftest rapporteres en præmutation klinisk, når den er ≥ 55 gentagelser. Samlet set bæres spor med højt gentagelsesantal (41-199) af ca. 4 % af mænd og 8 % af kvinder af nordeuropæisk afstamning. Prævalensen er tilsvarende i de fleste andre etniske/raciale grupper, selv om der er en vis variation mellem befolkningsgrupper.10 -11
De kliniske konsekvenser af den udvidede CGG-repeat i FMR1-genet blev anset for at være begrænset til dem med den fulde mutation (deraf betegnelsen “fuld”), nemlig åbenlys mental retardering. Imidlertid er det umethylerede, lange CGG-repeat-spor, der findes hos præmutationsbærere, blevet forbundet med specifikke fænotyper, der ikke er relateret til fragilt X-syndrom og ikke er relateret til bærere af fuld mutation. En velkendt konsekvens for kvinder, der er bærere af præmutationsallelen, er en øget risiko for for tidlig ovariesvigt (POF), klinisk defineret som ophør af menstruation før 40-årsalderen. Blandt kvinder, der er bærere af præmutationen, har ca. 21 % POF sammenlignet med kun 1 % i den generelle befolkning, eller en relativ risiko på 21.12 Desuden er ca. 2 % og 14 % af kvinder med henholdsvis isoleret POF og familiær POF bærere af præmutationsallelen. Denne høje bærerfrekvens kan sammenlignes med 0,3 % i den almindelige befolkning. Ætiologien for ovariesvigt og de risikofaktorer, der er forbundet med FMR1-genet, er under udredning.
For nylig er der blevet identificeret en betydelig forøgelse af risikoen for en sent indsættende neurodegenerativ lidelse med tremor/ataxi-syndrom (FXTAS) hos mænd, der bærer præmutationen, og hos en mindre andel af kvinder.13-15 De primære kliniske symptomer er cerebellær ataksi og intentionel tremor. Andre dokumenterede symptomer omfatter kognitive underskud såsom tab af korttidshukommelse, underskud i den eksekutive funktion, kognitiv tilbagegang, parkinsonisme, perifer neuropati, proximal muskelsvaghed i de nedre lemmer og autonom dysfunktion.14 Indledende undersøgelser viser en penetrering af kombineret tremor og ataksi blandt mænd på 50 år eller derover med præmutationen på omkring 20-40 %.14-17 Samlet set har disse mænd en anslået 13-dobbelt stigning i disse symptomer sammenlignet med ikke-bærere.15 Der er imidlertid behov for mere forskning for præcist at definere den aldersrelaterede penetrances og relative risici med henblik på genetisk rådgivning.
Det unikke arvemønster for denne X-bundne mutation fører til nogle følsomme spørgsmål i forbindelse med et individs kendskab til sin egen bærerstatus samt kendskab til mutationsstatus hos andre familiemedlemmer. Oftest identificeres den skrøbelige X-mutation, der segregerer i en familie, gennem et barn med skrøbeligt X-syndrom som følge af den fulde mutation, med symptomer som udviklingsforsinkelse eller mental retardering. Således kan præmutationsbærerstatus, der er forbundet med sent opståede lidelser, utilsigtet blive afsløret hos en person, der testes som led i en familieundersøgelse. I forbindelse med sådanne senfølger opstår der etiske spørgsmål om, hvorvidt en given person ønsker at kende sin bærerstatus eller ej. Efterhånden som sundhedspersonale bliver mere opmærksomme på de præmutationsassocierede fænotyper af præmaturt ovariesvigt og FXTAS, vil flere familier sandsynligvis blive identificeret under andre omstændigheder.
Generelt følger den skrøbelige X-mutation de traditionelle regler for X-bunden arv: Halvdelen af afkommet af bærende mødre vil modtage mutationen, og alle døtre, men ingen af sønnerne af bærende fædre modtager mutationen. Risikoen for udvidelse af CGG-repeterne i en præmutationsallel til en fuld mutation overlejrer imidlertid transmissionsmønstret for dette syndrom. Ekspansion af præmutationen til den fulde mutation under overførsel gennem en bærerkvinde er positivt korreleret med størrelsen af kvindens gentagelse.9 Den mindste gentagelsesstørrelse, der kan ekspandere til en fuld mutation i én generation, er 59 gentagelser.9 Risikoen for ekspansion til den fulde mutation fra bærende mænd til deres døtre er sjælden, men er blevet rapporteret.18 Det vil sige, at præmutationsmænd videregiver præmutationen til deres døtre, typisk med kun små ekspansioner eller sammentrækninger.
