INTRODUCTION
Zespół kruchego X jest najczęstszą przyczyną dziedzicznego upośledzenia umysłowego i jest spowodowany mutacją w genie FMR1 sprzężonym z układem X. Mężczyźni z zespołem kruchego X prawie zawsze wykazują upośledzenie umysłowe, zwykle w stopniu umiarkowanym, i często mają charakterystyczne cechy fizyczne i zachowanie. Ponieważ mutacja jest sprzężona z genem X, mężczyźni są bardziej dotknięci tą chorobą niż kobiety. Tak więc, dotknięte kobiety mają tendencję do łagodnego opóźnienia umysłowego i mają zmienne powiązane cechy fizyczne. (Przegląd cech zespołu kruchego X, identyfikacja genu i sposób dziedziczenia – patrz Warren i Sherman (2001)1 oraz Hagerman i Hagerman (2002)).2
Mutacja prowadząca do ponad 98% przypadków zespołu kruchego X jest ekspansją niestabilnej sekwencji powtórzeń CGG zlokalizowanej w 5′ regionie nieulegającym translacji (UTR) genu FMR1.3,4 Istnieją zasadniczo cztery formy alleliczne genu w odniesieniu do długości powtórzeń. Są one określane jako powszechne, „szara strefa” lub pośrednie, premutacja i pełna mutacja. Powiązane rozmiary powtórzeń dla każdej grupy nie są dobrze zdefiniowane i jako takie komplikują poradnictwo genetyczne. Forma pełnej mutacji genu FMR1 składa się z ponad 200 powtórzeń i jest nieprawidłowo hipermetylowana. W związku z tym gen jest wyciszony i nie wytwarza mRNA. Brak produktu genu, FMRP, białka wiążącego RNA, jest odpowiedzialny za upośledzenie umysłowe.5 Około 1/4000 mężczyzn ma zespół kruchego X, a na zasadzie wnioskowania około 1/8000 kobiet ma istotne cechy tego zespołu (przegląd, patrz Crawford i wsp. (2001)).6 Allelele premutacyjne są definiowane jako długie, niemetylowane ścieżki powtórzeń, które są w sposób niestabilny przekazywane z rodzica na dziecko. Około 1/350 samic i 1/1000 samców jest nosicielami alleli premutacyjnych w zakresie 61-200 powtórzeń. Jednakże, ten zakres powtórzeń dla alleli premutacyjnych jest prawdopodobnie zbyt wąski, ponieważ niestabilne allele z 50-60 powtórzeniami są czasami identyfikowane w starszych pokoleniach rodzin z zespołem kruchego X i wyraźnie są to allele „permutacyjne”. Allele w pośrednim zakresie (41- 60) są zwykle definiowane tylko na podstawie wielkości powtórzeń. Oznacza to, że zazwyczaj nie są one związane ze znaną niestabilną transmisją do pełnej mutacji i/lub krewnego z zespołem kruchego X. Niestabilność może, ale nie musi być charakterystyczna dla danego allelu i zależy od czynników związanych ze strukturą powtórzeń (tj. przerwanie powtórzeń CGG przez sekwencję AGG) oraz od czynników działających trans, które nie zostały jeszcze zdefiniowane.7-9 Dlatego definicje premutacji i alleli pośrednich są nieostre. Najczęściej premutację zgłasza się klinicznie, gdy ma ona ≥ 55 powtórzeń. Ogólnie rzecz biorąc, ścieżki o wysokiej liczbie powtórzeń (41-199) są przenoszone przez około 4% mężczyzn i 8% kobiet o pochodzeniu północnoeuropejskim. Częstość występowania jest podobna w większości innych grup etnicznych/rasowych, chociaż istnieją pewne różnice między populacjami.10 -11
Kliniczne konsekwencje rozszerzonego powtórzenia CGG w genie FMR1 były uważane za ograniczone do osób z pełną mutacją (stąd określenie „pełna”), a mianowicie jawne upośledzenie umysłowe. Jednakże, niezmetylowana, długa ścieżka powtórzenia CGG występująca u nosicieli premutacji została powiązana ze specyficznymi fenotypami niezwiązanymi z zespołem kruchego X i niezwiązanymi z nosicielami pełnej mutacji. Jedną z dobrze poznanych konsekwencji dla kobiet będących nosicielkami allelu premutacji jest zwiększone ryzyko przedwczesnej niewydolności jajników (POF), klinicznie definiowanej jako ustanie miesiączkowania przed 40 rokiem życia. Wśród kobiet, które są nosicielkami premutacji, około 21% ma POF w porównaniu z zaledwie 1% w populacji ogólnej, czyli ryzyko względne wynosi 21.12 Ponadto około 2% i 14% kobiet, odpowiednio z izolowanym POF i rodzinnym POF, jest nosicielkami allelu premutacji. Ta wysoka częstość nosicielstwa jest porównywalna z 0,3% w populacji ogólnej. Etiologia niewydolności jajników i czynniki ryzyka związane z genem FMR1 są przedmiotem badań.
