BEVEZETÉS
A törékeny X-szindróma az öröklött mentális retardáció leggyakoribb oka, és az X-hez kötött FMR1 gén mutációja okozza. A törékeny X-szindrómás férfiak szinte mindig mentális retardációt mutatnak, általában a középsúlyos tartományban, és gyakran jellegzetes fizikai jellemzőkkel és viselkedéssel rendelkeznek. Mivel a mutáció X-kapcsolt, a férfiak súlyosabban érintettek, mint a nők. Így az érintett nők általában enyhe mentális retardációval és változó társuló testi jellemzőkkel rendelkeznek. (A törékeny X-szindróma jellemzőinek áttekintését, a gén azonosítását és öröklődési mintázatát lásd Warren és Sherman (2001)1 és Hagerman és Hagerman (2002)).2
A törékeny X-szindróma eseteinek több mint 98%-ához vezető mutáció az FMR1 gén 5′ nem transzlált régiójában (UTR) található instabil CGG ismétlődő szekvencia kiterjedése.3,4 A génnek az ismétlődés hosszát tekintve lényegében négy allél formája létezik. Ezeket közös, “szürke zónás” vagy köztes, premutációs és teljes mutációnak nevezik. Az egyes csoportokhoz tartozó ismétlődési méretek nem jól meghatározottak, és mint ilyenek, bonyolítják a genetikai tanácsadást. Az FMR1 gén teljes mutációs formája több mint 200 ismétlődésből áll, és abnormálisan hipermetilált. Következésképpen a gén elnémul, és nem termelődik mRNS. A géntermék, az FMRP, egy RNS-kötő fehérje hiánya felelős a mentális retardációért.5 Körülbelül 1/4000 férfi szenved törékeny X-szindrómában, és következtetésképpen körülbelül 1/8000 nő rendelkezik a szindróma jelentős jellemzőivel (áttekintésért lásd Crawford et al. (2001)).6 A premutációs allélokat hosszú, nem metilezett ismétlődő pályákként definiálják, amelyek instabil módon öröklődnek szülőről gyermekre. Körülbelül 1/350 nő és 1/1000 férfi hordoz premutációs allélokat a 61-200 ismétlődések tartományában. A premutációs allélok ezen ismétlődési tartománya azonban valószínűleg túl szűken meghatározott, mivel a törékeny X-szindrómás családok idősebb generációiban néha 50-60 ismétlődést tartalmazó instabil allélokat azonosítanak, amelyek egyértelműen “permutációs” allélok. A köztes tartományba (41-60) eső allélokat általában csak az ismétlődések mérete alapján határozzák meg. Ez azt jelenti, hogy általában nem társulnak a teljes mutáció és/vagy a törékeny X-szindrómás rokon ismert instabil átviteléhez. Az instabilitás lehet, de lehet, hogy nem jellemző az allélre, és függ az ismétlődési struktúrával kapcsolatos tényezőktől (pl. a CGG ismétlődések megszakítása AGG szekvenciával) és a még nem meghatározott transz-hatású tényezőktől.7-9 Így a premutációs és köztes allélok definíciói elmosódottak. Leggyakrabban a premutációt akkor jelentik klinikailag, ha az ≥ 55 ismétlődésű. Összességében a magas ismétlődésszámú pályákat (41-199) az észak-európai származású férfiak mintegy 4%-a és a nők 8%-a hordozza. A prevalencia hasonló a legtöbb más etnikai/faji csoportban, bár némi eltérés van a populációk között.10 -11
Az FMR1 génben lévő kiterjesztett CGG ismétlődés klinikai következményeit a teljes mutációval rendelkezőkre (innen a “teljes” kifejezés) korlátozódónak gondolták, nevezetesen az overt mentális retardációra. Azonban a premutáció hordozóinál talált, nem metilált, hosszú CGG ismétlődési sávot olyan specifikus fenotípusokkal hozták összefüggésbe, amelyek nem kapcsolódnak a törékeny X-szindrómához, és nem kapcsolódnak a teljes mutáció hordozóihoz. A premutációs allélt hordozó nők egyik jól ismert következménye a korai petefészek-elégtelenség (POF) fokozott kockázata, amelyet klinikailag úgy határoznak meg, hogy a menstruáció 40 éves kor előtt megszűnik. A premutációt hordozó nők körülbelül 21%-a szenved POF-ben, míg az átlagpopulációban csak 1%, vagyis a relatív kockázat 21%.12 Továbbá az izolált POF-ben és a familiáris POF-ben szenvedő nők körülbelül 2%-a, illetve 14%-a hordozza a premutációs allélt. Ez a magas hordozói gyakoriság az általános populáció 0,3%-ához képest. A petefészek-elégtelenség etiológiáját és az FMR1 génhez kapcsolódó kockázati tényezőket jelenleg is vizsgálják.