Forudsigelse af sværhedsgraden af symptomerne på fragilt X-syndrom er begrænset. Sværhedsgraden har tendens til ikke at blive påvirket af antallet af gentagelser inden for en fuldmutationsallel, da der ikke laves noget genprodukt, når først den fulde mutationsallel er over 200 gentagelser og er methyleret. Et mindretal af mænd med en fuld mutation har nogle alleler, der ikke er methylerede; de er kendt som “methyleringsmosaikker”. Sådanne alleler kan producere FMRP, om end i lavere niveauer end alleler med lav gentagelse, formentlig på grund af translationsineffektivitet.19 Desuden er der hanner, der er mosaiske for præ- og fuldmutationsalleler. Hanner med disse mosaikmønstre er i gennemsnit mindre alvorligt påvirket end dem, der kun har fuldmutationsalleler. Men sværhedsgraden overlapper hinanden. For kvinder, der bærer den fulde mutation, kan procentdelen af aktive X-kromosomer med den normale gentagelsesallel sammenlignet med den fulde mutationsallel ændre symptomernes sværhedsgrad, som det forventes for enhver X-bunden tilstand. Det er imidlertid vanskeligt at forudsige sværhedsgraden for en individuel bærer på grundlag af dette aktiveringsforhold. I gennemsnit er omkring en tredjedel til halvdelen af de kvinder, der bærer den fulde mutation, signifikant påvirket af fragilt X-syndrom.
DNA-undersøgelser anvendes til at teste for fragilt X-syndrom. Genotyper af personer med symptomer på FXS og personer med risiko for at bære mutationen kan bestemmes ved at undersøge størrelsen af trinukleotid gentagelsessegmentet og methyleringsstatus for FMR1-genet. Der anvendes to hovedmetoder: polymerasekædereaktion (PCR) og Southern Blot-analyse. Ved PCR-analyse anvendes flankerende primere til at amplificere et DNA-fragment, der dækker den gentagne region. Størrelsen af PCR-produkterne er således en indikation af det omtrentlige antal gentagelser, der er til stede i hver allel hos det undersøgte individ. PCR-reaktionens effektivitet er omvendt relateret til antallet af CGG-repeteringer, så store mutationer er vanskeligere at amplificere og kan ikke give et påviseligt produkt i PCR-analysen. Dette og det forhold, at der ikke opnås nogen oplysninger om FMR1-methyleringsstatus, er begrænsninger ved PCR-metoden. På den anden side gør PCR-analysen det muligt at bestemme nøjagtigt størrelsen af alleler i den normale, den “grå zone” og præmutationsstørrelsesintervallerne på små mængder DNA inden for en forholdsvis kort tid. Desuden påvirkes analysen ikke af skæv X-kromosominaktivering.
FMR1-analyse ved hjælp af Southern Blotting giver mulighed for samtidig at foretage en grov måling af størrelsen af de gentagne segmenter og en nøjagtig vurdering af methyleringsstatus. Der anvendes et methyleringsfølsomt restriktionsenzym, som ikke kan spalte methylerede steder, til at skelne mellem methylerede og umethylerede alleler. Southern Blot-analyse er mere arbejdskrævende end PCR og kræver større mængder genomisk DNA. Southern Blot-analyse påviser nøjagtigt alleler i alle størrelsesintervaller, men det er ikke muligt at bestemme størrelsen præcist. Desuden kan en meget skæv inaktivering af det X-kromosom, der rummer præmutationen, føre til manglende opløsning af præmutationsallelen. Laboratorier bør have begge metoder til rådighed og udføre de typer analyser eller kombinationer af analyser, der er mest hensigtsmæssige under de kliniske omstændigheder.
I et lille antal individer med FXS er andre mekanismer end trinukleotidudvidelse, såsom deletion eller punktmutation, ansvarlige for syndromet. I disse tilfælde kan koblingsundersøgelser, cytogenetiske undersøgelser, sekventering og/eller analyser, der er designet til at identificere sjældne mutationer og deletioner, give vigtige oplysninger til slægtninge.