Ostatnio u mężczyzn będących nosicielami premutacji i u mniejszego odsetka kobiet zidentyfikowano znaczny wzrost ryzyka wystąpienia zaburzenia neurodegeneracyjnego o późnym początku z zespołem drżenia/ataksji (FXTAS).13-15 Podstawowymi objawami klinicznymi są ataksja móżdżkowa i drżenie zamiarowe. Inne udokumentowane objawy to deficyty poznawcze, takie jak utrata pamięci krótkotrwałej, deficyty funkcji wykonawczych, spadek zdolności poznawczych, parkinsonizm, neuropatia obwodowa, osłabienie mięśni proksymalnych kończyn dolnych i dysfunkcja autonomiczna.14 Wstępne badania wskazują na penetrację drżenia i ataksji u mężczyzn w wieku 50 lat i starszych z premutacją na poziomie 20-40%.14-17 Ogólnie szacuje się, że u tych mężczyzn objawy te występują 13-krotnie częściej niż u osób niebędących nosicielami.15 Konieczne są jednak dalsze badania w celu dokładnego określenia penetracji związanej z wiekiem i względnego ryzyka dla celów poradnictwa genetycznego.
Unikalny wzór dziedziczenia tej mutacji sprzężonej z chromosomem X prowadzi do pewnych delikatnych kwestii związanych z wiedzą jednostki na temat jej własnego statusu nosicielstwa, jak również znajomości statusu mutacji u innych członków rodziny. Najczęściej mutacja kruchego X segregująca w rodzinie jest identyfikowana poprzez dziecko z zespołem kruchego X spowodowanym pełną mutacją, z objawami takimi jak opóźnienie rozwoju lub opóźnienie umysłowe. Tak więc, status nosiciela premutacji związanej z zaburzeniami o późnym początku może być nieumyślnie odkryty u osoby, która jest badana jako część badań rodzinnych. W przypadku zaburzeń o późnym początku, takich jak te, pojawiają się kwestie etyczne dotyczące tego, czy dana osoba chce znać swój status nosiciela, czy nie. W miarę jak pracownicy służby zdrowia stają się bardziej świadomi fenotypów związanych z przedwczesnym wygasaniem czynności jajników i FXTAS, więcej rodzin będzie prawdopodobnie identyfikowanych w innych okolicznościach.
Ogólnie rzecz biorąc, mutacja kruchego X podlega tradycyjnym zasadom dziedziczenia sprzężonego z chromosomem X: Połowa potomstwa matek nosicielek otrzyma mutację, a wszystkie córki, ale żaden z synów ojców nosicieli nie otrzyma mutacji. Jednak ryzyko ekspansji powtórzeń CGG w allelu premutacji do pełnej mutacji nakłada się na schemat przekazywania tego zespołu. Ekspansja premutacji do pełnej mutacji podczas transmisji przez kobietę będącą nosicielką jest dodatnio skorelowana z rozmiarem powtórzenia kobiety.9 Najmniejszy rozmiar powtórzenia, które może rozwinąć się do pełnej mutacji w jednym pokoleniu to 59 powtórzeń.9 Ryzyko ekspansji do pełnej mutacji z mężczyzn będących nosicielami na ich córki jest rzadkie, ale zostało odnotowane.18 Oznacza to, że mężczyźni z premutacją przekazują premutację swoim córkom, zazwyczaj tylko z niewielkimi ekspansjami lub skurczami.
