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Klassifikation nach ICD 10Q99 2 Fragiles X Chromosom Syndrom des fragilen X ChromosomsICD 10 online WHO Version 2019 Das Fragiles X Syndrom FXS ist eine der haufigsten Ursachen erblicher kognitiver Behinderung des Menschen Ursache hierfur ist eine genetische Veranderung auf dem X Chromosom die Mutation eines expandierenden Trinukleotidrepeats im Gen FMR1 fragile X mental retardation 1 Die Behinderung die zu den X chromosomalen mentalen Retardierungen gezahlt wird kann in ihrer Schwere stark variieren und von leichten Lernschwierigkeiten bis zu extremer kognitiver Beeintrachtigung reichen Das Syndrom wird nach seinen Erstbeschreibern auch als Martin Bell Syndrom MBS Marker X Syndrom Escalante Syndrom sowie in der abgekurzten Form als fra X Syndrom bezeichnet Dieser Name leitet sich aus der Beobachtung von Zellkulturen betroffener Menschen ab Unter entsprechenden Kulturbedingungen wird in einem Teil der Zellen durch Abnahme des Kondensationsgrades des X chromosomalen Chromatins in der betroffenen Region eine scheinbare Bruchstelle der sogenannte fragile Bereich beobachtet Inhaltsverzeichnis 1 Symptome 2 Verbreitung 3 Diagnose 4 Differenzialdiagnose 5 Geschichte 6 Genetische Ursache 7 Vererbung 7 1 Der X chromosomale Erbgang 7 2 Abweichungen vom X chromosomalen Erbgang 7 3 Beratungsgrundlagen 8 Neurobiologie des Fragiles X Syndroms 8 1 Die mGluR Theorie des FXS 9 Behandlung 10 Literatur 10 1 Wissenschaftliche Literatur 10 2 Weitere Literatur 11 Siehe auch 12 Weblinks 13 EinzelnachweiseSymptome BearbeitenVom FXS konnen sowohl Manner als auch Frauen betroffen sein Das Leitsymptom ist eine unterschiedlich stark ausgepragte Intelligenzminderung deren Schwere von Lernproblemen bis hin zu schwergradiger kognitiver Beeintrachtigung reichen kann und mit Sprachstorungen und Aufmerksamkeitsdefiziten einhergeht Bei Kindern sind bei etwa 12 der Betroffenen autistische Verhaltensweisen wie z B wenig Augenkontakt soziale Phobie Ubererregbarkeit und Uberempfindlichkeit auf bestimmte Stimuli und repetitives Verhalten ausgepragt beinahe 20 der Kinder bekommen Krampfanfalle Epilepsie Bei Frauen sind die Symptome haufig milder ausgepragt was auf die zufallige Inaktivierung eines der beiden X Chromosomen in weiblichen Zellen zuruckzufuhren ist Lyon Hypothese Bei 80 der betroffenen Manner findet sich eine Hodenvergrosserung die schon vor der Pubertat auftreten kann Weitere korperliche Symptome konnen eine vorspringende Stirn abstehende und grosse Ohren und ein hervorstehendes Kinn bei gleichzeitig bestehendem schmalen Gesicht sein Bei etwa 50 finden sich eine abnorme Banderlockerheit bei 20 flexible Plattfusse und gelegentlich eine Skoliose 1 Verbreitung BearbeitenDie Haufigkeit des FXS wird in der Literatur sehr breit angegeben da in vielen Studien auch unterschiedliche Bemessungsgrundlagen fur eine Vollmutation angelegt wurden Im Schnitt betragt die Haufigkeit 1 1 200 bei Mannern und 1 2 500 bei Frauen Damit stellt diese Besonderheit nach dem Down Syndrom Trisomie 21 die haufigste Form von genetisch bedingter kognitiver Behinderung dar Diagnose BearbeitenBis zur Entdeckung des zugrundeliegenden Gens im Jahre 1991 war der Nachweis einer Lucke im X Chromosom in Zellkulturen das einzige allerdings recht unzuverlassige Verfahren da in benachbarten Genbereichen ebenfalls fragile Stellen auftreten Die Diagnostik erfolgt heute uber molekulargenetische Analysemethoden aus einer Blutprobe mittels