全外显子组测序在耳聋基因检测中的应用进展

新一代测序技术(Next-generation sequencing NGS)在基因革命中发挥了核心作用。此类技术中,全外显子组测序(whole exome sequencing WES)已经成为遗传学家识别遗传性耳聋致病DNA变异的主要工具。研究显示,1%的人类基因表达产生听力功能。全外显子组测序可采用靶向富集方法将基因组中外显子全部捕获,在经高通量测序获取遗传信息,我们回顾了利用NGS治疗遗传性耳聋的最新进展,重点对全外显子组测序在遗传性耳聋基因的诊断中的应用进行综述。     

全外显子组测序发现FUT6基因在1例糖尿病肾病中的终止突变

目的:检测与糖尿病肾病相关的致病基因。方法: 应用外显子捕获技术和高通量测序技术对1例临床病理确诊的DN患者的全基因组外显子进行测序,将测序数据筛选出的可能对基因功能有影响的非同义突变和剪切位点突变,与公共数据库YH、dbSNP129、8HapMapexome和dbSNP thousands genome进行对比过滤,然后对筛选出的候选基因进行免疫组化染色研究其表达量的变化。结果:通过数据的对比过滤,共发现509个突变位点,其中包括497个错义突变和12个无义突变。发生无义突变并且在肾脏高表达的基因有ANKRD35、ACSM2A、 FUT6和HAAO。其中FUT6基因的315TAC>TAA,氨基酸残基由酪氨酸突变为终止密码子,免疫组化证实FUT6在该患者的肾活检组织中表达量减少。结论: 糖尿病肾病患者中发现FUT6基因终止突变及其表达的显著降低,提示FUT6可能与DN的发病有关。     

全外显子组测序发现FUT6基因在1例糖尿病肾病中的终止突变

目的:检测与糖尿病肾病相关的致病基因。方法:应用外显子捕获技术和高通量测序技术对1例临床病理确诊的糖尿病肾病患者的全基因组外显子进行测序,将测序数据筛选出的可能对基因功能有影响的非同义突变和剪切位点突变,与公共数据库YH、db SNP129、8Hap Mapexome和db SNP thousands genome进行对比过滤,然后对筛选出的候选基因进行免疫组化染色研究其表达量的变化。结果:通过数据的对比过滤,共发现509个突变位点,其中包括497个错义突变和12个无义突变。发生无义突变并且在肾脏高表达的基因有ANKRD35、ACSM2A、FUT6和HAAO。其中FUT6基因的315TAC>TAA,氨基酸残基由酪氨酸突变为终止密码子,免疫组化证实FUT6在该患者的肾活检组织中表达量减少。结论:糖尿病肾病患者中发现FUT6基因终止突变及其表达的显著降低,提示FUT6可能与糖尿病肾病的发病有关。     

全外显子组测序发现一家族性扩张型心肌病致病基因

 目的 对一扩张型心肌病(dilated cardiomyopathy, DCM)家系行全基因组外显子测序以寻找该家系的致病基因。方法 收集在复旦大学附属中山医院就诊的1位DCM患者及其家系成员的临床资料,采集相关家系成员外周血并抽提DNA,对该家系5名成员行全基因组外显子测序,寻找致病基因,用Sanger测序对家系其他成员进行验证。结果 通过对家系患者与正常人测序结果比对分析,同时经过多个生物数据库数据过滤,发现LMNA基因6号外显子上存在的杂合突变 c.961 C>T (p.Arg321Ter)为该家系的可能致病基因突变。LMNA c.961 C>T无义突变导致LMNA编码蛋白质过程提前终止,相应蛋白质功能异常,进而导致该家系中此突变基因的携带者出现心功能异常。结论 本研究应用全基因组外显子测序从一DCM家系中发现其致病基因及突变位点:LMNA c.961 C>T (p.Arg321Ter),突变导致该家系相关成员心功能异常。此位点在汉族人群中尚属首次报道。     

利用全外显子组测序技术对妊娠中期胎儿双肾缺如的病因分析

摘要:目的 利用全外显子组测序技术对妊娠中期胎儿双肾缺如的病因分析。方法 选取华中科技大学同济医学院附属同济医院产检患者1例,该患者孕期超声发现胎儿出现双肾缺如的形态学异常,胎儿父母经遗传咨询决定终止妊娠。采集引产胎儿组织标本及其父母的外周血样,提取基因组 DNA,使用全外显子组高通量测序检测技术进行样本检测,并采用生物信息学方法进行数据分析、对比、解读。结果 引产儿大体观可见面部鼻梁增宽,符合 Alagille综合征面部畸形变化。全外显子测序结果比照 HumanGenome38(hg38/GRCh38)、RefSeq、dbSNP、1000Genomesphase3、ExAC、gnomAD、神州基因组数据库等数据库,所用解读数据库包括 DGV、DECIPHER、OMIM、UCSC、ClinVar、HGMD 及PubMed等数据库,显示引产胎儿的染色体20p12.2区存在0.15kb大小的JAG1基因16号外显子杂合缺失,而引产儿父母均无该基因外显子异常。通过临床及基因测序分析,考虑引产胎儿诊断为 Alagille综合征1型。此外还发现基因EYA1的c.361G>C突变,其与常染色体显性遗传疾病鳃-耳-肾综合征1型有关。结论 该研究首次报道JAG1基因第16号外显子杂合缺失可能与以胎儿双肾缺如为临床特征的 Alagille综合征1型疾病相关,该发现为遗传咨询领域资料提供了一定程度的补充。     

