首例产前SOS2突变所致的Noonan综合征：早期诊断在遗传咨询中的应用
背景
RASopathies 是一组由异常的RAS/ 丝裂原活化蛋白激酶（MAPK ）信号引起的发育障碍疾病。其中，最常见的是Noonan 综合征（NS; MIM 163950 ），一种以特殊面容、身材矮小、心血管异常和不同程度的神经发育损伤为特征的临床疾病。淋巴系统异常常见；颈静脉淋巴囊扩张、囊性水瘤和胸腔积液等被认为是NS 指向性的产前超声异常特征。
颈项透明层（NT ）是胎儿颈后部可见的短暂性皮下液体积聚现象。孕11 - 14 周的NT 增厚曾被认为与染色体异常，特别是21 三体，以及最近的染色体微阵列分析(CMA) 发现的基因组失衡有关。然而，即使在整倍体胎儿中，NT 增厚也与异常的妊娠结局有关。目前已经发现超过100 种发育/ 遗传综合征与NT 增厚有关。因此，一些研究组正在研究妊娠早期孤立性NT 增厚的一系列胎儿中的三联外显子组测序的额外诊断率。
NS 是与NT 增厚相关的最常见的单基因疾病；已经在高达20% 的伴有NT 增厚或其他结构异常或两者兼有的整倍体胎儿中，发现了RASopathy 基因的致病性变异。目前，对于NT ≥ 3.5 mm （第99 百分位）并伴有其他提示NS 的特征（如淋巴或心脏异常和羊水过多）的整倍体胎儿进行RASopathy-disorder （RD ）检测已达成共识；然而，在前三个月筛查时发现孤立性NT 增厚的病例中进行RD 测试仍然还存在争议。
在这里，我们报告了一例在NT 严重增厚（> 12mm ）的整倍体胎儿中首次进行NS 产前诊断，并通过下一代测序（NGS ）鉴定了一个SOS2 变异的特殊案例。由于缺乏产前诊断报告，且文献中与SOS2 突变相关的NS 病例很少，很难进行早期产前咨询，从而导致父母的决策变得十分困难。
案例报道
该孕妇36 岁，G0P0 ，孕13 +5 周（GWs ）时因NT 增厚被转诊到胎儿医学部。产前超声检查证实NT 明显增厚（12.5mm ），无其他相关异常或非整倍体特征（图1a ）。在遗传咨询后，获得父母同意进行绒毛取样（CVS ），并对其进行密切监测。胎儿核型（46 ，XY ）且CMA 正常。
考虑到既往文献中报道的大量案例，我们中心创建了一套内部方案，即建议对所有符合以下情况的胎儿进行RD 检测：
（a ）在妊娠早期筛查时发现孤立性NT 增厚（≥ 5mm ）;
（b ）NT ≥ 3.5 mm （第99 百分位）并伴有以下情况中至少一种：颈静脉淋巴囊扩张、胸腔积液、胎儿水肿、心脏异常以及羊水过多。
（c ）不管NT 是否增厚，存在至少两种（b ）中描述的特征。
我们的NGS panel 目前包括了14 个基因的编码区和邻近的剪接位点，这些基因与至少一种RASopathy 病症明确相关：PTPN11 （NM_002834.3 ）、SOS1 （NM_005633.3 ）、BRAF （NM_004333.4 ）、RAF1 （NM_002880.3 ）、MAP2K1 （NM_002755.3 ）、MAP2K2 （NM_030662.3 ）、KRAS （NM_033360.4 ）、NRAS （NM_002524.4 ）、SHOC2 （HRAS （NM_005343.4 ），RIT1 （NM_006912.5 ），CBL （NM_005188.3 ），LZTR1 （NM_006767.3 ），和SOS2 （NM_006939.4 ）。突变分析通过定制NGS panel （Twist Bioscience ）在Illumina NovaSeq6000 平台上进行trio 三联测序。遗传分析详见补充材料。
通过分析，我们发现了SOS2 基因中一个杂合错义变异：C.800 T> A; p.Met267Lys （NM_006939.4; ClinVar VCV000209092.5 - Allele ID:209092 ）。该变异位于SOS2 蛋白的DH 结构域中。经胎儿和父母的Sanger 测序证实，该变异为胎儿新发变异。根据适用于RASopathies 的ACMG 分类标准，该变异被归类为致病性的(5 类—PM2 ，PM5_strong ，PS2 ，PP3) 。该变异为SOS2 基因的热点突变，在既往文献报道的30 例NS 案例中，有7 例携带该位点变异。
