介绍
早期识别神经遗传疾病是改善患者及其家人和护理人员的生活质量和长期结果的重要努力。延迟诊断会减少早期行为和医疗干预的机会，禁止对潜在疾病表现的监测，可能会增加合并症（例如自闭症、癫痫）的严重程度，并可能给家庭带来情感和经济上的诊断困难[ 1]。由于基因疗法可能改善结果甚至“治愈”神经遗传疾病，早期识别变得更加重要。这些治疗有望对目前患有神经遗传疾病的人在生命的任何阶段的生活质量产生深远的影响。然而，为了获得最大的益处，很可能应该在症状出现之前开始治疗，根据病情，症状很可能发生在生命早期，甚至在产前时期[2 ]。

Prader-Willi (PWS)、Angelman (AS) 和 15q 重复 (Dup15q) 综合征是具有不同表型但分子起源相似的病症 - 均源自染色体 15q11.2-q13.1 同一区域内的异常。尽管这三种疾病都有遗传性分子亚型，但大多数病例是由基因从头变化引起的。与这三种疾病相关的基因都是基因治疗试验的目标，因此，患者倡导组织、临床医生和基础科学家共同努力改进治疗开发和诊断过程。

普瑞德-威利综合征是由于父系遗传染色体 15q11.2-q13 上基因表达缺失而发生的。导致 PWS 的最常见机制是 15q11-q13 印记区域的缺失（60-65% 的患者）；大约 35% 的患者出现母体单亲二体性 (UPD)；其余约 3% 存在压印缺陷 (ID)。

典型的 PWS 表型包括肌张力低下、身材矮小、手脚小以及轻至中度智力障碍。许多 PWS 患者还存在行为问题，包括焦虑、脾气暴躁和社会认知缺陷等症状。出生时严重的肌张力低下和喂养困难可能导致婴儿期发育不良。这种喂养困难通常会导致儿童早期的食欲过盛，如果不加以控制，就会导致肥胖和相关的健康问题。

婴儿期肌张力减退和喂养困难，以及出生时有时出现的形态畸形，通常是转诊进行基因检测的原因，从而使 PWS 成为新生儿期最有可能诊断出的三种 C15 疾病之一。然而，患有较轻肌张力低下或不太常见亚型（UPD、ID）的婴儿可能更有可能在童年后期被诊断出来[ 3 ]。

目前 PWS 的一线治疗包括生长激素，在 4 至 24 个月大时开始使用生长激素最为有效，并尽快开始物理和言语治疗。目前正在开发的治疗 PWS 的新疗法包括那些在新生儿期使用时可能被证明最有效的疗法，例如催产素 [ 4 ]。随着越来越多的研究表明，对于那些在婴儿早期开始治疗的人来说，结果会更有效，人们将越来越重视早期诊断。还建议尽早识别，以优化家长教育并密切监测饮食和行为管理策略。

Angelman 综合征是由于母系遗传的UBE3A基因表达缺失而发生的。在近四分之三的患者中，这是母体染色体 15q11.2-q13 区域缺失的结果。约 11% 的患者发生母源UBE3A基因的致病性变异，约 8% 的患者发生父系 UPD，约 7% 的患者发生印记缺陷 [ 5 ]。

AS 的表型特征为重度至极重度智力障碍、很少或缺乏言语、癫痫发作、共济失调以及容易兴奋、快乐的举止。焦虑、注意力不集中和睡眠困难等症状也很常见。尽管 AS 的症状通常在出生后第一年内出现，但出生时症状并不明显，早期特征可能会被误认为是其他形式的发育迟缓（例如自闭症、脑瘫 [ 6 ]）。

过去十年中，AS 的治疗格局发生了巨大变化。从历史上看，唯一的治疗选择是基于症状的（例如癫痫药物、行为管理），而UBE3A功能和基因治疗机制的新发现现在表明疾病缓解疗法可能迫在眉睫。目前正在进行测试这些疗法的安全性和有效性的临床试验；积极的结果可能会迅速导致早期识别的紧迫性增加，以最大限度地提高治疗效果。

Dup15q综合征也涉及 PWS/AS 关键区域，但与 PWS 和 AS 不同，它是由该区域内基因过度表达引起的，通常是该区域至少一个额外的母源拷贝的结果。在等双着丝粒 Dup15q（Idic15；两种形式中最常见）中，除了两条正常染色体 15 之外，还存在一条小的多余染色体，其中有两个额外的母体 15q11.2-q13 区域拷贝。这导致个体具有三个母体拷贝和该基因座的一份父本副本。Dup15q 的另一种形式，即母体间质复制，涉及母体 15q11.2-q13 区域的一个额外拷贝，从而产生该基因座的两个母体拷贝和一个父本拷贝。15q11.2-q13 的父系衍生重复也已被报道，尽管由此产生的表型是可变的并且不太清楚地表征[7 ]。