Polymerase Kettenreaktion PCR und Southern Blot Bleibt trotz negativer Befunde ein Verdacht kann mittels immunohistochemischer Diagnostik mit monoklonalen Antikorpern direkt die FMR Proteinkonzentration bestimmt werden Fur Feten mit erhohtem Risiko kann pranatal entweder eine Chorionzottenbiopsie in der 10 12 Schwangerschaftswoche SSW oder eine Amniozentese in der 16 18 SSW durchgefuhrt werden Differenzialdiagnose BearbeitenDa die Symptome in fruher Kindheit oft unspezifisch sind und Entwicklungsverzogerungen fur viele Menschen in Betracht kommen ist die Differenzialdiagnose vergleichsweise schwierig Insbesondere in Betracht kommen das Sotos Syndrom das Prader Willi Syndrom Autismus und die Aufmerksamkeitsdefizit Hyperaktivitatsstorung ADHS mit der das FXS anscheinend mehrere auslosende Gene teilt ferner der Cherubismus Bei Kindern mit Sprech Sprachverzogerung und motorischen Defiziten sollte deshalb ein Test auf das FXS in Betracht gezogen werden insbesondere bei entsprechender Familienanamnese Geschichte BearbeitenDas FXS wurde 1943 erstmals durch James Purdon Martin 1893 1984 und Julia Bell anhand einer Familie mit elf kognitiv zuruckgebliebenen Mannern unter wissenschaftlichen Gesichtspunkten beschrieben Schon hier wurde ein X chromosomaler Erbgang angenommen Erst 1969 konnte dies durch Herbert Lubs an einer vierkopfigen Familie mit zwei betroffenen Mannern und zwei nicht betroffenen Frauen nachgewiesen werden In seinen Zellkulturen beobachtete Lubs ein Zusammenziehen des langeren Armes q Arm in X Chromosomen Eine derartige Mutation konnte spater auch in der ersten Familie nachgewiesen werden Die Entdeckung geriet zunachst in Vergessenheit bis Grant Sutherland durch Zufall herausfand dass der entsprechende Nachweis nur in einem Folsaure freien Kulturmedium nachvollziehbar ist Bei seinem Umzug von Melbourne nach Adelaide wo ein anderes Kulturmedium eingesetzt wurde welches bessere Chromosomenfarbungen ermoglichte konnten seine Ergebnisse zunachst nicht wiederholt werden bis er wieder das vorherige Kulturmedium einsetzte Bei der Vererbung des FXS war lange Zeit ungeklart warum es nicht immer mit anderen X chromosomal gebundenen Erbgangen ubereinstimmte Insbesondere wurden auch heterozygote Ubertragerinnen festgestellt die eigentlich symptomfrei bleiben sollten Dieses Phanomen veranlasste 1985 Stephanie Sherman und ihre Mitarbeiter zu einer genaueren Untersuchung der Stammbaume Dabei stellten sie fest dass Tochter eines nicht betroffenen Ubertragers eine hohere Wahrscheinlichkeit besassen betroffene Nachkommen zu erhalten Daraus schlussfolgerten sie dass die Mutation in zwei Schritten erfolgen musste die im ersten Schritt noch symptomfrei bleibt und im zweiten nur bei der Ubertragung von Frauen auf ihre Nachkommen erfolgt Diese Beobachtungen sind in der Medizin seitdem als Sherman Paradoxon bekannt Das die Erkrankung verursachende mutierte Gen wurde 1991 von mehreren Forschern gemeinsam entdeckt und das Syndrom in die Gruppe der Trinukleotiderkrankungen eingeordnet Verkerk et al 1991 Genetische Ursache Bearbeiten nbsp Position des Gens FMR1 auf dem X Chromosom Genetische Ursache ist eine Veranderung des 38 kbp umfassenden Gens FMR1 Fragile X linked Mental Retardation type 1 in der Bande Xq27 3 des X Chromosoms oder bei der wesentlich selteneren Variante FraX E 2 eine Veranderung des an Position Xq28 lokalisierten Gens FMR2 Das Gen FMR1 besteht aus 17 Exons und enthalt eine sich wiederholende Sequenz aus CGG