INLEDNING
Fragilt X-syndrom är den vanligaste orsaken till ärftlig mental retardation och beror på en mutation i den X-bundna genen FMR1. Män med fragilt X-syndrom uppvisar nästan alltid mental retardation, vanligen i måttlig omfattning, och har ofta karakteristiska fysiska drag och beteenden. Eftersom mutationen är X-bunden är männen allvarligare drabbade än kvinnor. De drabbade kvinnorna tenderar därför att ha en mild mental retardation och har varierande associerade fysiska egenskaper. (För en genomgång av egenskaperna hos fragilt X-syndrom, identifiering av genen och dess arvsmönster, se Warren och Sherman (2001)1 och Hagerman och Hagerman (2002)).2
Mutationen som leder till mer än 98 % av fallen av fragilt X-syndrom är en expansion av en instabil CGG-repeteringssekvens som är belägen i 5′-områdets otranslaterade region (UTR) i FMR1-genen.3,4 Det finns huvudsakligen fyra alleliska former av genen när det gäller repeteringslängd. De kallas vanlig, ”gråzon” eller intermediär, premutation och fullständig mutation. De associerade upprepningsstorlekarna för varje grupp är inte väldefinierade och komplicerar därför den genetiska rådgivningen. Den fullständiga mutationsformen av FMR1-genen består av över 200 upprepningar och är onormalt hypermetylerad. Som en följd av detta är genen tystad och inget mRNA produceras. Bristen på genprodukten, FMRP, ett RNA-bindande protein, är ansvarig för den mentala retardationen.5 Ungefär 1/4000 män har fragilt X-syndromet och, genom en slutsats, ungefär 1/8000 kvinnor har betydande drag av syndromet (för en översikt, se Crawford et al. (2001)).6 Premutationsalleler definieras som långa, ometylerade upprepningsspår som inte överförs på ett instabilt sätt från förälder till barn. Ungefär 1/350 kvinnor och 1/1000 män bär premutationsalleler i intervallet 61-200 upprepningar. Detta repetitionsintervall för premutationsalleler är dock troligen för snävt definierat, eftersom instabila alleler med 50-60 repetitioner ibland identifieras i de äldre generationerna av familjer med fragilt X-syndrom och helt klart är ”permutationsalleler”. Alleler i det mellanliggande intervallet (41-60) definieras vanligen endast genom upprepningsstorlek. Det vill säga, de är vanligtvis inte förknippade med känd instabil överföring till en fullständig mutation och/eller en släkting med fragilt X-syndrom. Instabiliteten kan vara eller inte vara karakteristisk för allelen och beror på faktorer som är relaterade till upprepningsstrukturen (dvs. avbrott av CGG-upprepningar med en AGG-sekvens) och trans-verkande faktorer som ännu inte har definierats.7-9 Definitionerna av premutations- och intermediära alleler är således oklara. Oftast rapporteras en premutation kliniskt när den är ≥ 55 repetitioner. Totalt sett bärs spår med högt repetitionsantal (41-199) av cirka 4 % av männen och 8 % av kvinnorna av nordeuropeisk härkomst. Prevalensen är liknande i de flesta andra etniska grupper/rasgrupper, även om det finns en viss variation mellan olika populationer.10 -11
De kliniska konsekvenserna av den utökade CGG-repeteringen i FMR1-genen trodde man var begränsade till dem som hade den fullständiga mutationen (därav termen ”fullständig”), nämligen uppenbar mental retardation. Det ometade, långa CGG-repeatspåret som finns hos premutationsbärare har emellertid förknippats med specifika fenotyper som inte är relaterade till fragilt X-syndrom och som inte är relaterade till bärare av fullständig mutation. En välkänd konsekvens för kvinnor som är bärare av premutationsallelen är en ökad risk för prematur ovariesvikt (POF), kliniskt definierad som upphörande av menstruation före 40 års ålder. Bland kvinnor som är bärare av premutationen har cirka 21 % POF jämfört med endast 1 % i den allmänna befolkningen, eller en relativ risk på 21.12 Dessutom är cirka 2 % och 14 % av kvinnor med isolerad POF respektive familjär POF bärare av premutationsallelen. Denna höga bärarfrekvens kan jämföras med 0,3 % i den allmänna befolkningen. Etiologin till äggstockssvikt och de riskfaktorer som är förknippade med FMR1-genen är under utredning.
Nyligen har en signifikant ökad risk för en sent insjuknande neurodegenerativ sjukdom med tremor/ataxi-syndrom (FXTAS) identifierats hos män som är bärare av premutationen, och hos en mindre andel kvinnor.13-15 De primära kliniska symtomen är cerebellär ataxi och intentionell tremor. Andra dokumenterade symtom är kognitiva brister som t.ex. förlust av korttidsminnet, brister i den verkställande funktionen, kognitiv försämring, parkinsonism, perifer neuropati, muskelsvaghet i de proximala musklerna i de nedre extremiteterna och autonom dysfunktion.14 Inledande studier visar på en penetrering av kombinerad tremor och ataxi hos män i åldrarna 50 år och äldre som bär på premutationen på cirka 20-40 %.14-17 Sammantaget har dessa män en uppskattad 13-faldig ökning av dessa symtom jämfört med icke-bärare.15 Det behövs dock mer forskning för att exakt definiera den åldersrelaterade penetransen och de relativa riskerna för genetisk rådgivning.
