При СБВ часто обнаруживают как структурные, так и функциональные нарушения.  Не менее 50% случаев вызваны потерей метилирования в ЦИ2 (ЦИ2-ПМ), что приводит к снижению экспрессии CDKN1C, который в норме экспрессируется только материнской хромосомой. ЦИ2-ПМ обычно является спорадической первичной эпигенетической аномалией, однако были описаны редкие семейные случаи, в которых мутации вызывали вторичное гипометилирование. В последнее время постоянно растет доля пациентов с ЦИ2-ПМ, которая имеет нарушения метилирования в других импринтированных локусах, что приводит к дополнительным фенотипическим признакам (фенотипы при множественных аномалиях метилирования – МАМ, см. ниже). За нарушение транс-действующих механизмов, регулирующих нормальный импринтинг ЦИ2 хромосомного района 11p15.5, а также и других дифференциально метилированных районов, могут быть ответственны редкие наследуемые мутации в генах семейства NLRP. Белки NLRP являются важными компонентами инфламмасом и играют важную роль в формировании врожденного иммунитета. Некоторые гены этого семейства экспрессируются в ооцитах и на ранних эмбриональных стадиях. Женщины с мутациями в NLRP2 и NLRP7 родили всего несколько живорожденных детей. Герминальные мутации NLRP2 ответственны за семейную форму СБВ, вызванную неким транс-действующим механизмом. Считается, что NLRP2 играет важную роль в установлении или поддержании геномного импринтинга у людей. Мутации NLRP5 были выявлены у пяти матерей, чьи дети имели МАМ. Это позволило связать функцию гена с материнским влиянием на репродуктивную приспособленность, эпигенетическое и эволюционное репрограммирование зигот и на исход беременности.

Отцовская мозаичная сегментная ОРД хромосомы 11, составляет не менее 20% случаев, приводит к нарушениям экспрессии в обоих кластерах генов с ЦИ2-ПМ и ЦИ1-НМ (приобретенное/новое метилирование), инактивирующее Н19 на материнской хромосоме. Полная ОРД хромосомы 11 обнаружена в достаточно большом количестве случаев и связана с высоким риском рака.

Нарушение метилирования ЦИ1 (ЦИ1-НМ) приводит к биаллельной экспрессии гена IGF2, который в норме экспрессируется только с отцовской хромосомы, и отсутствию экспрессии гена Н19 с материнской хромосомы. ЦИ1-НМ выявляется в 5-10% случаев и в подгруппе пациентов, у которых выявляют микроделеции, захватывающие сайт связывания OCT4/SOX2, локализованный внутри ЦИ1, что приводит к СБВ, наследуемому по материнской линии.

Материнские мутации, инактивирующие функцию CDKN1C ответственны за передачу СБВ по материнской линии и составляют 5-10% случаев. Среди семейных случаев СБВ почти в 40% обнаруживают мутации гена, а в спорадических - не более чем в 5%.

Около 1% случаев СБВ вызывается хромосомными перестройками (дупликации, транслокации, инверсии, делеции) хромосомного района 11p15.5 , что приводит к вторичному нарушению метилирования в центрах импринтинга - ЦИ2-ПМ и ЦИ1-НМ. Около 15% клинически диагностированных случаев СВБ не имеют никакой установленной молекулярной патологии, которую можно выявить с использованием обычных молекулярно-генетических методов. Однако, при использовании новых молекулярных методов и анализе других тканей (буккальный эпителий, фибробласты кожи), все чаще обнаруживается низкий уровень соматического мозаицизма вышеуказанных аномалий метилирования. Нельзя исключать, что у части пациентов молекулярный дефект еще не обнаружен. Помимо диагностического подтверждения и возможности генетического консультирования, молекулярные аномалии, обнаруженные при СБВ, имеют большое значение для прогноза и курирования пациентов. Определенные корреляции между эпигенотипом и фенотипическими проявлениями действительно присутствуют, особенно в отношении риска развития злокачественных опухолей (рис. 15). Молекулярные подтипы СБВ характеризуются градиентом вероятности развития рака и отображают различные гистотипы, позволяющие дифференцировать протоколы наблюдения в соответствии с эпигенотипом. Это особенно важно для раннего обнаружения опухолей, ассоциированных с СБВ, особенно нефробластомы и гепатобластомы. Действительно, было установлено, что в 20% опухолей присутствует ОРД и аномалии метилирования ЦИ1 и ЦИ2. Изолированная ЦИ1-НМ Н19 отмечена у 7% больных, а изолированная ЦИ-ПМ KCNQ1OT1 зарегистрирована в 55% случаев. У последней группы больных опухоли не обнаружены, тогда как пациенты с ЦИ1-НМ или отцовской ОРД в 33% случаев имели характерные для синдрома новообразования.

Таким образом, критический для СБВ импринтированный район хромосомы 11р15.5 содержит, по крайней мере, два ЦИ, находящихся на расстоянии 600 тыс. пар нуклеотидов, нарушения функции которых приводят к заболеванию.