在三种 C15 病症中，Dup15q 被认为具有最异质性的表现，这可能有助于以后的诊断 [ 8 ]。然而，AS 和 PWS 的主要特征有重叠，包括肌张力低下、轻度至重度智力障碍、癫痫发作和高比例的共病自闭症。多项研究表明，具有 Idic15 的个体比具有间质重复的个体具有更严重的表型 [ 8 , 9 ]。

部分由于分子重叠，Dup15q 的诊断和治疗工作与 AS 和 PWS 的工作显着重叠。然而，目前的主要治疗建议主要以症状为中心（例如癫痫治疗、行为/教育治疗）。Dup15q 的药物发现和基因治疗工作正在进行中，但比 AS 或 PWS 更落后。

诊断过程
尽管美国儿科学会和美国医学遗传学学院等专业组织制定了指导方针，但在如何以及何时将儿童转介进行基因检测方面仍然存在不一致。对患有 C15 病症的幼儿的诊断评估几乎总是在症状出现时进行，但根据病情、临床表现、分子亚型和评估医疗保健专业人员的知识，该过程可能会有很大差异。对于某些个体，PWS 或 AS 可能存在差异，因为表型表现与诊断一致。这些患者的逐步诊断方法可能因诊所而异，但通常从通过 PCR、Southern 杂交或 MS-MLPA 15 号染色体检测进行 DNA 甲基化检测开始。10 ]。异常甲基化结果可以诊断 AS 或 PWS，但需要额外的测试来表征潜在的分子亚型。并非所有疑似 AS 的个体都会出现异常的 DNA 甲基化结果，对于这些个体，UBE3A测序是必要的。在 PWS 中，根据 DNA 甲基化分析，几乎所有 (> 99%) 都会呈阳性。

对于患有 C15 疾病的个体，如果其表现出的非特异性特征不能明确提示 PWS 或 AS，例如发育迟缓、癫痫发作、轻度肌张力减退或自闭症，则可以将染色体分析或染色体微阵列 (CMA) 作为一级诊断测试 [ 11 , 12]。利用寡核苷酸或多态性 (SNP) 探针的 CMA 将检测 Dup15q，但无法区分等双着丝粒染色体 15 和间质重复。需要进行染色体分析来识别多余的同双着丝粒染色体 15，但无法识别 Dup15q 个体中出现的大多数间质重复。因此，为了实现准确的分子诊断，需要染色体分析和CMA相结合的方法。由于表型可能因来源亲本而异，因此可以进行甲基化分析以确定重复是母本还是父本衍生的[ 13 ]。

CMA 还将检测与 AS 和 PWS 相关的 15 号染色体缺失。然而，只有SNP阵列才有能力检测杂合性丢失，从而可以识别由节段性或完全异二体性引起的15号染色体单亲二体性（UPD15）患者[ 13 ]。因此，由于异二体性，SNP 阵列无法诊断 UPD15 患者，也无法诊断由于表突变或微缺失低于 CMA 分辨率水平而具有印记中心的患者。CMA 后仍未确诊的患者可能会继续接受额外的检查，直到最终确诊。

这种诊断过程反映了许多患有罕见神经遗传疾病的人的经历，可能需要数年时间，这可能会给家庭带来巨大的经济和情感压力，并导致儿童的治疗开始延迟。确定某种疾病诊断年龄的当前趋势有助于制定减少延误并可能改善预后的策略。当前研究的目标是描述 C15 病症的诊断年龄分布，包括病症内部和之间的差异以及过去 10 年的潜在趋势。

方法
本研究经过 RTI International 机构审查委员会的审查并被视为豁免。包括有关诊断过程的问题的数据来自在Angelman 综合征基金会、全球普瑞德威利综合征登记处（由普瑞德威利研究基金会赞助）或Dup15q 联盟注册的参与者。在注册登记过程中提出了一些问题；医疗专业人员或通过互联网搜索将参与者引导至患者权益组织。数据在传输前已被去识别化。2010 年至 2021 年期间诊断为 PWS 和 AS 的参与者，以及 2010 年至 2018 年期间诊断为 Dup15q 的参与者均纳入分析。对于 PWS 和 Dup15q，诊断年份是根据出生年份和诊断年龄估计的。