Trinukleotiden Der Normalbereich dieser Basentripletts pro Allel betragt 6 bis 44 Wiederholungen die in der Regel durch 2 AGG Tripletts an Position 9 10 oder 19 20 unterbrochen werden Am haufigsten kommen 29 bis 30 Tripletts in der Normalbevolkerung vor nbsp Die Position der verlangerten Basentripletts im FMR1 Gen sind mit einem roten Pfeil markiert Bei Menschen mit dem Fragiles X Syndrom treten zwei Arten von Mutationen in diesem Genbereich auf die durch Verlangerung der CGG Tripletts zustande kommen Trinukleotidrepeat Erkrankung 59 bis 200 Wiederholungen werden als Pramutation bezeichnet und konnen im hoheren Lebensalter mit einem eigenen Krankheitsbild dem Fragiles X assoziierten Tremor Ataxie Syndrom FXTAS einhergehen Die Pramutation stellt eine Vorstufe der krankheitsverursachenden Vollmutation dar die ab 200 oder mehr Wiederholungen gegeben ist Dies fuhrt zu einer Methylierung einer Anlagerung von Methyl Gruppen des entsprechenden DNA Abschnittes und damit zu einer Stilllegung der Genexpression des FMRP1 Proteins Die Funktion dieses Proteins ist derzeit Gegenstand intensiver Forschung wahrscheinlich ist es ein Schlusselprotein bei der Herstellung weiterer Proteine deren Fehlen zur Atrophie von Hirnzellen fuhrt 3 Die Methylierung fuhrt auch zu dem Auflockern im betroffenen Bereich der Struktur des Chromosoms und damit zu dem typischen Bild des fragilen Bereiches Eine Anzahl von 45 bis 58 Wiederholungen der CGG Tripletts wird als graue Zone bezeichnet bei der die Allele in der Regel stabil auf die Nachkommen ubertragen werden Da fast 2 der Normalbevolkerung ein solches FMR1 Allel besitzen ist dieser Bereich fur die genetische Beratung prognostisch schwierig Die bisher kleinste bekannte Pramutation bei der in einer Familie innerhalb einer Generation eine Vollmutation entstand hatte 59 Tripletts Ein Fehlen der eingeschobenen AGG Tripletts bei langen Pramutationen wird fur die Instabilitat zur Vollmutation hin verantwortlich gemacht In Einzelfallen sind auch de novo Punktmutationen des Gens bekannt die die Funktionsweise des FMR1 Proteins beeintrachtigen Die Anzahl der Triplett Wiederholungen steigt im Verlauf aufeinander folgender Meiosen Dies erklart auch die Zunahme der Schwere der Krankheit im Verlauf der Generationen auch Antizipation genannt Die molekulare Ursache fur die Triplett Expansion ist moglicherweise das Verrutschen slippage der neu synthetisierten DNA Strange an den Replikationsgabeln wahrend der Meiose Vererbung BearbeitenDas Fragiles X Syndrom ist ein erblich bedingtes Syndrom welches entsprechend in einigen Familien gehauft auftreten kann Da die Genmutation die dieser Besonderheit zugrunde liegt nur am X Chromosom auftritt musste die Vererbung eigentlich auch der anderer X chromosomaler Erbgange folgen im Fall des FXS gibt es allerdings einige bislang nicht geklarte Abweichungen hiervon Der X chromosomale Erbgang Bearbeiten Der typische X chromosomale Erbgang der auch als X chromosomal rezessiver Erbgang bezeichnet wird beruht darauf dass Frauen jeweils zwei X Chromosomen Manner jedoch immer nur eines besitzen Entsprechend geben Frauen immer ein X Chromosom an ihre Nachkommen weiter Manner konnen entweder ein X Chromosom oder ein Y Chromosom vererben und entsprechend festlegen ob die Nachkommen mannlich oder weiblich sind Im Falle von X chromosomalen Mutationen ergibt sich dabei ein typischer Erbgang der sich durch folgende Eigenschaften auszeichnet Die Mutter zeigt in der Regel keine Symptome durch die