Det unika ärftlighetsmönstret för denna X-bundna mutation leder till vissa känsliga frågor i samband med en individs kännedom om sin egen bärarstatus samt kännedom om mutationsstatus hos andra familjemedlemmar. Oftast identifieras den fragila X-mutationen som segregerar i en familj genom ett barn med fragilt X-syndrom på grund av den fullständiga mutationen, med symtom som utvecklingsförsening eller mental retardation. Således kan premutationsbärarstatus i samband med sent uppkomna sjukdomar oavsiktligt avslöjas hos en person som testas som en del av en familjestudie. När det gäller sådana sent uppkomna sjukdomar uppstår etiska frågor om huruvida en viss person vill veta om han eller hon är bärare eller inte. I takt med att hälso- och sjukvårdspersonal blir mer medvetna om de premutationsassocierade fenotyperna prematurt äggstockssvikt och FXTAS kommer sannolikt fler familjer att identifieras under andra omständigheter.
I allmänhet följer den bräckliga X-mutationen de traditionella reglerna för X-bunden nedärvning: Hälften av avkomman till bärande mödrar får mutationen och alla döttrar men ingen av sönerna till bärande fäder får mutationen. Risken för expansion av CGG-repeaten i en premutationsallel till en fullständig mutation överlagrar dock överföringsmönstret för detta syndrom. Expansionen av premutationen till fullständig mutation vid överföring genom en bärande kvinna är positivt korrelerad med storleken på kvinnans upprepning.9 Den minsta upprepningsstorleken för att expandera till en fullständig mutation i en generation är 59 upprepningar.9 Risken för expansion till fullständig mutation från bärande män till deras döttrar är sällsynt, men har rapporterats.18 Det vill säga premutationskillar överför premutationen till sina döttrar, vanligen med endast små expansioner eller sammandragningar.
Förutsägelse av svårighetsgraden av symtom på fragilt X-syndrom är begränsad. Svårighetsgraden tenderar att inte påverkas av antalet upprepningar inom en fullmutationsallel, eftersom när fullmutationsallelen är över 200 upprepningar och är metylerad, tillverkas ingen genprodukt. En minoritet av män med en fullständig mutation har några alleler som inte är metylerade; de kallas ”metyleringsmosaiker”. Sådana alleler kan producera FMRP, dock i lägre nivåer än alleler med låga upprepningar, förmodligen på grund av translationsineffektivitet.19 Dessutom finns det män som är mosaiska för pre- och fullmutationsalleler. Män med dessa mosaikmönster är i genomsnitt mindre allvarligt drabbade än de som endast har fullständiga mutationsalleler. Variationen av svårighetsgrad överlappar dock varandra. För kvinnor som bär på den fullständiga mutationen kan procentandelen aktiva X-kromosomer med den normala upprepningsallelen jämfört med den fullständiga mutationsallelen ändra symtomens svårighetsgrad, vilket är förväntat för alla X-bundna tillstånd. Det är dock svårt att förutsäga svårighetsgraden för en enskild bärare utifrån detta aktiveringsförhållande. I genomsnitt är ungefär en tredjedel till hälften av de kvinnor som bär på den fullständiga mutationen signifikant drabbade av fragilt X-syndrom.
DNA-studier används för att testa för fragilt X-syndrom. Genotyper hos individer med symtom på FXS och individer som löper risk att bära på mutationen kan bestämmas genom att undersöka storleken på segmentet med trinukleotidupprepningar och metyleringsstatusen för FMR1-genen. Två huvudsakliga metoder används: polymeraskedjereaktion (PCR) och Southern blot-analys. Vid PCR-analys används flankerande primers för att amplifiera ett DNA-fragment som sträcker sig över det upprepade området. Storleken på PCR-produkterna är således en indikation på det ungefärliga antalet upprepningar som finns i varje allel hos den individ som testas. PCR-reaktionens effektivitet är omvänt relaterad till antalet CGG-repetitioner, så stora mutationer är svårare att amplifiera och kan inte ge en detekterbar produkt i PCR-analysen. Detta, och det faktum att ingen information erhålls om FMR1-metyleringsstatusen, är begränsningar av PCR-metoden. Å andra sidan möjliggör PCR-analysen en noggrann dimensionering av alleler i de normala, ”gråzonen” och premutationsstorleksintervallen på små mängder DNA inom en relativt kort omloppstid. Dessutom påverkas analysen inte av skev X-kromosominaktivering.
FMR1-analys med Southern blotting gör det möjligt att samtidigt analysera ett grovt mått på storleken på de upprepade segmenten och en noggrann bedömning av metyleringsstatusen. Ett metyleringskänsligt restriktionsenzym som inte kan klyva metylerade platser används för att skilja mellan metylerade och ometylerade alleler. Southern blot-analys är mer arbetsintensiv än PCR och kräver större mängder genomiskt DNA. Southern blot-analysen upptäcker korrekt alleler i alla storleksintervall, men det är inte möjligt att bestämma exakt hur storleken är. Dessutom kan en mycket skev inaktivering av den X-kromosom som hyser premutationen leda till att premutationsallelen inte kan upplösas. Laboratorier bör ha båda metoderna tillgängliga och utföra de typer av analyser eller kombinationer av analyser som är mest lämpliga under de kliniska omständigheterna.
I ett litet antal individer med FXS är andra mekanismer än trinukleotidsexpansion, såsom deletion eller punktmutation, ansvariga för syndromet. I dessa fall kan kopplingsstudier, cytogenetik, sekvensering och/eller analyser utformade för att identifiera sällsynta mutationer och deletioner ge viktig information för släktingar.