下一代测序技术在罕见肾脏病中的应用

罕见病是对具有极低患病率疾病的统称,其中150余种可累及肾脏。罕见肾脏病大多具有遗传背景,但由于其病因复杂、临床表型多样等原因,多数患者在未得到明确诊断时就已进展至疾病终末阶段。基因检测是罕见肾脏病诊断的有力工具,而下一代测序(NGS)技术的出现则显著提升了罕见肾脏疾病的诊断效率和质量,为我们了解罕见肾脏病的分子遗传学基础、选择或研发具有针对性的治疗方式等提供了新的方法。本文就NGS在罕见肾脏病中的应用进展、现存挑战及发展前景进行综述。     

阿尔茨海默氏病新易感基因的研究

在阿尔茨海默氏病(AD)新易感基因领域研究中,经典的基于连锁基因和候选基因的关联研究已经逐渐被外显子测序、全基因组测序(针对孟德尔型AD)和全基因组关联研究(针对非孟德尔型AD)等替代。通过新技术寻找到的新易感基因有助于研究潜在的疾病机制。除了大样本检测新风险因素外,新一代测序方法可以对很小数量的患者进行检测。今后的研究重点将更注重转化医学的研究、单个患者的测序和个体患者生物材料的收集,这些将成为遗传子研究的核心单位。当然这一转变需要遗传科学家和临床神经科医师的紧密合作。本文对AD遗传学的最新发现和应用进行综述。     

基因检测在临床与科研中的应用

近年来,基因检测在临床疾病诊断和科学研究中发挥着越来越重要的作用.特别是新一代测序（next-generation sequencing,NGS）技术的出现使许多疾病的致病基因被发现,大量科研成果不断涌现出来,极大地提高了临床诊断水平和科研水平.本文重点介绍了几种常见的基因测序技术,比较其优缺点和在疾病诊断及科研中的应用,旨在对研究生、临床医生在疾病诊断和科研工作中起到促进作用.     

智力障碍小家系中致病基因的研究

目的 研究一个智力发育障碍家系中的致病基因突变.方法 染色体核型G显带方法分析先证者染色体核型,用全基因组外显子测序的方法探究致病基因,并在先证者家系中用Sanger测序法进行验证.结果 G显带核型分析未显示先证者染色体核型的数目和结构异常.全基因组外显子测序的方法共从先证者外显子基因中鉴别出1 455个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNPs)和187个indels,结合家系信息筛选出X染色体上ARHGAP4基因突变与智力障碍表型相关,Sanger测序法验证结果一致,符合孟德尔家系遗传.结论 X染色体上ARHGAP4的C2822T突变位点可能与家系中的智力障碍疾病表型相关.     

长读长测序技术在肿瘤领域中的应用:进展与挑战

相较于目前普遍应用的二代测序（NGS）技术，长读长测序（LRS）技术是一种能够连续读取数百万个碱基对的测序技术。本文回顾了单分子实时测序技术、牛津纳米孔测序技术和新型单分子LRS技术在肿瘤领域的研究应用。LRS技术能够更精确地检测肿瘤基因组变异，包括结构变异、拷贝数变化、基因融合等。除基因组变异检测外，LRS技术还为描绘转录组图谱、表观遗传修饰图谱提供了有效手段。LRS技术可以有效弥补NGS技术的部分技术瓶颈，深入揭示生物大分子在健康和疾病状态下的复杂性状，为更好地理解肿瘤的发生与发展机制、制定治疗策略和开发药物提供新的理论基础。此外，本文还展望了LRS技术在肿瘤领域临床应用 中的潜在价值。     