Mutation wenn die Veranderung des Gens nur auf einem ihrer beiden X Chromosomen existiert und der Effekt durch das andere kompensiert wird d h der Erbgang ist rezessiv Die Mutter kann das fehlerhafte Gen mit einer Wahrscheinlichkeit von 50 an ihre Nachkommen weitergeben Dadurch konnen 50 ihrer weiblichen Nachkommen wieder Tragerinnen werden 50 nicht Wird das fehlerhafte Gen an einen mannlichen Nachkommen weitergegeben so pragt es sich bei diesem aufgrund der fehlenden Kompensation aus Der Vater kann das fehlerhafte Gen niemals an seine mannlichen Nachkommen vererben da diese von ihm das Y Chromosom erhalten Tochter werden von ihren betroffenen Vatern jedoch in 100 der Falle das mutante X Chromosom erben und somit in jedem Fall Tragerinnen werden Aus diesen Grunden treten die Symptome einer X chromosomal rezessiven Mutation wie etwa der Bluterkrankheit vor allem bei Mannern auf Hemizygotie wahrend Frauen haufiger nur Ubertragerinnen des fehlerhaften Gens sind Nur im ungunstigen Fall dass die Tochter sowohl von der Mutter als auch vom Vater ein mutiertes Gen erhalten pragt sich die Mutation auch bei den Frauen aus Abweichungen vom X chromosomalen Erbgang Bearbeiten Beim Fragiles X Syndrom gibt es jedoch einige Besonderheiten die nicht dem oben beschriebenen Erbgang entsprechen Nicht alle Manner an die das fehlerhafte Gen ubertragen wurde bekommen das Fragiles X Syndrom etwa 20 Prozent bleiben symptomfrei Dieses wird als Nichtpenetranz bezeichnet Etwa 30 Prozent der Frauen die Tragerinnen sind bekommen das Syndrom obwohl sie auch noch eine unmutierte Genversion besitzen Bei ihnen pragen sich die Symptome jedoch meist weniger stark aus Die Manifestation von Symptomen bei einer weiblichen Tragerin wird als X chromosomal dominanter Erbgang bezeichnet Das Syndrom kann in Familien phasenweise verstarkt generationenlang jedoch auch gar nicht auftreten obwohl es vererbt wird Die Grunde fur diese Besonderheiten im Erbgang sind bislang ungeklart Gemeinhin wird versucht sie durch aussere Einflusse auf das Gen zu erklaren Beratungsgrundlagen Bearbeiten Fur die genetische Beratung ergeben sich somit folgende Konstellationen Mannliche Ubertrager mit einer FMR1 Pramutation sind nicht beeintrachtigt Dasselbe gilt fur ihre Tochter die in jedem Fall das pramutierte Allel in der Regel unverandert erben werden Da Sohne das Y Chromosom erhalten sind sie nicht betroffen Mannliche Trager einer Vollmutation sind betroffen das klinische Bild kann von leichten bis schweren Erkrankungen reichen Sie sind fertil wenn sie auch selten Kinder zeugen In ihren Spermien befindet sich entgegen der zu erwartenden Vollmutation nur ein Allel mit Pramutation welches sie auf ihre Tochter ubertragen Weibliche Ubertragerinnen einer FMR1 Pramutation sind nicht beeintrachtigt Ihre Sohne oder Tochter konnen am Fragiles X Syndrom erkranken Die Wahrscheinlichkeit hierfur ist von der Anzahl der CGG Wiederholungen abhangig In einer humangenetischen Beratung kann das Risiko anhand von statistischen Tabellen abgeschatzt werden Diese Zahlen sind jedoch mit Vorsicht zu beurteilen da sie nur an kleinen Patientenkollektiven gewonnen wurden Weibliche Trager einer Vollmutation sind zum Teil nicht betroffen Bei der Mehrzahl liegen jedoch geistige Beeintrachtigungen vor deren Schwere im Vergleich zu den Mannern haufig geringer ausgepragt ist Dies wird durch die zufallige Inaktivierung eines der beiden X Chromosomen erklart Sie konnen entweder das gesunde oder das krankhafte X