Ganzexom-Sequenzierung identifiziert neuartige kandidatenhafte PCNT-Varianten bei einem Kind mit überlappenden Merkmalen des MOPD II: Ein Fallbericht

Zusammenfassung

Bei einem 7-jährigen Jungen mit schwerem Wachstumsversagen, Entwicklungsverzögerung und dysmorphen Merkmalen wurden zwei neuartige kandidatenbezogene PCNT-Varianten (c.5675A>G und c.9734G>T) identifiziert. Die Befunde entsprechen einem atypischen, vermuteten PCNT-assoziierten Phänotyp der primordialen Zwergwuchsform. Beide Varianten werden vorläufig als Varianten von unklarer Signifikanz klassifiziert, bis weitere Validierungen vorliegen.

Zusammenfassung

Ein 7-jähriger chinesischer Junge zeigte ein schweres Wachstumsversagen nach der Geburt (Körpergröße <3. Perzentile im Alter von 7 Jahren), eine globale Entwicklungsverzögerung, eine mittelschwere Intelligenzminderung sowie charakteristische dysmorphe Merkmale, darunter Hypertelorismus, kurze Lidspalten, tief sitzende Ohren und eine breite Nasenwurzel. Ein einzelnes Elektrokardiogramm zeigte ein grenzwertig verlängertes korrigiertes QT-Intervall (QT_c = 450 ms). Es wurden keine Arrhythmien, QT-verlängernde Medikamente, Elektrolytstörungen oder relevante familiäre Herz-Kreislauf-Anamnese festgestellt. Dieser Befund erfordert eine langfristige kardiologische Nachuntersuchung und sollte nicht als definitive Long-QT-Syndrom-Diagnose interpretiert werden. Die Ganzexomsequenzierung identifizierte zwei neuartige Missense-Varianten im PCNT-Gen (NM_006031.5): c.5675A>G (p.Glu1892Gly) im Exon 28 und c.9734G>T (p.Arg3245Ile) im Exon 45. Beide Varianten waren nicht in den Datenbanken gnomAD, ExAC, dem 1000 Genomes Project noch in chinesischen Populationsdatenbanken enthalten, was dem ACMG-Kriterium PM2 entspricht. Obwohl die Varianten aufgrund begrenzter funktioneller Evidenz und widersprüchlicher in silico-Vorhersagen als Varianten ungewisser klinischer Signifikanz (VUS) klassifiziert wurden, liegen sie in einem Gen, das mit primärem Zwergwuchs assoziiert ist, und weisen eine partielle phänotypische Übereinstimmung mit dem mikrozephalen osteodysplastischen primordialen Zwergwuchs Typ II (MOPD II) auf. Die Analyse der elterlichen Segregation stand jedoch nicht zur Verfügung; daher konnte die Phasenlage der Varianten nicht bestätigt und ein rezessiver Erkrankungsmechanismus nicht nachgewiesen werden. Diese Befunde stützen das Vorliegen von kandidatenhaften PCNT-Varianten bei einem atypischen Phänotyp des primordialen Zwergwuchses und verdeutlichen den Nutzen der Ganzexomsequenzierung zur Generierung überprüfbarer molekularer Hypothesen bei genetisch heterogenen Wachstumsstörungen. Eine definitive molekulare Diagnose kann derzeit nicht gestellt werden, und der isolierte grenzwertige QT_c-Befund erfordert eine weitere klinische Abklärung.

Einleitung

Die mikrozephalische osteodysplastische primordiale Zwergwuchsform Typ II (MOPD II) ist eine außerordentlich seltene autosomal-rezessive Erkrankung (geschätzte Prävalenz <1:1.000.000), die durch ein schweres Wachstumsversagen in der intrauterinen und postnatalen Phase, progrediente Mikrozephalie, Skelettdysplasie und charakteristische kraniofaziale Merkmale gekennzeichnet ist^1,2. Im Jahr 2008 wurde MOPD II molekular auf biallelik pathogene Varianten im PCNT-Gen (Pericentrin) zurückgeführt³. Trotz dieser genetischen Charakterisierung bleibt die klinische Diagnose aufgrund einer erheblichen phänotypischen Heterogenität, altersabhängiger Expressivität und eines beträchtlichen Überlapps mit anderen primordialen Zwergwuchssyndromen – wie dem Seckel-Syndrom und dem Meier-Gorlin-Syndrom – schwierig⁴. Herkömmliche diagnostische Ansätze, die ausschließlich auf klinischen Kriterien basieren, führen oft zu unklaren Ergebnissen, insbesondere bei jungen Patienten, die das vollständige phänotypische Spektrum noch nicht entwickelt haben⁵.

Die Ganz-Exom-Sequenzierung (WES) hat sich als wertvolle diagnostische Methode für genetisch heterogene Erkrankungen etabliert und bietet klare Vorteile gegenüber der sequenziellen Einzelgen-Analyse. Mithilfe der WES lässt sich gleichzeitig die Sequenz von mehr als 20.000 protein-kodierenden Genen untersuchen. Diese Methode ermöglicht bei ungefähr 25 %–40 % der zuvor nicht diagnostizierten Wachstumsstörungen eine definitive molekulare Diagnose und verkürzt somit die diagnostische Wartezeit⁶. Im Gegensatz zur Chromosomenanalyse (Karyotypisierung) oder chromosomalen Mikroarray-Analyse, die hauptsächlich große strukturelle Varianten nachweisen, identifiziert die WES effizient Einzelnukleotid-Varianten (SNVs) sowie kleine Insertionen/Deletionen (InDels), die möglicherweise der Ursache monogener Erkrankungen zugrunde liegen⁷. Bei klinisch unsicheren Fällen dient die WES vorrangig der Identifizierung von Kandidaten-Varianten für anschließende Segregationsstudien und funktionelle Validierungen, anstatt eine alleinige, definitive molekulare Diagnose zu liefern. Dies ist insbesondere angesichts des breiten Mutationspektrums des PCNT-Gens von Bedeutung, das zahlreiche, über seine 47 Exone verteilte Varianten umfasst und unvollständige Genotyp-Phänotyp-Korrelationen aufweist³.