《二代测序技术在肿瘤精准医学诊断中的应用专家共识》评述

【摘要】高通量测序技术以其高输出量、高解析度的显著优势,在肿瘤基因检测领域被广泛应用。中国临床肿瘤学会肿瘤标志物专家委员会和中国肿瘤驱动基因分析联盟制定了《二代测序技术在肿瘤精准医学诊断中的应用专家共识》,本文结合该共识从二代测序技术（NGS）检测在肿瘤精准诊断中的应用价值、检测流程和质量保证、结果报告等方面进行简要评述,以指导临床医师和NGS检验从业人员更好地进行临床应用。     

新生儿基因筛查在遗传性疾病中的应用进展

近年来,随着分子生物学的快速发展,高通量测序（next generation sequencing,NGS）等基因检测技术在遗传性疾病筛查诊断领域有极高的应用价值,特别是在新生儿疾病防治方面。新生儿基因筛查旨在早期发现新生儿患遗传性疾病风险,为临床诊断和治疗提供依据。本文综述新生儿基因筛查作为一级筛查在基因表型明确的单基因遗传性疾病（遗传性耳聋、脊髓性肌萎缩症、地中海贫血、原发性免疫缺陷及进行性假肥大性肌营养不良等）中的应用、作为二级筛查联合生化筛查在遗传代谢性疾病中的应用及其在重症监护病房危重症新生儿疾病诊断中的应用。     

高通量测序技术的研究进展

高通量测序技术又称二代测序技术(NGS),与被认为是第一代测序技术的传统Sanger毛细管电泳测序方法相比,二代测序技术以更低的成本提供更高通量的数据,并实现大规模的基因组研究,单次运行数据量大,可以同时对数百万个DNA分子实施测序。随着当代科学技术的进步,二代测序平台已逐渐被引入包括肿瘤学在内的众多领域中,如临床诊断,农业基因组学和法医学等。尽管NGS目前已广泛用于目的性研究,但由于该方法的新颖性,在临床实践中的应用尚未完全指南式化,大多数临床医生对NGS认知及解读能力参差不齐。该文就NGS方法、原理及其优劣性进行综述,旨在帮助临床医生利用NGS技术对疾病进行更全方位的诊疗提供参考。     

应用二代测序技术诊断肺结核病及肺非结核分枝杆菌病各一例并文献复习

目的利用二代基因测序(NGS)技术对2例可疑肺结核病及肺非结核分枝杆菌病的肺部感染患者进行明确诊断,同时进行文献复习,探讨NGS技术在病原微生物感染诊断方面的价值。方法收集2例拟诊肺部感染待查患者的支气管肺泡灌洗液,采用NGS技术检测致病病原体基因。以"二代测序"或"NGS"和"微生物"或"感染"为关键词,通过万方和中国知网数据库对2000年1月至2018年1月的中文文献进行检索,以"NGS,infectious diseases,China"为关键词,通过PubMed数据库检索2018年1月前的英文文献,结合文献进行分析。结果通过NGS分别检测到结核分枝杆菌1例及非结核分枝杆菌1例。共检索到中文文献221篇,排除学位论文、会议论文和报纸,最终保留"感染性疾病及传染病"和"呼吸系统疾病"学科分组中的期刊报道10篇,英文文献3篇。报道中均提出NGS对相关病原体的诊断与研究作用。结论 NGS有望实现精准医疗的目的,如感染性疾病的早期诊断、控制传播、精准治疗、良好预后等。     

神经电生理测试与精神分裂症内表型

在遗传学中,表型是指一个或一组可被观察到的特征,有其特定的遗传基础,即基因型.由单个基因决定的表型通常符合孟德尔遗传学规律,即分离律和独立分配律.但是精神分裂症等疾病是复杂多因素疾病,与那些简单的符合孟德尔遗传规律的疾病不同,由此提出内表型的概念.多因素疾病的内表型,是指那些相互独立的、有各自特定遗传基础的标志,它们仅表现出多因素疾病的一部分特征.内表型有如下特点[1]:1.内表型在人群中与疾病相关联.2.内表型是可遗传的.3.内表型与疾病状态无关,无论疾病处于静止期还是活动期,它都在患者身上表现出来.4.在家族中,内表型和疾病共分离.5.患者的内表型在其家族亲属中的表现率也高于一般人群.通过对内表型的研究,可以识别精神分裂症的亚型,而这种亚型具有更多的遗传同质性.内表型可能受孟德尔遗传规律的影响,因此,通过较少的样本量便可以发现致病的突变基因.在临床研究中识别内表型,可以避免单凭症状的主观性,减少样本的异质性,有助于解释病因模式和从假定的多基因系统中寻找易感基因.另外,通过内表型来筛查精神分裂症发病的高危人群,对疾病的预防和治疗亦具有潜在价值.     