Chromosom an ihre Nachkommen weitergeben Die Wahrscheinlichkeit dass diese Vollmutation an die Kinder weitergegeben wird liegt somit bei 50 Die Kinder konnen in ihrem klinischen Bild erheblich von der Mutter abweichen Neurobiologie des Fragiles X Syndroms BearbeitenZur Erforschung der neurobiologischen Grundlagen die die Symptomatik des Fragiles X Syndroms hervorrufen wurde ein Tiermodell entwickelt Dabei handelt es sich um eine sogenannte FMR1 Knockout Maus einen Mausstamm bei dem durch geeignete molekularbiologische Methoden gezielt das FMR1 Gen entfernt wurde Die Deletion von FMR1 in Mausen ist von einigen Symptomen begleitet wie sie auch fur FXS Patienten charakteristisch sind Dazu gehoren die Hyperaktivitat die epileptischen Anfalle und die Vergrosserung der Hoden Im Gegensatz dazu waren Beobachtungen eines geringeren Lernvermogens der FMR1 Knockout Mause nicht direkt auf den Menschen ubertragbar auch wegen der geringen Vergleichbarkeit der kognitiven Fahigkeiten zwischen Mausen und Menschen Neuere Befunde zeigen jedoch dass eine einfache Form des assoziativen Lernens und zwar der klassischen Konditionierung die beim Menschen und bei Mausen gleichermassen anzutreffen ist und den gleichen Mechanismen gehorcht sowohl in FMR1 Knockout Mausen als auch FXS Patienten schwer beeintrachtigt ist Dabei handelt es sich um die Konditionierung des Lidschlussreflexes Beim Lidschlussreflex handelt es sich um einen Schutzreflex des Augenlides Er wird aktiviert wenn ein unangenehmer oder schmerzhafter Reiz auf die Oberflache des Augapfels trifft Das Augenlid schliesst sich Die Konditionierung des Lidschlussreflexes im Experiment geschieht folgendermassen Als sogenannter unkonditionierter Reiz dient ein kurzer Luftstoss auf den Augapfel Der konditionierte Reiz ist ein Ton der vor dem Luftstoss beginnt und gemeinsam mit ihm endet beim sogenannten delay conditioning Nach einigen Versuchen mit gleichem Intervall zwischen Beginn des Tones und dem Luftstoss schliesst sich das Auge exakt zu einem Zeitpunkt der gewahrleistet dass es beim Auftreffen des Luftstosses bereits geschlossen ist Konditioniert wird dabei das Timing des Reflexes Die Konditionierung des Lidschlussreflexes kann sowohl im Tierversuch als auch am Menschen durchgefuhrt werden Die neuronalen Schaltkreise die fur eine korrekte Anpassung des Reflexes verantwortlich sind sind sehr gut bekannt und eingehend untersucht Die beteiligten Neurone befinden sich im Kleinhirn Von zentraler Bedeutung fur die Konditionierung des Lidschlussreflexes ist eine Form der synaptischen Plastizitat an der Parallelfasersynapse der Purkinjezellen Der Befund dass die Konditionierung des Lidschlussreflexes in FXS Patienten verschlechtert ist kann durchaus therapeutische Bedeutung gewinnen Man konnte den Lidschlussreflex als Parameter verwenden um die Wirksamkeit moglicher Therapien ganz objektiv zu messen Corticale Nervenzellen der FMR1 Knockout Mause sowie der FXS Patienten weisen eine erhohte Anzahl und grossere durchschnittliche Lange der Dornfortsatze sog spines auf Das lasst auf eine synaptische Funktion des FMR1 Proteins schliessen Das FMR1 Protein ist ein RNA bindendes Protein Man nimmt heute an dass eine seiner Funktionen darin besteht die Translation der gebundenen RNA solange zu hemmen wie diese unterwegs vom Zellkern im Perikaryon zum Dendriten ist Dort funktioniert das FMR1 Protein dann als eine Art Schalter der die RNA freigibt und deren Translation als Antwort auf synaptische Signale