Dieser Fallbericht beschreibt einen siebenjährigen chinesischen Jungen, bei dem mittels WES zwei neuartige kandidatenhafte PCNT-Missense-Varianten (c.5675A>G und c.9734G>T) identifiziert wurden. Der Patient zeigte ein ausgeprägtes postnatales Wachstumsversagen, eine globale Entwicklungsverzögerung und charakteristische kraniofaziale Dysmorphien, wies jedoch bei der Erstbeurteilung bemerkenswerterweise keine offensichtliche Mikrozephalie auf – ein Merkmal, das typischerweise das klassische MOPD II kennzeichnet. Dennoch blieb MOPD II eine führende diagnostische Möglichkeit, da die Mikrozephalie bei PCNT-assoziierten Erkrankungen häufig einen altersabhängigen Verlauf zeigt, wobei einige Betroffene eine signifikante Verlangsamung des Kopfwachstums erst im späten Kindes- oder Jugendalter entwickeln⁴. Zudem entspricht die Kombination aus schwerer Kleinwüchsigkeit, charakteristischen kraniofazialen Merkmalen, geistiger Behinderung und verzögerter Skelettreifung eng dem zentralen phänotypischen Spektrum des PCNT-assoziierten primordialen Zwergwuchses. Dieser Fall verdeutlicht den Nutzen von WES bei der Erstellung überprüfbarer molekularer Hypothesen bei atypischen klinischen Erscheinungsbildern und unterstreicht die Bedeutung einer longitudinalen phänotypischen Überwachung zur Klärung diagnostischer Unsicherheiten.

Fallpräsentation:

Ein 7-jähriger Junge wurde im April 2019 aufgrund einer schweren Wachstumsstörung und einer globalen Entwicklungsverzögerung an die Abteilung für Genetik des Krankenhauses für Mütter- und Kindergesundheit Changsha überwiesen. Er war das Kind gesunder, nicht verwandter Eltern (Körpergröße des Vaters: 173 cm; Körpergröße der Mutter: 160 cm). Es bestand keine familiäre Vorgeschichte ähnlicher Erkrankungen oder einer Blutsverwandtschaft der Eltern, obwohl die mütterliche Großmutter an Diabetes mellitus litt.

Die perinatale Anamnese zeichnete sich durch eine Entbindung in der 38. Schwangerschaftswoche mit einem Geburtsgewicht von 2,5 kg aus. Obwohl die anfängliche klinische Dokumentation dieses Geburtsgewicht als normal einstufte, entspricht es ungefähr dem 10. Perzentil bezogen auf das Gestationsalter und ist damit vereinbar mit einer Kleinwüchsigkeit bezogen auf das Gestationsalter (small for gestational age, SGA), nicht jedoch mit einer schweren intrauterinen Wachstumsretardierung, wie sie typischerweise bei klassischem MOPD II beobachtet wird. Ab früher Kindheit zeigte die Patientin ein ausgeprägtes postnatales Wachstumsversagen mit einer Wachstumsgeschwindigkeit von lediglich 2–3 cm/Jahr. Im Alter von 7 Jahren (April 2019) betrug die Körpergröße 103,5 cm (–4,04 SD), das Körpergewicht 16,7 kg (<3. Perzentil) und der okzipitofrontale Umfang (OFC) 51,5 cm (Z-Score: –1,2) gemäß den chinesischen nationalen Wachstumsstandards von 2009 sowie alters- und geschlechtsspezifischen OFC-Wachstumskurven.

Röntgenaufnahmen einer Skelettsurveys, einschließlich anteroposteriorer Ansichten der linken Hand und des Handgelenks, wurden im April 2019 angefertigt. Die radiologische Beurteilung durch einen pädiatrischen Radiologen mithilfe des Greulich-Pyle-Atlas ergab ein Knochenalter von 6 Jahren bei einem chronologischen Alter von 7 Jahren und 1 Monat. Der Skelettsurvey zeigte keine Hinweise auf charakteristische skelettale Auffälligkeiten des MOPD II-Typs, wie eine Dysplasie des Oberschenkelhalses, eine Metaphysenweitung oder ein fortgeschrittenes Karpalalter. Die MRT des Gehirns zeigte eine normale Hirnstruktur und Myelinisierung ohne offensichtliche Fehlbildungen und trug dazu bei, andere syndromale Ursachen eines schweren Wachstumsversagens und einer neurodevelopmentellen Verzögerung auszuschließen.

Der Patient zeigte verzögerte motorische und sprachliche Entwicklungsmileinsteine. Eine formale kognitive Beurteilung mittels der Wechsler-Intelligenzskala für Kinder (WISC) im Alter von 7 Jahren und 1 Monat ergab einen Gesamt-IQ (FSIQ) von 50. Gemäß dem Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Fifth Edition (DSM-5) entspricht dieser Wert einer leichten bis mäßigen Intelligenzminderung (leicht: 50–69; mäßig: 35–49). Die körperliche Untersuchung ergab Hypertelorismus, kurze Lidspalten, tiefstehende Ohren und eine breite Nasenwurzel. Eine offensichtliche Mikrozephalie wurde bei der Erstbeurteilung nicht dokumentiert. Ein Basis-Elektrokardiogramm (12-Ableitungen) zeigte ein grenzwertig verlängertes korrigiertes QT-Intervall (QT_c) von 450 ms (Abbildung 1A, B). Der Patient hatte keine Vorgeschichte von Synkopen, Palpitationen oder dokumentierten Arrhythmien. Es bestand keine Exposition gegenüber QT-verlängernden Medikamenten, die Serum-Elektrolytkonzentrationen lagen im Normbereich und die familiäre Anamnese war negativ bezüglich plötzlichem Herztod oder vererbter Arrhythmien. Eine Wiederholung des Elektrokardiogramms sowie eine fachärztliche pädiatrische kardiologische Konsultation wurden empfohlen.