Restrictive Cardiomyopathy Resulting from a Troponin I Type 3 Mutation in a Chinese Family

Objective To identify the pathogenic variant responsible for restrictive cardiomyopathy (RCM) in a Chinese family.
Methods Next generation sequencing was used for detecting the mutation and results verified by sequencing. We used restriction enzyme digestion to test the mutation in the family members and 200 unrelated normal subjects without any cardiac inherited diseases when the mutation was identified.
Results Five individuals died from cardiac diseases, two of whom suffered from sudden cardiac death. Two individuals have suffered from chronic cardiac disorders. Mutation analysis revealed a novel missense mutation in exon 7 of troponin I type 3 (TNNI3), resulting in substitution of serine (S) with proline (P) at amino acid position 150, which cosegregated with the disease in the family, which is predicted to be probably damaging using PolyPhen-2. The mutation was not detected in the 200 unrelated subjects we tested.
Conclusion Using next generation sequencing, which has very recently been shown to be successful in identifying novel causative mutations of rare Mendelian disorders, we found a novel mutation of TNNI3 in a Chinese family with RCM.     

二代测序在胶质瘤研究与个体化治疗中的应用

脑胶质瘤是一类高度致死性恶性肿瘤,目前有关其在基因组学的研究及临床治疗存在诸多挑战.二代测序技术具有高通量优势,能通过对肿瘤全基因组、外显子组、转录组及表观遗传组全面分析加深对肿瘤基因组学的认识,并已成功应用于部分肿瘤的临床研究中,为肿瘤个体化靶向治疗提供合适可行的指导.当前,运用二代测序研究胶质瘤已成为热点,将全面阐明胶质瘤致病机制,并为制定个体化治疗方案提供策略,使患者获益.     

一例TSC2基因新发突变导致结节性硬化症病例分析

对1例散发性结节性硬化症(Tuberous sclerosis complex,TSC)患儿进行TSC1及TSC2基因检测,探讨其可能的发病机制。采集患儿及其父母外周血提取基因组DNA,通过二代测序(Next generation sequencing,NGS)技术对患儿TSCl和TSC2基因的全部外显子及其侧翼序列进行测序,对其父母行Sanger测序验证,采用多重连接探针扩增技术（multiplexligation-dependent probe amplification,MLPA）检测患儿TSC1和TSC2基因大片段缺失,分析TSC的发病机制、临床特点和基因突变特征。本例患儿,男性,8个月龄,临床表现为癫痫发作及皮肤损害,查体：颜面部、左上、下肢皮肤可见4处牛奶咖啡斑,直径均大于5 mm。头颅磁共振成像示脑内多发异常信号及脑室内异常结节。NGS测序提示TSC2基因c.340G>T杂合突变,Sanger测序验证其父母均无上述变异,MLPA检测未发现患儿TSC1、TSC2基因存在大片段变异。TSC2基因c.340G>T点突变可能是该患儿结节性硬化症的致病突变。     