A közelmúltban a premutációt hordozó férfiaknál és a nők kisebb hányadánál egy tremor/ataxia szindrómával járó, késői kezdetű neurodegeneratív rendellenesség (FXTAS) kockázatának jelentős növekedését azonosították.13-15 Az elsődleges klinikai tünetek a kisagyi ataxia és az intencionális tremor. Egyéb dokumentált tünetek közé tartoznak a kognitív deficitek, mint például a rövid távú memória elvesztése, a végrehajtó funkciók deficitje, kognitív hanyatlás, parkinsonizmus, perifériás neuropátia, alsó végtagi proximális izomgyengeség és autonóm diszfunkció.14 A kezdeti vizsgálatok szerint a premutációt hordozó 50 éves vagy annál idősebb férfiak körében a kombinált tremor és ataxia penetrációja körülbelül 20-40%.14-17 Összességében ezeknél a férfiaknál a nem hordozókhoz képest 13-szorosára becsülik e tünetek előfordulását.15 További kutatásokra van azonban szükség az életkorhoz kapcsolódó penetrancia és a relatív kockázat pontos meghatározásához genetikai tanácsadás céljából.
Az X-kapcsolt mutáció egyedi öröklődési mintázata néhány érzékeny kérdést vet fel, amelyek az egyén saját hordozói státuszának ismeretével, valamint a többi családtag mutációs státuszának megismerésével kapcsolatosak. Leggyakrabban a családban szegregáló törékeny X-mutációt a teljes mutáció miatt törékeny X-szindrómás gyermeken keresztül azonosítják, akinél olyan tünetek jelentkeznek, mint a fejlődési késés vagy a mentális retardáció. Így a későn jelentkező rendellenességekkel összefüggő premutáció-hordozói státusz véletlenül fedezhető fel egy olyan egyénnél, akit egy családi vizsgálat részeként vizsgálnak. Az ilyen későn jelentkező rendellenességek esetében etikai kérdések merülnek fel azzal kapcsolatban, hogy az adott egyén kíván-e tudomást szerezni hordozói státuszáról vagy sem. Ahogy az egészségügyi szakemberek egyre jobban megismerik a korai petefészek-elégtelenség és az FXTAS premutációval összefüggő fenotípusait, valószínűleg több családot fognak más körülmények között azonosítani.
A törékeny X-mutáció általában az X-kapcsolt öröklődés hagyományos szabályait követi: A hordozó anyák utódainak fele megkapja a mutációt, és a hordozó apák összes lánya, de egyik fia sem kapja meg a mutációt. A premutációs allélben lévő CGG ismétlődések teljes mutációvá való bővülésének kockázata azonban felülírja e szindróma öröklődési mintázatát. A premutáció teljes mutációvá való bővülése a hordozó nőn keresztül történő átvitel során pozitívan korrelál a nő ismétlődésének méretével.9 A legkisebb ismétlődésméret, amely egy generáció alatt teljes mutációvá bővül, 59 ismétlődés.9 A hordozó férfiakról a lányaikra történő teljes mutációvá történő terjeszkedés kockázata ritka, de már beszámoltak róla.18 Vagyis a premutációs férfiak a premutációt továbbadják a lányaiknak, jellemzően csak kis terjeszkedésekkel vagy összehúzódásokkal.