Abbildung 1: Repräsentatives Elektrokardiogramm (EKG), das beim Patienten bei der ersten klinischen Untersuchung aufgezeichnet wurde. (A) Standard-EKG mit 12 Ableitungen, aufgezeichnet bei einer Papiergeschwindigkeit von 25 mm/s und einer Kalibrierung von 10 mm/mV. Die Ableitung zeigt einen normalen Sinusrhythmus mit einer Herzfrequenz von 97 Schlägen/min. Das PR-Intervall beträgt 116 ms, die QRS-Dauer beträgt 78 ms und das korrigierte QT-Intervall (QT_c), berechnet nach der Formel von Bazett, beträgt 450 ms. (B) Vergrößerter Ausschnitt der Ableitungen II, V5 und V6 zur Verdeutlichung der T-Wellen-Morphologie und des QT-Intervalls. Hinweis: Das EKG stellt eine einzelne Basislinienaufzeichnung dar, die während der ersten klinischen Untersuchung erhalten wurde. Klicken Sie hier, um eine vergrößerte Ansicht dieser Abbildung anzusehen.

Die endokrinologische Untersuchung bestätigte ein verzögertes Knochenalter. Ein Wachstumshormon-Reiztest zeigte eine normale maximale Wachstumshormonantwort (12,39 ng/mL), wodurch ein Wachstumshormonmangel als primäre Ursache der Kleinwüchsigkeit ausgeschlossen wurde. Die Schilddrüsenfunktion war normal (TSH: 1,76 mIU/L; FT4: 21,93 pmol/L), und die MRT-Untersuchung der Hypophyse ergab eine normale Morphologie (4,5 × 9,1 × 3,1 mm). Nach Abschluss dieser Beurteilung wurde am 28. Juli 2019 eine Therapie mit rekombinantem menschlichem Wachstumshormon (rhGH) eingeleitet, begleitet von lebensstilbezogenen Maßnahmen, darunter die Optimierung der Eiweißzufuhr über die Ernährung, regelmäßige Sprungübungen (z. B. Seilspringen) sowie die Verbesserung der Schlafhygiene.

Mittels Ganzexomsequenzierung (WES) an DNA aus peripherem Blut wurden zwei neuartige Missense-Varianten im PCNT-Gen (NM_006031.5) identifiziert: c.5675A>G (p.Glu1892Gly) im Exon 28 und c.9734G>T (p.Arg3245Ile) im Exon 45. Beide Varianten waren in großen Populationsdatenbanken (gnomAD, ExAC, der 1000 Genomes Project-Datenbank und der chinesenspezifischen Shenzhou Genome Database) nicht vorhanden. In-silico-Vorhersagewerkzeuge lieferten widersprüchliche Ergebnisse. Die Variante c.5675A>G wurde von SIFT als schädlich und von PolyPhen-2 als möglicherweise schädlich eingestuft (CADD PHRED-Score: 18,82), während c.9734G>T als toleriert oder benign eingeschätzt wurde (CADD-Score: 7,87). Die CNV-seq-Analyse ergab keine pathogenen Kopienzahlvarianten (Abbildung 2). Gemäß den ACMG/AMP-Richtlinien wurden beide Varianten als Varianten unsicherer klinischer Signifikanz (VUS) klassifiziert. Elterliche DNA-Proben standen nicht zur Verfügung; daher konnte keine Segregationsanalyse zur Bestimmung der Phasenbeziehung der beiden Varianten durchgeführt werden.

Abbildung 2: Analyse der Sequenzierung von Kopienzahlvarianten (CNV-seq). Genomweiter CNV-seq-Plot, erstellt aus DNA aus peripherem Blut der Patientin. Die x-Achse zeigt die genomischen Koordinaten (Chromosomen 1–22, X und Y), die y-Achse das log₂-Verhältnis der Readtiefe. Horizontale gestrichelte Linien markieren die Schwellenwerte für eine Kopienzahlzunahme (>0,3) und eine Kopienzahlverminderung (<–0,3). Es wurden keine chromosomalen Aneuploidien oder pathogenen Kopienzahlvarianten oberhalb der Nachweisgrenze von 100 kb identifiziert. Bitte klicken Sie hier, um eine vergrößerte Version dieser Abbildung anzusehen.

Diagnose, Beurteilung und Plan:

Eine umfassende klinische, radiologische, endokrinologische, kardiologische und genomische Beurteilung stützte die Diagnose eines vermuteten, mit PCNT assoziierten primordialen Zwergwuchses mit überlappenden Merkmalen der mikrozephalen osteodysplastischen Primordialdwarfismus-Typ-II (MOPD II). Die diagnostische Abklärung umfasste standardisierte anthropometrische Messungen, eine neuroentwicklungsdiagnostische Untersuchung, die eine globale Entwicklungsverzögerung und eine moderate geistige Behinderung zeigte, eine Basis-Elektrokardiographie mit 12 Ableitungen, eine Skelettaufnahme, eine endokrinologische Beurteilung, eine Magnetresonanztomographie (MRT) des Gehirns, die Sequenzierung von Kopplungszahl-Varianten (CNV-seq) sowie die Ganz-Exom-Sequenzierung (WES) (Abbildung 3). Mittels CNV-seq konnten pathogene Kopplungszahl-Varianten und größere chromosomale Abnormalitäten ausgeschlossen werden, während die WES zwei kandidatenhafte Missense-Varianten im PCNT-Gen identifizierte. Gemäß den ACMG/AMP-Richtlinien wurden beide Varianten als Varianten von ungewisser klinischer Signifikanz (VUS) klassifiziert. Da keine elterlichen DNA-Proben verfügbar waren, konnte keine Segregationsanalyse durchgeführt werden, um zu bestimmen, ob die Varianten in trans vorlagen, wodurch eine Bestätigung einer rezessiven molekularen Diagnose ausgeschlossen war.