全外显子组测序和目标序列靶向捕获测序在遗传性视网膜变性基因诊断中的差异

目的:对比外显子组测序(whole exome sequencing,WES)和目标序列靶向捕获测序检测中国遗传性视网膜变性(inherited retinal dystrophies,IRDs)患者致病基因变异的差异。方法:收集182例IRDs家系,所有先证者均接受系统的眼科检查和必要的全身检查,采集患者及家属血样并提取基因组DNA。按照就诊的时间顺序将患者平均分为两组,一组91例接受WES,另一组91例应用本课题组设计并定制的“遗传性眼病基因诊断芯片” (hereditary eye disease enrichment panel,HEDEP)进行IRDs致病基因外显子区域靶向捕获测序。对候选致病基因用Sanger测序进行验证,并对家系成员进行共分离分析,使用多重连接依赖的探针扩增技术对拷贝数变异进行验证,针对二代测序捕获效率低的区域如RPGR ORF15区,应用Sanger 测序补充检测。根据美国医学遗传学与基因组学学会和分子病理学协会(American College of Medical Genetics and Genomics and the Association for Molecular Pathology,ACMG/AMP)制定的《ACMG/AMP基因变异分类标准与指南》将检测到的所有基因变异进行分类,本文只包含“致病的”、“可能致病的”的基因变异,不包含“意义不明确的”、“可能良性的”和“良性的”基因变异。结果:应用HEDEP确诊的家系共51例,阳性率为56.04%(51/91);应用WES确诊的家系共30例,阳性率为33.00%(30/91);总阳性率44.51%(81/182)。平均测序深度以及测序覆盖度方面,HEDEP优于WES,此外HEDEP具有检测拷贝数变异潜力。本研究共检测到29个IRDs基因的致病突变,最常见的致病基因为USH2A、ABCA4和RPGR,基因突变频率分别为11.54%(21/182)、6.59%(12/182)、3.85%(7/182);共发现43个新的致病突变,并检测到6例家系携带RPGR ORF15区的突变。结论:针对临床确诊的IRDs病例,HEDEP较WES能获得更高的基因诊断阳性率和更精确的诊断结果,可作为IRDs基因诊断的首选方法,WES可作为其他基因诊断方法的补充手段。同时,本研究丰富了IRDs致病基因的突变频谱,为将来IRDs基因诊断、遗传咨询和基因治疗奠定了基础。     

全外显子组测序和目标序列靶向捕获测序在遗传性视网膜变性基因诊断中的差异

目的:对比外显子组测序(whole exome sequencing,WES)和目标序列靶向捕获测序检测中国遗传性视网膜变性(inherited retinal dystrophies,IRDs)患者致病基因变异的差异。方法:收集182例IRDs家系,所有先证者均接受系统的眼科检查和必要的全身检查,采集患者及家属血样并提取基因组DNA。按照就诊的时间顺序将患者平均分为两组,一组91例接受WES,另一组91例应用本课题组设计并定制的“遗传性眼病基因诊断芯片” (hereditary eye disease enrichment panel,HEDEP)进行IRDs致病基因外显子区域靶向捕获测序。对候选致病基因用Sanger测序进行验证,并对家系成员进行共分离分析,使用多重连接依赖的探针扩增技术对拷贝数变异进行验证,针对二代测序捕获效率低的区域如RPGR ORF15区,应用Sanger 测序补充检测。根据美国医学遗传学与基因组学学会和分子病理学协会(American College of Medical Genetics and Genomics and the Association for Molecular Pathology,ACMG/AMP)制定的《ACMG/AMP基因变异分类标准与指南》将检测到的所有基因变异进行分类,本文只包含“致病的”、“可能致病的”的基因变异,不包含“意义不明确的”、“可能良性的”和“良性的”基因变异。结果:应用HEDEP确诊的家系共51例,阳性率为56.04%(51/91);应用WES确诊的家系共30例,阳性率为33.00%(30/91);总阳性率44.51%(81/182)。平均测序深度以及测序覆盖度方面,HEDEP优于WES,此外HEDEP具有检测拷贝数变异潜力。本研究共检测到29个IRDs基因的致病突变,最常见的致病基因为USH2A、ABCA4和RPGR,基因突变频率分别为11.54%(21/182)、6.59%(12/182)、3.85%(7/182);共发现43个新的致病突变,并检测到6例家系携带RPGR ORF15区的突变。结论:针对临床确诊的IRDs病例,HEDEP较WES能获得更高的基因诊断阳性率和更精确的诊断结果,可作为IRDs基因诊断的首选方法,WES可作为其他基因诊断方法的补充手段。同时,本研究丰富了IRDs致病基因的突变频谱,为将来IRDs基因诊断、遗传咨询和基因治疗奠定了基础。     