孕17 周进行超声随访：胎儿颈项软组织持续增厚（13.9mm ），并伴有分隔（图1d ）。胎儿面部的超声评估高度提示NS ，表现为前额突出、小鼻子、眼距增宽、眼睑向下倾斜以及轻度的小下颌畸形（图1b, c ）。三尖瓣反流也存在（最大流速> 120cm/s ）。此外，肾脏检查显示轻度肾盂扩张（左、右肾盂前后径分别为7.0mm 和7.3mm ）（图1e ）。没有发现心脏、中枢神经系统或其他结构畸形，虽然在这个孕周进行扫描具有一定的局限性。在这次超声评估和咨询会议之后，这对夫妇选择在17 GWs 终止妊娠。父母不同意尸检。
讨论
Tartaglia 等首次在超过50% 的NS 患者中鉴定了PTPN11 基因生殖系突变。从那时起，一些基因陆续被证明与NS 相关，尽管仍有20% 病例中尚未明确遗传原因。导致NS 的一个常见的发病机制是RAS/MAPK 通路的失调。
2015 年在NS 患者中发现了SOS2 变异。SOS2 蛋白是一种RasGEF （鸟嘌呤核苷酸交换因子），与SOS1 同源。虽然SOS1 致病性变异相对常见( 占产后NS 病例的15%) ，但SOS2 变异却十分罕见（不到NS 病例的2% ），目前文献报道仅有30 例。我们报告了第一例SOS2 突变相关的NS 产前病例。在胎儿中鉴定了一个新发错义变异：c.800T> A （p.Met267Lys ），该变异为最常见的SOS2 突变，在约四分之一的SOS2 突变相关的NS 病例中报道过。
在我们的病例中，早孕期筛查显示NT 严重增厚（> 12mm ）并出现分隔。在随访的超声检查中（孕17 周），胎儿颈项软组织持续增厚，证实淋巴系统严重受损。此外还发现了一些NS 相关的面部特征和肾盂扩张。
结合既往的文献报道，具有p.Met267Lys 错义变异并且有产前特征记录的NS 患者总共有4 例。在这4 个病例中，3 例有羊水过多，1 例出现了与心血管异常相关的颈部水肿。根据既往的文献回顾，总体而言，产前异常在SOS2 突变相关NS 患者中常见（12/21 ，57% ）。最常见的产前异常是羊水过多（9/17 ，57% ）、颈部水肿（4/21 ，19% ）和胎儿乳糜胸/ 水肿（2/21 ，10% ）。
尽管在已发表的SOS2 病例中泌尿道异常的报道，但肾异常在11% 的NS 病例中存在。本案例的超声证据支持最近的实验研究——显示SOS2 在肾发育的关键阶段表达，并可影响胚胎肾发育。
本报告阐述了几个要点。首先，胎儿NT 增厚已经讨论过了。在对NT ≥ 3.5mm （第99 百分位）的胎儿进行初始评估后，应向他们提供核型/QF-PCR ，CMA 以及详细的晚孕期扫描。考虑到先前的报道，在整倍体胎儿中，应建议对所有NT 明显增厚（> 5 mm ）或NT ≥ 3.5 mm （第99 百分位）伴有其他体征的胎儿进行靶向NGS RD 检测。RASopathies 也是患有不明原因的非免疫性胎儿水肿的胎儿中最常见的遗传疾病（占遗传诊断的30% ）。
NT的cutoff值是一个重要的考虑点。如Leach 等人（2019 ）报道，在提示NT 增厚但没有具体说明精确测量值或NT cutoff 值的胎儿中，阳性诊断率非常低（6/433 ，1.4% ）。Scott 等人（2021 ）证实，在具有致病性或可能致病性RASopathy 基因变异的病例中，NT 显著更高（6.4mm vs 4.8 mm ），并且当为孤立性NT 增厚时，诊断率更低（1/90 ，1.1% ）。NGS penal 应包括与至少一种RASopathy 疾病相关的所有已知基因，即使是那些不太常涉及的基因。此类高危妊娠的管理应集中在三级胎儿医学中心和医学遗传学实验室，以优化获得遗传咨询的财务成本和基因检测周转时间（2- 4 周）。