Abbildung 3: Magnetresonanztomographie (MRT) des Gehirns, die normale intrakranielle Befunde zeigt. (A) Sagittales T1-gewichtetes, kontrastverstärktes Bild, das normale mittellinienständige intrakranielle Strukturen und Hirnstamm ohne pathologische Kontrastmittelaufnahme zeigt. (B) Koronales T1-gewichtetes, kontrastverstärktes Bild, das normales Gehirnparenchym und Sella-Region ohne Hinweise auf eine intrakranielle Raumforderung zeigt. Bitte klicken Sie hier, um eine vergrößerte Darstellung dieser Abbildung anzusehen.

Nach der anfänglichen Beurteilung wurde am 28. Juli 2019 eine Therapie mit rekombinantem humanem Wachstumshormon (rhGH) eingeleitet, begleitet von Lebensstilmaßnahmen, darunter eine optimierte Eiweißzufuhr über die Ernährung, regelmäßige Sprungübungen (z. B. Seilspringen) und eine verbesserte Schlafhygiene. Der Familie wurde genetische Beratung angeboten, unter anderem zur aktuellen VUS-Klassifizierung, zum theoretischen Wiederholungsrisiko bei einer autosomal-rezessiven Erkrankung sowie zu verfügbaren reproduktiven Optionen, einschließlich pränataler Diagnostik und präimplantationsgenetischer Testung.

Da derzeit keine kurative Therapie für PCNT-bedingte Erkrankungen verfügbar ist, konzentriert sich das langfristige Management auf eine multidisziplinäre Überwachung. Aufgrund des bekannten Risikos für zerebrovaskuläre Komplikationen, einschließlich der Moyamoya-Krankheit, wurde gemäß veröffentlichten Empfehlungen zur vaskulären Überwachung eine jährliche Magnetresonanzangiographie (MRA) des Gehirns ab dem Alter von fünf Jahren für Patienten mit MOPD II empfohlen. Eine Wiederholung des 12-Kanal-EKG sowie eine formelle kardiologische Beurteilung durch einen Kinderkardiologen wurden empfohlen, um zu klären, ob das grenzwertige QT_c-Intervall reproduzierbar war. Eine pharmakologische Intervention war zum Zeitpunkt der Beurteilung nicht indiziert, würde jedoch erneut in Betracht gezogen, falls eine anhaltende QT_c-Verlängerung (>460 ms) oder symptomatische Arrhythmien auftreten sollten. Ebenfalls empfohlen wurden eine fortgesetzte endokrinologische Nachsorge, eine Entwicklungsdiagnostik, Logopädie, Ergotherapie sowie individuell angepasste schulische Förderung. Eine Wachstumshormontherapie sollte aufgrund der ungesicherten Wirksamkeit und der in der Literatur beschriebenen theoretischen vaskulären Risiken bei PCNT-bedingten Erkrankungen weiterhin mit Vorsicht geprüft werden.

Langzeit-Follow-up-Daten waren nicht verfügbar, da der Patient nach der initialen Bewertung im Jahr 2019 nicht mehr zum Follow-up erschien. Daher konnten eine anschließende endokrinologische Überwachung, einschließlich der Beurteilung der Wirksamkeit von rhGH und der Konzentrationen von insulinähnlichem Wachstumsfaktor 1 (IGF-1), die Entwicklungsfortschritte, eine erneute kardiologische Beurteilung sowie eine zusätzliche genetische Beratung nicht dokumentiert werden. Der langfristige klinische Verlauf und die Therapieantwort bleiben deshalb unbekannt.

Die diagnostische Beurteilung war begrenzt durch die Nichtverfügbarkeit elterlicher DNA-Proben für die Segregationsanalyse sowie durch das Fehlen funktioneller Untersuchungen, um die biologischen Auswirkungen der identifizierten PCNT-Varianten zu bestimmen. Folglich konnte die Phase der beiden Varianten (cis versus trans) nicht geklärt werden, eine zusammengesetzte Heterozygotie konnte nicht bestätigt werden, und beide Varianten bleiben als Varianten von ungewisser Signifikanz (VUS) klassifiziert. Zudem kann die Whole-Exome-Sequenzierung pathogene Varianten in tiefen intronischen oder regulatorischen Regionen nicht ausschließen; daher könnte in zukünftigen Untersuchungen eine Ganzgenomsequenzierung in Betracht gezogen werden. Angesichts des bekannten Risikos zerebrovaskulärer und metabolischer Komplikationen im Zusammenhang mit PCNT-assoziierten Erkrankungen bleibt eine langfristige, multidisziplinäre Überwachung angezeigt.