二代测序技术在临床医学上的相关应用

［摘要］近年来，二代测序技术不断蓬勃发展，以其速度快、准确率高、成本低等优点逐步替代了第一代测序技术．其测序技术原理的不断创新和工程材料应用不断突破使得高通量的基因序列读取趋于个体化需求的应用．目前比较成熟的二代测序技术以454测序技术 、Solexa测序技术以及 SOLID测序技术为代表，应用二代测序技术的基本原理和性能特点，阐述其在临床医学上的相关应用．     

25例基因拷贝数变异致罕见遗传病临床分析

目的 探讨基因拷贝数变异致罕见遗传病患儿的临床表现及基因拷贝数变异检测在罕见遗传病诊断中的价值。方法 回顾分析2013年2月至2021年2月就诊于中南大学湘雅医学院附属海口医院儿科的25例基因拷贝数变异致罕见遗传病患儿的临床表现,并将其分为染色体微缺失/微重复综合征组和单基因遗传病组,使用Fisher确切概率法统计患儿临床表型在两组出现频率的差异。结果 25例患儿中,男性12例（48.00%）,女性13例（52.00%）;平均发病年龄为（1.20±2.24）岁;起病形式不同,急性起病7例（28.00%）,慢性起病18例（72.00%）。25例患儿临床表型复杂多样,主要有12种。将其分为两组,分别为17例染色体微缺失/微重复综合征（68.00%）,8例单基因遗传病（32.00%）;“生长发育迟缓/智力低下”“面容异常”和“先天畸形”三种临床表型的差异在两组之间具有统计学意义。25例患儿中有23例（92.00%）首先行基因全外显子测序,未发现致病性点突变,进一步行基因拷贝数变异检测明确诊断;2例（8.00%）则直接行拷贝数变异检测明确诊断。结论 基因拷贝数变异致罕见遗传病大部分在婴幼儿时期起病,男性与女性发病率大致相同,其涉及病种多,临床表型复杂,“生长发育迟缓/智力低下”“面容异常”和“先天畸形”三种临床表型在染色体微缺失/微重复综合征出现的概率高。基因拷贝数变异检测是诊断罕见遗传病的重要手段,可作为基因全外显子测序的补充,从而在一定程度上提高罕见遗传病的诊断水平。     

高通量测序鉴定肥厚型心肌病患儿致病突变

目的利用目标基因靶向捕获高通量测序方法鉴定肥厚型心肌病(HCM)患儿的致病突变,分析基因型与临床表型的关系。方法对1例14岁男性HCM患儿进行血液与临床资料收集。提取其全血基因组DNA、文库制备,靶向富集8个编码肌小节蛋白的HCM的致病基因,并行高通量测序。通过生物信息学分析筛选致病突变。用1代测序来验证2代测序发现的致病突变位点。结果患儿有晕厥史,左心室严重肥厚,心电图呈传导阻滞。目标基因捕获高通量测序筛查致病突变的结果经与公共数据库和内部健康人测序数据库对比,发现致病突变位点MYH7R869C。此位点检测结果与Sanger测序结果完全一致。结论利用目标基因捕获测序技术可筛选出HCM致病突变MYH7 R869C。携带此突变的患儿临床表型严重。MYH7 R869C突变可能是我国HCM患儿的突变热点。