A törékeny X-szindróma tünetei súlyosságának előrejelzése korlátozott. A súlyosságot általában nem befolyásolja a teljes mutációs allélben lévő ismétlődések száma, mivel amint a teljes mutációs allél több mint 200 ismétlődést tartalmaz és metilálódik, nem keletkezik géntermék. A teljes mutációval rendelkező férfiak kisebbségének van néhány olyan allélja, amely nem metilálódott; ezeket “metilációs mozaikoknak” nevezik. Az ilyen allélok termelhetnek FMRP-t, bár alacsonyabb szinten, mint az alacsony ismétlődésű allélok, feltehetően a transzlációs ineffektivitás miatt.19 Ezenkívül vannak olyan hímek, akiknél a pre- és a teljes mutáció alléljai mozaikosak. Az ilyen mozaikos mintázatú férfiak átlagosan kevésbé súlyosan érintettek, mint azok, akik csak teljes mutációs alléllal rendelkeznek. A súlyossági tartomány azonban átfedésben van. A teljes mutációt hordozó nők esetében a normál ismétlődő alléllel rendelkező aktív X-kromoszómák százalékos aránya a teljes mutációs allélhoz képest módosíthatja a tünetek súlyosságát, ahogy az bármely X-kapcsolt állapot esetében várható. Az aktivációs arány alapján azonban nehéz megjósolni az egyes hordozók súlyosságát. Átlagosan a teljes mutációt hordozó nők körülbelül egyharmadának-felének jelentős mértékben érintett a törékeny X-szindróma.
A törékeny X-szindróma vizsgálatára DNS-vizsgálatokat alkalmaznak. Az FXS tüneteit mutató egyének és a mutáció hordozásának kockázatát hordozó egyének genotípusa meghatározható a trinukleotid ismétlődő szakasz méretének és az FMR1 gén metilációs állapotának vizsgálatával. Két fő megközelítést alkalmaznak: a polimeráz láncreakciót (PCR) és a Southern blot analízist. A PCR-elemzés flankáló primereket használ az ismétlődő régiót átfogó DNS-töredék felerősítéséhez. Így a PCR-termékek mérete jelzi a vizsgált egyed minden egyes alléljában jelen lévő ismétlődések hozzávetőleges számát. A PCR-reakció hatékonysága fordítottan arányos a CGG-ismétlődések számával, így a nagy mutációkat nehezebb felerősíteni, és előfordulhat, hogy a PCR-vizsgálat során nem lesz kimutatható termék. Ez, valamint az a tény, hogy nem kapunk információt az FMR1 metilációs státuszáról, a PCR-megközelítés korlátai. Másrészt a PCR-analízis lehetővé teszi az allélok pontos méretezését a normál, a “szürke zónában” és a premutációs mérettartományokban kis mennyiségű DNS-en, viszonylag rövid átfutási idő alatt. Emellett a vizsgálatot nem befolyásolja az X-kromoszóma ferde inaktiválódása.
A Southern blottinggal végzett FMR1-analízis lehetővé teszi az ismétlődő szegmensek méretének durva mérését és a metilációs státusz pontos értékelését egyidejűleg. A metilált és nem metilált allélok megkülönböztetésére egy metiláció-érzékeny restrikciós enzimet használnak, amely nem hasítja a metilált helyeket. A Southern blot analízis munkaigényesebb, mint a PCR, és nagyobb mennyiségű genomiális DNS-t igényel. A Southern blot analízis minden mérettartományban pontosan kimutatja az allélokat, de pontos méretezés nem lehetséges. Továbbá a premutációt rejtő X-kromoszóma erősen ferde inaktiválódása a premutációs allél felbontásának hiányához vezethet. A laboratóriumoknak mindkét módszerrel rendelkezniük kell, és azt az elemzéstípust vagy az elemzések kombinációját kell elvégezniük, amely a klinikai körülmények között a legmegfelelőbb.
Az FXS-ben szenvedő egyének kis számában a trinukleotid-expanziótól eltérő mechanizmusok, például deléció vagy pontmutáció felelősek a szindrómáért. Ezekben az esetekben a ritka mutációk és deléciók azonosítására irányuló linkációs vizsgálatok, citogenetikai, szekvenálási és/vagy tesztek fontos információkkal szolgálhatnak a hozzátartozók számára.