Protokoll

Diese Studie wurde streng gemäß der Deklaration von Helsinki durchgeführt und von dem Ethikkomitee des Krankenhauses für Mütter in Changsha genehmigt. & Kinder- und Jugendmedizin (Genehmigungsnummer: CSSFYBJYEC-SOP-005-F07V2.0). Von den Eltern des Patienten wurde schriftlich informierte Einwilligung sowohl für die Teilnahme an dieser Studie als auch für die Veröffentlichung klinischer Daten und begleitender Abbildungen eingeholt. Alle in dieser Arbeit präsentierten Patientendaten und -bilder wurden streng anonymisiert, um die Privatsphäre der Patienten zu schützen. Die in diesem Protokoll verwendeten Forschungsinstrumente sind in der Materialienübersicht

1. Erste klinische Beurteilung und phänotypische Charakterisierung

1. Anthropometrische Messungen wurden bei dem Patienten im Stehen und barfuß in aufrechter Position mit kalibrierten digitalen Stadiometern und elektronischen Waagen durchgeführt.
2. Größe und Gewicht wurden anhand der Chinesischen Nationalen Wachstumsstandards von 2009 dargestellt, um den Wachstumsstatus zu beurteilen. Der okzipitofrontale Umfang (OFC) wurde mit einem nicht dehnbaren Maßband gemessen und in alters- und geschlechtsspezifischen Wachstumsdiagrammen eingetragen, um eine Mikrozephalie zu bewerten, definiert als ein OFC unter –2 SD oder unter dem 3^ten Perzentil.
3. Eine umfassende Dysmorphologieuntersuchung wurde von einem approbierten klinischen Genetiker durchgeführt, um kraniofaziale Merkmale zu dokumentieren. Die neuroentwicklungsdiagnostische Beurteilung erfolgte mit der Wechsler-Intelligenzskala für Kinder (WISC).
4. Der Gesamtintelligenzquotient (FSIQ) wurde berechnet und gemäß den diagnostischen Kriterien des Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Fifth Edition (DSM-5) für Intelligenzminderung interpretiert (leicht: 50–69; mittelgradig: 35–49; schwer: 20–34; schwerst: <20).

2. Kardiovaskuläre und skelettale Beurteilung

1. Ein standardmäßiges 12-Ableitung-Elektrokardiogramm (EKG) wurde mit einer Papiergeschwindigkeit von 25 mm/s und einer Kalibrierung von 10 mm/mV aufgezeichnet. Das QT-Intervall wurde manuell in den Ableitungen II und V5 gemessen, und das korrigierte QT-Intervall (QT_c) wurde anhand der Bazett-Formel berechnet (QT_c = QT/√RR). Eine QT_c-Verlängerung wurde gemäß pädiatrischer Referenzwerte definiert als >440 ms bei Männern.
2. Röntgenaufnahmen einer Ganzkörperübersichtsuntersuchung, einschließlich anteroposteriorer und lateraler Aufnahmen der linken Hand und des Handgelenks, wurden angefertigt. Die Knochenalterbestimmung erfolgte durch einen pädiatrischen Radiologen mithilfe des Greulich-Pyle-Atlas zur Beurteilung der Skelettreifung und zur Abklärung einer Skelettdysplasie.

3. Genetische diagnostische Abklärung

1. Die chromosomale Kopplungszahl-Variante-Sequenzierung (CNV-seq) wurde unter Verwendung von DNA aus peripherem Blut durchgeführt. Eine Whole-Genome-Sequenzierung mit geringer Durchsatzleistung wurde durchgeführt, um chromosomale Aneuploidien und pathogene Kopplungszahl-Varianten mit einer Nachweisauflösung von mehr als 100 kb zu bewerten.
2. Die Ganz-Exom-Sequenzierung (WES) wurde an genomischer DNA durchgeführt, die aus peripheren Blutleukozyten unter Verwendung eines kommerziellen DNA-Extraktionskits gewonnen wurde. Die Exom-Aufreicherung erfolgte mithilfe eines kommerziellen Exom-Capture-Kits, gefolgt von der Sequenzierung auf einer Next-Generation-Sequenzierungsplattform, wodurch 2 × 150 bp gepaarte Endsequenzen generiert wurden.
3. Die Sequenzreads wurden mit einem validierten Alignierungsverfahren an das Referenzgenom GRCh38/hg38 angeordnet, und die Variantenidentifizierung erfolgte mithilfe einer validierten bioinformatischen Analyse-Pipeline.
4. Qualitätskontrollmetriken zeigten eine durchschnittliche Sequenziertiefe von mehr als 100×, wobei mehr als 98 % der gezielten Exons eine Abdeckung von mindestens 20× erreichten und die Abdeckung des PCNT-Exons über 99 % lag.
5. Sanger-Sequenzierung wurde durchgeführt, um das Vorhandensein und die Zygosität der identifizierten PCNT-Varianten beim Probanden zu bestätigen. Aufgrund des langen Zeitraums seit der ursprünglichen klinischen Untersuchung waren die ursprünglichen Sanger-Sequenzier-Chromatogramme aus den institutionellen Archiven nicht mehr verfügbar.
6. Elterliche DNA-Proben standen nicht zur Verfügung; daher konnte keine Segregationsanalyse durchgeführt werden, um die Phasenlage der identifizierten Varianten zu bestimmen.
7. Die Varianteninterpretation erfolgte gemäß den ACMG/AMP-Richtlinien von 2015. Der bioinformatische Arbeitsablauf umfasste die Variantenannotierung, die Bewertung der Populationshäufigkeit unter Verwendung von gnomAD (v2.1.1), ExAC und der chinesisch-spezifischen Shenzhou-Genomdatenbank, die in silico-Pathogenitätsvorhersage mittels SIFT, PolyPhen-2 und CADD (v1.6), die Analyse der evolutionären Konservierung mithilfe von PhyloP und Multiz-Alignment (UCSC Genome Browser) sowie die Zuordnung zu Protein-Domänen unter Verwendung von UniProt und der AlphaFold Proteinstruktur-Datenbank.
8. Die veröffentlichte Literatur und die ClinVar-Datenbank wurden ebenfalls überprüft, um die endgültigen Klassifizierungen der Varianten festzulegen.