统计分析
对于每种综合症，登记参与者的遗传亚型和性别被总结为计数和百分比。诊断年龄被描述为中位数和四分位数范围 (IQR)，并使用箱线图检查按年份的分布，出于显示目的，年龄被截断为 15 岁。对于 PWS 和 AS，诊断年龄以一年的分数计算（2 岁以下），此后以整年计算。对于 Dup15q，2 岁以下的诊断年龄每 3 个月一次（即 1-3 个月、4-6 个月）报告一次，19 岁以后每 10 年一次（即 20-29 个月）报告一次。年），因此使用间隔的中点进行分析。出于分析目的，产前诊断被认为发生在 0 个月时。使用成对 Wilcoxon 秩和检验比较综合征之间以及每个综合征内的遗传亚型和性别之间的诊断年龄，并将分布之间的差异估计为 Hodges-Lehmann 位置偏移和 95% 置信区间。对于每种综合征，使用 Spearman 相关性来评估诊断年龄是否随时间增加或减少。

结果
数据包括 350 名 PWS 患者、1241 名 AS 患者和 217 名 Dup15q 患者的数据，参与者特征如表1和补充表 S 1所示。

图 1 和 2 中按诊断年份（2010-2021）说明了不同病症和分子亚型之间的诊断年龄。 补充图 S 1、S 2和S 3中的1、2和3以及出生年份（1990-2021）。PWS 的诊断时间明显早于 AS 或 Dup15q，其中 66% 的 PWS 诊断发生在出生一个月内，85% 的诊断发生在 1 岁时，而 Dup15q 的中位 [IQR] 诊断年龄为 1.8 岁 [0.9, 4]（位置AS的移位 − 1.5 [95% CI − 1.7 至 − 1.2]，p  < 0.001）和 1.8 年 [1.1, 3]（位置移位 − 1.4 [95% CI − 1.6 至 − 1.3]，p  < 0.001）（图.1 ​）。对于 PWS，缺失亚型和 UPD 亚型之间的诊断年龄存在微小但具有统计学意义的差异（缺失 0 年 [0, 0.1]，UPD 0.1 年 [0, 0.2]，位置偏移 0 [95% CI − 0.1 至0]，p  = 0.003）。对于 AS，与UBE3A变异患者（3 年 [1.6, 5]，位置移位 − 1.2 [95% CI − 1.5 至 − 1]，p  < 0.001）和 UPD（2.5 年 [1.4, 4]，位置偏移 − 1 [95% CI − 1.2 至 − 0.6]，p  < 0.001）（图 2）。等双着丝粒重复（1.2 年 [0.7, 2]）与间质重复（4 年 [1.8, 8]，位置偏移 − 2 [95% CI − 3 至 − 1.1]，p < 0.001) (图 3 )。报告了 3 名 PWS、11 名 Angelman 和 8 名 Dup15q 参与者的产前诊断。任何综合征的诊断年龄均不因性别而异，并且在 2010 年至 2021 年期间，年龄和诊断年份之间不存在相关性（  所有综合征均为− 0.1 < r < 0）。按出生年份检查诊断年龄支持了以下发现：对于 2010 年或以后出生的个体，PWS 诊断通常发生在出生后的第一年，而对于同一时期出生的 AS 或 Dup15q 的个体，诊断年龄变化更大。补充图S 1、S 2和S 3）。

讨论
二次数据分析的结果表明，C15 病症通常在出生后的前 3 年内被诊断出来，但根据病情和分子亚型的不同，诊断时间也有显着差异。这三种疾病中最年轻且最一致地在婴儿期诊断出的是 PWS，66% 的患者在 1 个月内就被诊断出来。这可能是因为患有 PWS 的新生儿出生时出现肌张力低下和喂养困难的症状，这些症状是“危险信号”，在出生后几周内进行诊断测试可能会导致住院时间延长。尽管与缺失相比，UPD 导致的 PWS 个体的诊断年龄较高，但两组中超过四分之三的个体在 3 个月内被诊断出来，这可能是因为甲基化测试识别了 PWS 的所有亚型。

相比之下，患有 AS 的儿童被诊断出的中位年龄约为 2 岁，明显比患有 PWS 的儿童大。患有 AS 的儿童可能只有在错过运动或沟通里程碑时才会接受评估，通常是在生命的第一年末。值得注意的是，具有UBE​​3A变异或 UPD 的儿童的诊断时间明显晚于具有缺失的儿童。这可能是因为这些亚型需要额外的测试，这必然会导致以后的诊断。此外，大多数比较 AS 缺失和非缺失亚型儿童表型的研究表明，非缺失亚型儿童的认知功能较高 [ 5,14,15 ] ，这也可能有助于以后的诊断。