ermoglicht Demnach gehort das FMR1 Protein zu den Faktoren die fur eine aktivitatsabhangige Proteinsynthese an Synapsen erforderlich sind Die mGluR Theorie des FXS Bearbeiten Das FMR1 Protein wird an Synapsen nach Aktivierung metabotroper Glutamatrezeptoren mGluR synthetisiert Die Gruppe 1 mGluR stimulieren einerseits die Proteinsynthese andererseits aber auch den Transport FMR1 Protein assoziierter RNA in den Dendriten Das legt die Vermutung nahe dass das FMR1 Protein hemmend auf die Synthese anderer synaptischer Proteine wirkt Damit ubereinstimmend wurde gefunden dass im Hippocampus bestimmte Formen der synaptischen Plastizitat die abhangig von Proteinsynthese sind in den FMR1 Knockout Mausen verstarkt sind wahrend andere Formen die unabhangig von der Synthese von Proteinen sind unverandert bleiben Daraus wurde geschlussfolgert dass auch andere Formen der mGluR und proteinsyntheseabhangigen synaptischen Plastizitat durch Deletion des FMR1 Gens hochreguliert sein mussten In der Tat war das auch in Purkinjezellen der Fall Dort ist die Langzeitdepression an der Parallelfasersynapse ebenfalls mGluR abhangig und erwies sich als verstarkt in den FMR1 Knockout Mausen Die spines der Purkinjezellen sind in FMR1 Knockout Mausen verlangert Alle diese Veranderungen legen nahe dass das FMR1 Protein als Regulator der synaptischen Struktur sowie der mGluR abhangigen Plastizitat wirkt Behandlung BearbeitenAufgrund der genetischen Ursache ist eine Heilung nach dem derzeitigen Stand der Forschung nicht moglich Symptomatisch kann nach eingehender kinderpsychiatrischer padiatrischer und neurologischer Untersuchung ein individuelles Forderprogramm erstellt werden welches Verhaltenstherapie Ergotherapie Musiktherapie Kunsttherapie und logopadische Betreuung einschliesst Diese Programme konnen sehr erfolgreich sein wenn ein gunstiges Umfeld hergestellt wird Weiterhin konnen in Deutschland uber die zustandigen Gesundheitsamter sowie die Kreissozialamter als Kostentrager Massnahmen der Eingliederungshilfe nach SGB IX beantragt werden Literatur BearbeitenWissenschaftliche Literatur Bearbeiten J P Martin J Bell A pedigree of mental defect showing sex linkage In Journal of Neurology Neurosurgery and Psychiatry Band 6 Nummer 3 4 Juli 1943 S 154 157 PMID 21611430 PMC 1090429 freier Volltext H A Lubs Jr A marker X chromosome In American Journal of Human Genetics Band 21 Nummer 3 Mai 1969 S 231 244 PMID 5794013 PMC 1706424 freier Volltext B Beek P B Jacky G R Sutherland Heritable fragile sites and micronucleus formation In Annales de Genetique Band 26 1983 S 5 9 B Beek P B Jacky G R Sutherland 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Orthopaedic aspects pf fragile X syndrome 1990 in Journal of bone and Joint Surgery Am 77 Seite 889 FraX E Variante 1 2 Vorlage Toter Link www fragilex org uk Seite nicht mehr abrufbar festgestellt im Marz 2018 Suche in Webarchiven nbsp Info Der Link wurde automatisch als defekt markiert Bitte prufe den Link gemass Anleitung und entferne dann diesen Hinweis PDF Reiss et al 1991Dieser Artikel behandelt ein Gesundheitsthema Er dient nicht der Selbstdiagnose und ersetzt nicht eine Diagnose durch einen Arzt Bitte hierzu den Hinweis zu Gesundheitsthemen beachten nbsp Dieser Artikel wurde am 5 Juli 2004 in dieser Version in die Liste der exzellenten Artikel aufgenommen Normdaten Sachbegriff GND 4324268 6 lobid OGND AKS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Fragiles X Syndrom amp oldid 237923341