4. Rahmenwerk für die differenzielle Diagnose

1. Der mikrozephalische osteodysplastische primordiale Zwergwuchs Typ II (MOPD II; OMIM #210720) wurde aufgrund eines schweren, pränatal einsetzenden Wachstumsversagens, einer geistigen Behinderung und charakteristischer kraniofazialer Merkmale priorisiert, obwohl bei der Ersteinschätzung keine offensichtliche Mikrozephalie vorlag (Alters- und geschlechtsangepasster OFC-Z-Score > –2 SD).
2. Das Seckel-Syndrom (OMIM #210600) wurde in Betracht gezogen, jedoch ausgeschlossen, da das typische vogelkopfartige Gesichtsprofil fehlte und bei der Analyse des WES-Datensatzes keine pathogenen oder wahrscheinlich pathogenen Varianten in assoziierten Genen (z. B. ATR und CEP152) identifiziert wurden.
3. Das Meier–Gorlin-Syndrom (OMIM #224690) wurde ausgeschlossen, da eine Patellaplasie oder -hypoplasie nicht vorlag und bei der Analyse des WES-Datensatzes keine pathogenen oder wahrscheinlich pathogenen Varianten in Genen des Präreplikationskomplexes (z. B. ORC1, ORC4, ORC6, CDC6, CDC45, GMNN und MCM5) nachgewiesen wurden.

Ergebnisse

Eine umfassende klinische Beurteilung und genomische Analyse ergab ein molekulares und phänotypisches Profil, das mit einer vermuteten PCNT-assoziierten primordialen Zwergwuchsform übereinstimmt. Die Ganz-Exom-Sequenzierung (WES) identifizierte zwei neuartige Missense-Varianten im PCNT-Gen (NM_006031.5): c.5675A>G (p.Glu1892Gly) im Exon 28 und c.9734G>T (p.Arg3245Ile) im Exon 45. Die Kopienzahl-Varianten-Sequenzierung (CNV-seq) zeigte keine pathogenen Kopienzahlvarianten oder chromosomalen Aneuploidien oberhalb der Nachweisgrenze von 100 kb (Abbildung 2).

Die Bezeichnung dieser Varianten als „neuartig“ basiert auf ihrem Fehlen in großen Populationsdatenbanken (gnomAD, ExAC, der 1000 Genomes Project-Datenbank und der chinaspezifischen Shenzhou Genome Database), der ClinVar-Datenbank, krankheitsspezifischen Repositorien (z. B. LOVD für PCNT) sowie in der zum Analysezeitpunkt verfügbaren publizierten Literatur. In-silico-Analysen ergaben unterschiedliche Vorhersagen. Die Variante c.5675A>G erhielt einen CADD-PHRED-Score von 18,82 und wurde von SIFT als schädlich vorhergesagt, während die Variante c.9734G>T einen CADD-Score von 7,87 erzielte und als toleriert oder benign eingeschätzt wurde. PhyloP- und Multiz-Ausrichtungsanalysen, durchgeführt mit dem UCSC Genome Browser, zeigten unterschiedliche evolutionäre Erhaltungsmuster. Der Glu1892-Rest war über 100 Wirbeltierspezies hinweg hoch konserviert (PhyloP-Score: 4,88), während der Arg3245-Rest innerhalb der Primaten strikt konserviert war, jedoch eine größere Variabilität in anderen Säugetierlinien aufwies. Die Zuordnung der Protein-Domänen mithilfe von UniProt lokalisierte beide Varianten in die zentrale coiled-coil-Stabdomäne von Pericentrin.

Klinisch zeigte der Patient ein ausgeprägtes Wachstumsversagen nach der Geburt mit einer Körpergröße von 103,5 cm (–4,04 SD) bei der Erstuntersuchung, was unter dem 3.^ten Perzentil für das Alter liegt. Die neuroentwicklungsdiagnostische Beurteilung ergab eine globale Entwicklungsverzögerung und einen Gesamtintelligenzquotienten (FSIQ) von 50. Die körperliche Untersuchung ergab Hypertelorismus, kurze Lidspalten, tief sitzende Ohren und eine breite Nasenwurzel. Die elektrokardiographische Untersuchung zeigte einen einzelnen grenzwertig verlängerten QT-Zeitintervall (QT_c) von 450 ms (Abbildung 1A, B).

Gemäß den ACMG/AMP-Richtlinien und den in Tabelle 1 zusammengefassten Beweisen wurden beide PCNT-Varianten als Varianten mit unklarer Signifikanz (VUS) klassifiziert.

Variante	HGVS-Notation	Angewandte ACMG-Kriterien	Zusammenfassung der Beweislage			Endgültige Klassifizierung
Variante 1	NM_006031.5:c.5675A>G p.(Glu1892Gly)	PM2, PP3	PM2: Fehlt in Populationsdatenbanken (gnomAD, ExAC, der 1000 Genomes Project-Datenbank und der chinesenspezifischen Shenzhou Genome Database). PP3: Berechnungsdaten deuten auf eine schädliche Wirkung basierend auf SIFT und einem CADD PHRED-Score von 18,82 hin. PhyloP- und Multiz-Ausrichtungsanalysen zeigen eine starke evolutionäre Konservierung der Glu1892-Position (PhyloP-Score: 4,88).			VUS
Variante 2	NM_006031.5:c.9734G>T p.(Arg3245Ile)	PM2, PP3	PM2: Fehlt in Populationsdatenbanken (gnomAD, ExAC, der 1000 Genomes Project-Datenbank und der chinesenspezifischen Shenzhou Genome Database). PP3: Computergestützte Analysen ergaben nur begrenzte Hinweise. Obwohl die evolutionäre Konservierung innerhalb der Primaten und strukturelle Bewertungen einen möglichen Einfluss auf die zentrale coiled-coil-Domäne nahelegen, lieferten der CADD-Score (7,87) und in-silico-Vorhersagen nicht ausreichend Beweise, um eine Pathogenität über die Klassifizierung als VUS hinaus zu stützen.			VUS
Abkürzungen: ACMG, American College of Medical Genetics and Genomics; CADD, Combined Annotation Dependent Depletion; HGVS, Human Genome Variation Society; PM2, fehlt in Populationsdatenbanken; PP3, rechnergestützte Beweise; VUS, Variante von ungewisser klinischer Signifikanz.