另一个关键问题是 适当的遗传咨询。 NGS 在临床实验室中的广泛应用导致检测到更多数量的临床意义未明的变异（VUS ）。正如Leach 等人（2019 年）报道的，使用包含9 个基因的RD NGS penal 分析的845 例产前病例中的总体VUS 频率为5.1% （43/845 ）。当鉴别出的变异被归类为第3 类VUS 时，与父母分享信息就陷入了困境。在这些情况下，检测前咨询是至关重要的，但研究发现，孕妇往往选择获得最大限度的信息。考虑到每个病例都有其特殊性，在产前交流3 类变异往往是无益的，甚至可能是有害的；因此，在我们的病例中，在获得知情同意的同时，我们告知这对夫妇，只会报告与产前检测指征相关的致病性/ 可能的致病性变异。
相比之下，需要注意的是，变异分类不是绝对的；研究表明重新分类率为6.4%-15% 。因此，应尽可能努力使变异分类最大化。此外，家系研究是必要的（Leach 等人2019 年报道的产前队列中84% 的VUS 是遗传的），由于RASopathies 的可变表达，临床医生应对父母进行详细评估。父母应了解遗传信息是动态的、相互作用的；当胎儿异常出现在中期和/ 或晚期（即羊水过多、心血管缺陷、肾异常）或孩子出生后（有更多表型数据），可以在妊娠过程中重新考虑和重新分析数据。
基因型与表型的相关性是NS 产前诊断咨询的一个进一步的挑战。NS的特征在于显著的可变表达， 即使变异是遗传的（30% -75%），在一个大家系内不同受累患者之间通常也存在大的表型差异。SOS2 突变相关的NS 患者表现出独特的临床特征，具有高比例的外胚层异常（50% ）和淋巴系统异常（50% ），但大多数病例（22/26 ）不表现为智力残疾或学习障碍，并且身材矮小似乎不太常见（8/26 ）。这些数据可以表明SOS2 突变相关的NS 患者比其他NS 患者更有可能正常发育和拥有这个和拥有正常的身材。然而，SOS2 突变是一种罕见的NS 病因（< 2% 的病例），没有任何关于产前鉴定的具有SOS2 致病性变异的胎儿的总体结局的数据。如Malniece 等人（2020 年）在产前诊断的PTPN11 NS 病例中所述，我们不能排除NT 严重增厚或具有显著和/ 或早期产前体征的病例的更严重的预后。因此，在NS 产前咨询中，应非常谨慎地考虑任何基因型与表型的相关性。
尽管这些限制在第一次遗传咨询时令人印象深刻，但父母可能只在孕17 周的超声检查后才意识到这些限制；进化异常的证据，虽然轻微，却助长了胎儿患有综合征的想法。因此，父母因SOS2 变异检测而决定终止妊娠，但第二次超声扫描检查是明确NS 诊断的关键。
准确诊断也是量化生殖风险的一个重要步骤。当变异为新发时时，复发风险很低（1% -2% ），可能为生殖嵌合。然而，根据我们的经验，低复发风险是这类夫妇的主要担忧。无细胞胎儿DNA (cffDNA) 检测在后续妊娠中可以作为有创产前诊断(CVS) 的无创无风险选择。但需要注意的是，cffDNA 分析不是诊断检测，需要确证检测; 将其用于单基因疾病存在一些挑战和局限性。
总之，涉及检查和多学科咨询的共享产前路径对于高危妊娠的管理和支持夫妇共同决策过程至关重要。在我们的案例中，胎儿医学专家的超声检查以及允许在早期孕周诊断的NGS RD panel 中的加入SOS2 基因（一种罕见的NS 病因）。早期和准确的基因诊断确保在考虑潜在的生殖选择时向父母提供适当和及时的信息，伴随一系列随访，以进行更准确的预后评估。
译者的小思考
文末想请教大家一个问题：由于SOS2基因所致的NS案例目前确实不多（小编现在查到的只有33例），且致病变异均集中在SOS2蛋白的DH domain区域，根据既往的研究可知SOS2与SOS1高度同源，且SOS1的变异分布相对广泛些，那么是否在SOS2其他结构域中的突变真的不会导致NS相关症状呢？还是目前对于该基因了解还存在局限性？行业内的老师们是否遇到过该基因的一些特殊案例或者做过功能研究，欢迎留言！
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