患有 Dup15q 的儿童的诊断年龄与患有 AS 的儿童相似，并且明显比患有 PWS 的儿童大。与 AS 儿童类似，Dup15q 儿童的诊断过程可能在他们错过运动里程碑或第一次癫痫发作时开始。婴儿痉挛症在 Dup15q 中相对常见，这种症状可能会导致早期诊断，但也会对儿童产生显着的长期负面影响 [ 16 ]。毫不奇怪，患有 Idic15 形式 Dup15q 的儿童通常受到更严重的影响，他们被诊断出的年龄明显比患有间质重复的儿童要年轻。

过去十年，有关 15 号染色体状况的研究和知识大幅增加。此外，人们更加重视早期识别神经遗传疾病，包括美国儿科学会 2013 年发布的指南，建议对任何出现智力或发育迟缓的儿童进行基因检测[ 17]。尽管采取了这些举措，我们发现 C15 综合征的诊断年龄在过去十年中并未下降。继续强调对医疗专业人员进行有关这些病症表型的教育非常重要，FindZebra 或 Orphenet 等工具的完善和扩展也很重要，这些工具可以根据症状表现进行分类并帮助医生识别罕见病症。但这些举措充其量只能缩短首次关注和诊断之间的时间。他们无法在症状出现之前帮助识别婴儿。鉴于新兴的治疗方法被认为在症状出现前启动是最有效的[ 2 ]，因此继续寻求进一步降低诊断年龄的方法非常重要。

基因疗法的前景需要集中精力尽早识别和诊断病症。然而，除了存在一些伦理和后勤挑战的侵入性产前治疗之外，实现最大化结果的最佳希望是在出生后不久进行治疗。新生儿疾病诊断主要通过国家规定的新生儿筛查 (NBS) 小组进行。关于将哪些条件纳入 NBS 小组的决定首先由新生儿和儿童遗传性疾病咨询委员会在国家一级做出，该委员会考虑提名的条件如何满足建议的统一筛查小组的严格标准。这些标准涵盖了筛查的总体净效益，18 ]。

C15 病症目前不符合这些 NBS 计划的资格标准，主要是因为没有可靠的筛查测试或针对这些病症的经过验证的治疗方法有限。然而，NBS 针对 C15 条件的情况正在迅速发生变化。就 NBS 而言，甲基化分析具有最高的诊断率，并且可以在干血斑上进行[ 19 , 20 ]。基于甲基化的工艺和测定已经开发出来，并且似乎具有良好的可靠性和灵敏度，尽管还需要更多的测试[ 21 ]。随着新的治疗方法的发展，这些以及其他罕见的病症可能会优先用于早期识别，包括扩大 NBS 组合。

这项研究的局限性在于我们没有有关症状出现或进入早期干预年龄的信息。我们也不知道护理人员获得诊断的经历。这将有助于确定延迟诊断对儿童或家庭结局的影响程度。这项研究还主要依赖于家长对诊断时机的报告；没有提供诊断时间的正式文件。我们按诊断年份和出生年份检查了诊断年龄，这两种方法都有局限性。具体来说，当比较诊断年龄与诊断年份时，诊断年龄的分布会因晚年诊断的个体而向上倾斜，因为他们出生在早期诊断不太常见的年份。相比之下，与出生年份相比，诊断年龄的分布将向下倾斜，因为晚年出生的人唯一报告的诊断必然发生在较早的年龄。我们检查了两种方法的数据，两种方法的结果是一致的。

此外，根据定义，我们在这里报告的人群都是已接受诊断的个体。我们不知道有多少人未被诊断或误诊，我们也不完全了解来自不同种族、民族或社会经济背景的个人的诊断过程可能有何不同。例如，PWS 缺失通常与OCA2基因表达降低相关，导致“金发、蓝眼睛”的表型，即使在具有典型深色特征的家族中也是如此。这可能会导致非洲裔和西班牙裔美国人的诊断不足，他们“看起来”不像大多数教科书上介绍的患有 PWS 的儿童。在三种 15 号染色体综合征中，我们只能报告 PWS 登记参与者的种族和民族（补充表 S 1）。在该组中，种族主要是白人（56%）或未知（29%），种族主要是非西班牙裔/拉丁裔（53%）或未知（39%），这可能会降低数据对更广泛的 PWS 的普遍性人口。

结论
尽管存在这些局限性，这项研究为我们了解 15 号染色体疾病儿童的诊断过程做出了重要贡献。这些信息可用于帮助为儿科医生和其他一线提供者提供有关这些疾病特征的教育，以促进早期筛查。此外，本文提供了诊断过程的基线数据，可用于衡量旨在改善早期诊断的努力的有效性。

据我们所知，这是第一项记录这些疾病的平均诊断年龄的研究，这是减少诊断过程持续时间和改善患有这些疾病的个人及其家人的长期结果的重要的第一步。