Tabelle 1: ACMG/AMP-Klassifizierung der identifizierten PCNT-Varianten. Zusammenfassung der beiden PCNT-Missense-Varianten, die mittels Ganz-Exom-Sequenzierung identifiziert wurden, einschließlich der HGVS-Nomenklatur, angewendeter ACMG/AMP-Kriterien, unterstützender Nachweise und der endgültigen Variantenklassifizierung.

Diskussion

Dieser Fallbericht beschreibt einen 7-jährigen chinesischen Jungen mit zwei neuartigen Missense-Varianten im PCNT-Gen (c.5675A>G/p.Glu1892Gly und c.9734G>T/p.Arg3245Ile), der mit einer ausgeprägten postnatalen Wachstumsstörung (Körpergröße 103,5 cm, –4,04 SD im Alter von 7 Jahren), globaler Entwicklungsverzögerung, geistiger Behinderung (Gesamt-IQ = 50 nach der Wechsler-Intelligenzskala) sowie charakteristischer kraniofazialer Dysmorphie auffiel, jedoch mehrere typische Merkmale des klassischen MOPD II nicht aufwies. Im Vergleich zum klassischen diagnostischen Phänotyp zeigte der Patient keine schwere intrauterine Wachstumsretardierung (Geburtsgewicht 2,5 kg, als kleines Kind für die Schwangerschaftsdauer klassifiziert), keine charakteristische Skelettdysplasie und keine offensichtliche Mikrozephalie. Die Skelettbeurteilung ergab eine verzögerte Knochenalterentwicklung (6 Jahre) ohne charakteristische radiologische Auffälligkeiten, und der alters- und geschlechtsadjustierte okzipitofrontale Umfang lag bei der Erstbeurteilung über der diagnostischen Schwelle für Mikrozephalie (Z-Wert: –1,2). Zusätzlich identifizierte die CNV-seq-Analyse keine pathogenen Kopplungszahlvarianten oder chromosomalen Aneuploidien über 100 kb, was die anschließende Beurteilung einer monogenen Ätiologie stützt.

Obwohl das Phänotyp von den klassischen diagnostischen Kriterien für MOPD II abweicht, weisen PCNT-assoziierte Erkrankungen eine erhebliche phänotypische Heterogenität und altersabhängige Expressivität auf. Frühere Kohortenstudien haben gezeigt, dass Mikrozephalie und Skelettmanifestationen mild sein können oder erst im späten Kindes- oder Jugendalter deutlicher werden, und einige Betroffene zeigen hauptsächlich ein schweres postnatales Wachstumsversagen sowie charakteristische kraniofaziale Merkmale, ohne klassische intrauterine Wachstumsretardierung oder Skelettdysplasie^3,4. Demnach sollten die Befunde am besten als atypisches, vermutetes PCNT-assoziiertes primordiales Zwergwuchs-Phänotyp mit überlappenden Merkmalen von MOPD II interpretiert werden, anstatt als definitive Diagnose des klassischen MOPD II.

Die normale maximale Wachstumshormonantwort (12,39 ng/mL), die trotz ausgeprägter Kleinwüchsigkeit beobachtet wird, stimmt mit dem derzeitigen Verständnis überein, dass die Wachstumsstörung bei PCNT-assoziierten Erkrankungen hauptsächlich mit Abnormalitäten der Skelettentwicklung und der Funktion der Wachstumsfugen verbunden ist, anstatt mit einem Mangel an hypophysären Hormonen. Diese Beobachtung unterstreicht weiterhin die Bedeutung einer umfassenden genomischen Evaluierung bei Patienten mit schwerer Kleinwüchsigkeit und normalen endokrinen Testergebnissen.

Die voneinander abweichenden in silico-Vorhersagen für die beiden PCNT-Varianten verdeutlichen die Grenzen der computergestützten Beurteilung der Pathogenität von Aminosäure-austauschenden Varianten in großen, mehrfach domänentragenden Proteinen. Für die Variante c.5675A>G ergab sich eine stärkere rechnergestützte Hinweise auf Pathogenität (CADD PHRED-Score 18,82; SIFT: schädlich), während c.9734G>T durchgängig als toleriert oder benign eingestuft wurde (CADD-Score 7,87). Diese Ergebnisse zeigen, dass die alleinige computergestützte Vorhersage zur Klassifizierung von Varianten unzureichend ist, insbesondere bei großen Gerüstproteinen mit komplexen strukturellen und funktionellen Domänen. Perizentrin, codiert durch PCNT, ist ein essentielles zentrosomales Gerüstprotein, das an der Organisation des mitotischen Spindelapparats, der DNA-Schadensantwort und der Zellzyklusregulation beteiligt ist⁸. Experimentelle Studien haben außerdem gezeigt, dass der Verlust von Perizentrin die Assoziation der Zentriolen an den Spindelpolen stört und zu vorzeitigem Zentriolenseparierung sowie Zentrosomenanomalien führt⁹.

Ein einzelnes Elektrokardiogramm zeigte einen grenzwertigen korrigierten QT-Intervall von 450 ms. Dieser Befund ging nicht mit Symptomen, Elektrolytstörungen, Exposition gegenüber QT-verlängernden Medikamenten oder einer familiären Vorgeschichte für vererbte Arrhythmien einher¹⁰. Obwohl experimentelle Studien mögliche Rollen von zentrosomalen Proteinen in der kardiovaskulären Biologie nahelegen, einschließlich der Regulation von glatten Gefäßmuskelzellen und der Kontrolle des Zellzyklus in Kardiomyozyten, bleibt die klinische Bedeutung des bei diesem Patienten beobachteten grenzwertigen QT_c unklar¹¹. Eine Wiederholung der Elektrokardiographie, eine Langzeit-EKG-Überwachung sowie eine formelle pädiatrisch-kardiologische Untersuchung wären erforderlich, um zu bestimmen, ob dieser Befund reproduzierbar und klinisch relevant ist¹².