Przewidywanie ciężkości objawów zespołu kruchego X jest ograniczone. Na ciężkość objawów nie ma wpływu liczba powtórzeń w obrębie allelu pełnej mutacji, ponieważ gdy allel pełnej mutacji ma ponad 200 powtórzeń i jest metylowany, nie powstaje żaden produkt genu. Mniejszość mężczyzn z pełną mutacją posiada pewne allele, które są niezmetylowane; są one znane jako „mozaiki metylacji”. Takie allele mogą wytwarzać FMRP, chociaż na niższym poziomie niż allele o niskiej powtarzalności, prawdopodobnie z powodu niewydolności translacji.19 Ponadto istnieją mężczyźni, którzy są mozaikowi dla alleli przed i pełnej mutacji. Mężczyźni z takimi mozaikowymi wzorcami są średnio mniej dotknięci chorobą niż ci, którzy mają tylko allele pełnej mutacji. Jednakże, zakres ciężkości choroby pokrywa się. W przypadku kobiet, które są nosicielkami pełnej mutacji, odsetek aktywnych chromosomów X z normalnym allelem powtórzenia w porównaniu z allelem pełnej mutacji może modyfikować nasilenie objawów, zgodnie z oczekiwaniami dla każdego schorzenia sprzężonego z chromosomem X. Jednak trudno jest przewidzieć nasilenie objawów. Jednakże, trudno jest przewidzieć ciężkość objawów dla indywidualnego nosiciela na podstawie tego stosunku aktywacji. Średnio, około jedna trzecia do jednej połowy kobiet, które są nosicielami pełnej mutacji jest znacząco dotknięta zespołem kruchego X.
Badania DNA są wykorzystywane do testowania w kierunku zespołu kruchego X. Genotypy osób z objawami FXS i osób zagrożonych nosicielstwem mutacji można określić badając wielkość segmentu powtórzenia trinukleotydowego i status metylacji genu FMR1. Stosowane są dwa główne podejścia: łańcuchowa reakcja polimerazy (PCR) i analiza Southern blot. Analiza PCR wykorzystuje startery flankujące do amplifikacji fragmentu DNA obejmującego region powtórzenia. W ten sposób rozmiary produktów PCR wskazują na przybliżoną liczbę powtórzeń obecnych w każdym allelu badanego osobnika. Wydajność reakcji PCR jest odwrotnie proporcjonalna do liczby powtórzeń CGG, tak więc duże mutacje są trudniejsze do amplifikacji i mogą nie dawać wykrywalnego produktu w badaniu PCR. To, oraz fakt, że nie uzyskuje się informacji o statusie metylacji FMR1, stanowią ograniczenia metody PCR. Z drugiej strony, analiza PCR pozwala na dokładne określenie wielkości alleli w normalnej, „szarej strefie” i zakresach wielkości premutacji na małych ilościach DNA w stosunkowo krótkim czasie. Ponadto, badanie nie jest dotknięte skośną inaktywacją chromosomu X.
Analiza FMR1 metodą Southern blotting pozwala na surową miarę wielkości segmentów powtórzenia i dokładną ocenę statusu metylacji do jednoczesnego oznaczenia. Wrażliwy na metylację enzym restrykcyjny, który nie rozszczepia miejsc metylowanych, jest używany do rozróżnienia między allelami metylowanymi i niemetylowanymi. Analiza Southern blot jest bardziej pracochłonna niż PCR i wymaga większych ilości genomowego DNA. Analiza Southern blot dokładnie wykrywa allele we wszystkich zakresach wielkości, ale nie jest możliwe precyzyjne określenie wielkości. Ponadto, wysoce skośna inaktywacja chromosomu X niosącego premutację może prowadzić do braku rozdzielczości allelu premutacji. Laboratoria powinny mieć dostępne obie metody i wykonywać te rodzaje analiz lub ich kombinacje, które są najbardziej odpowiednie w danych okolicznościach klinicznych.
W niewielkiej liczbie osób z FXS, mechanizmy inne niż ekspansja trinukleotydów, takie jak delecja lub mutacja punktowa, są odpowiedzialne za zespół. W tych przypadkach badania powiązań, badania cytogenetyczne, sekwencjonowanie i/lub testy zaprojektowane w celu identyfikacji rzadkich mutacji i delecji mogą dostarczyć ważnych informacji dla krewnych.
.