Bei der Interpretation dieses Falles sind mehrere Einschränkungen zu berücksichtigen. Da es sich um einen Einzelfallbericht handelt, können die Befunde keine definitiven Genotyp-Phänotyp-Beziehungen belegen. Elterliche DNA-Proben standen nicht zur Verfügung, wodurch eine Segregationsanalyse und die Bestätigung der trans-Konfiguration der beiden PCNT-Varianten ausgeschlossen war. Folglich konnte eine zusammengesetzte Heterozygotie nicht bestätigt werden, und beide Varianten bleiben als Varianten von ungewisser Signifikanz (VUS) klassifiziert. Funktionelle Studien zur Bewertung der biologischen Auswirkungen dieser Varianten wurden nicht durchgeführt, sodass ihre molekularen Konsequenzen ungeklärt bleiben. Obwohl die WES eine umfassende Abdeckung der kodierenden Regionen bietet, können pathogene Varianten in tiefen intronischen oder regulatorischen Regionen nicht ausgeschlossen werden. Zudem standen keine Langzeit-Follow-up-Daten zur Verfügung, da der Patient nach der initialen Beurteilung für die Nachverfolgung verloren ging, was eine Beurteilung des Therapieansprechens, der Entwicklungsprognose und einer erneuten kardiologischen Evaluierung verhinderte.

Trotz dieser Einschränkungen leistet die Identifizierung von kandidatenhaften Varianten in den Exons 28 und 45 einen weiteren Beitrag an klinischen und molekularen Erkenntnissen zum sich erweiternden Spektrum der PCNT-assoziierten Erkrankungen und unterstreicht den Wert umfassender genomischer Untersuchungen bei Patienten mit schwerem Wachstumsstillstand und Entwicklungsverzögerung⁴. Diese Befunde stützen zudem ein multidisziplinäres Management, das eine Überwachung vaskulärer Komplikationen gemäß den veröffentlichten Empfehlungen zur vaskulären Surveillance¹⁰ sowie eine kontinuierliche kardiologische Nachbetreuung aufgrund des beobachteten grenzwertigen QT_c-Intervalls einschließt. Die genetische Beratung sollte die aktuelle Einstufung als Variante mit unklarer Signifikanz (VUS) und die damit verbundene Unsicherheit bezüglich der Krankheitsursächlichkeit klar kommunizieren, bis zusätzliche Segregations- oder funktionelle Belege verfügbar sind. Künftige Studien sollten sich auf die funktionelle Charakterisierung dieser Varianten unter Verwendung von fibroblastischen Zellen des Patienten konzentrieren, um die Lokalisation am Zentrosom und Defekte des mitotischen Spindelapparats zu untersuchen¹³, sowie auf systematische kardiologische Bewertungen in größeren PCNT-Kohorten und die fortgesetzte Datenaustausch über Datenbanken wie ClinVar, um die zukünftige Klassifizierung von Varianten zu erleichtern.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
12-Kanal-Elektrokardiograph	GE Healthcare	MAC 5500 HD (Software v2.0)	Kardiale Evaluation und QT-Zeit-Messung
ABI 3730xl Genetic Analyzer	Applied Biosystems	Firmware v3.0	Validierung durch Sanger-Sequenzierung
ANNOVAR	Children's Hospital of Philadelphia (CHOP)	v2021-02-01	Variante-Annotierung
BigDye Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit	Thermo Fisher Scientific	Cat. No. 4337456	Sanger-Sequenzierreaktionen
BWA-MEM	Broad Institute	v0.7.17	Sequenzalignierung
ClinVar	National Center for Biotechnology Information (NCBI)	Zugegriffen im Juni 2026	Klinische Variantendatenbank
Combined Annotation Dependent Depletion (CADD)	University of Washington	v1.6	In-silico-Pfadogenitätsvorhersage
Digital-Radiographie-(DR)-System	Siemens Healthineers	Ysio Max (syngo.via v4.0)	Skelettsurvey und Knochenalter-Bestimmung
Ensembl Variant Effect Predictor (VEP)	EMBL-EBI	v104	Variante-Annotierung
GATK HaplotypeCaller	Broad Institute	v4.2.6.1	Variantenidentifizierung
Genome Aggregation Database (gnomAD)	Broad Institute	v2.1.1 / v3.1.2	Populationsfrequenzdatenbank
Referenzgenom GRCh38/hg38	Genome Reference Consortium	Build 38, Patch 13	Referenz für die Sequenzalignierung
Bibliotheksvorbereitungskit für Whole-Genome-Sequenzierung mit niedriger Auflösung	Berry Genomics	Kommerziell bereitgestellt	CNV-seq-Bibliotheksvorbereitung
NovaSeq 6000 Sequenzierungssystem	Illumina	Reagenzien-Kit v1.5 (300 Zyklen)	Ganze-Exom-Sequenzierung
PolyPhen-2	Harvard Medical School	v2.3.10	In-silico-Pfadogenitätsvorhersage
QIAamp DNA Blood Mini Kit	QIAGEN	Cat. No. 51104	Extraktion genomischer DNA
SIFT	J. Craig Venter Institute	v5.2.2	In-silico-Pfadogenitätsvorhersage
SureSelect Human All Exon V6 Kit	Agilent Technologies	Cat. No. G9904B	Exom-Aufreinigung und Bibliotheksvorbereitung