全外显子组测序分析中预处理方法和变异识别方法的比较

目的：比较全外显子组数据分析中不同的预处理方法和变异过滤方法对变异识别的影响。方法：利用２例全外显子组测序数据,从使用不同的预处理方法（FASTX-Toolkit、Trimmomatic及未做预处理）、修饰后不成对读长（single-end reads,SE）取舍策略以及变异过滤方法[Hard过滤和变异质量得分重新校正（variant quality score recalibration,VQSR）]3个方面,通过数据覆盖深度（depth of coverage,DP）、识别变异的数目、转换/颠换比值和基因型一致性等特征,比较他们对全外显子组变异识别结果的影响。结果：Trimmomatic预处理后的读长测序ＤP与未预处理的原始数据接近,但明显高于FASTX-Toolkit预处理方法。当DP≥10×且基因型质量分数（genotype quality score,GQ）≥20时,经Trimmomatic预处理后识别到的单核苷酸变异（single nucleotide variant,SNV）数量比FASTX-Toolkit多,与未预处理组接近。当包含SE时,FASTX-Toolkit组多识别出的SNV数量高于（28%）Trimmomatic组（5%）。当样本量较少时,在所有实验组中Hard过滤方法滤掉的SNV要少于VQSR。结论：Trimmo－matic修饰（过滤）原始序列更温和,而FASTX-Toolkit可能过度过滤了原始数据。保留SE有利于下游变异识别。Hard过滤相较于VQSR表现出了更高的容忍度。     

全外显子组测序诊断2例Gitelman综合征

中南大学湘雅三医院内分泌科收治了2例疑诊Gitelman综合征的患者。抽取2例患者外周血进行基因组DNA抽提,然后采用全外显子组测序进行基因学检测,寻找致病位点,并通过生物信息学软件对突变位点进行功能分析。全外显子组测序及Sanger测序验证发现2例Gitelman综合征患者均携带SLC12A3基因复合杂合突变：c.486＿490delTACGGinsA、p.R943W、p.D486N及p.R928C。其中c.486＿490delTACGGinsA插入缺失突变将造成框移及蛋白质截短,而p.R943W、p.D486N及p.R928C突变经SIFT、PolyPhen2和Mutation Taster预测为有害。这4个突变既往均有报道,其中p.R943W为首次在中国人群中发现。Gitelman综合征临床较罕见,漏诊率高。对Gitelman综合征患者及早进行基因检测有助于明确病因及指导治疗。     

基于全外显子组测序对头皮皮脂腺癌的基因分析

【目的】在全外显子组水平对比头皮皮脂腺癌（SC）和头皮皮脂腺瘤（SA）的相关致病性基因突变的差异。【方法】对经过病理诊断的头皮SC和SA样本各1例,利用Illumina HiSeq 2500平台进行全外显子组测序（WES）。筛选可疑的单核苷酸变异位点,进行突变的保守性和功能分析。利用SciClone软件来追踪亚克隆进化可以得到每例肿瘤样本的克隆性图谱信息。通过MutSigCV软件筛选得到高频显著基因,将体细胞变异与已知驱动基因进行比较,筛选出该肿瘤样本中的已知驱动基因。【结果】经过对比发现,与头皮SA相比,SC存在两个驱动基因ACVR1B和TFDP1的基因突变。【结论】头皮SC驱动基因ACVR1B和TFDP1的基因突变如果能在更大的病例队列中得到证实,对其发生的可能机制以及治疗靶点有重要的意义。     

全外显子组测序在自身免疫性疾病中的研究进展

自身免疫性疾病(autoimmune diseases,AIDs)是指机体对自身抗原发生免疫应答而导致自身组织损害的一类疾病,其确切发病机制尚不明确,目前普遍认为遗传因素在AIDs的发生发展中发挥重要作用.近年来,全外显子组测序技术的发展与应用鉴定了多个遗传变异与AIDs相关,并证实这些变异位点通过不同机制参与疾病的各...     

染色体微阵列分析和全外显子组测序在产前罕见疾病诊断中的应用

目的 探讨产前罕见疾病的诊断方法。方法 选取4845例有产前诊断指征的孕妇,所有胎儿均行CMA检测CNV,在排除非整倍体和异常CNV后,其中68例进一步行WES检测。结果 4842例样本CMA检测成功,检出染色体异常537例(11.09%),经分析明确致病性变异为370例,包括：非整倍体214例,致病性CNV 134例和部分CNV嵌合22例。疾病主要涉及1q21缺失综合征(7例)、DiGeorge综合征(6例)、17q12缺失综合征(6例)、Cri-du-chat综合征(5例)、16p11.2缺失综合征(5例)。WES结果显示在68例CMA结果阴性的胎儿中检出13例单基因病(19.12%)。结论 CMA和WES是明确产前胎儿遗传病因和产前诊断的有效手段。     

一例 Kallmann 综合征患者双基因突变分析

目的：分析 Kallmann 综合征（ Kallmann syndrome, KS）患者 KS1（ Kallmann syndrome 1, KAL1）,前动力蛋白2（prokineticin 2,PROK2）和前动力蛋白受体2（prokineticin receptor 2,PROKR2）3个基因的突变情况。方法①采用放射免疫分析法检测激素水平,超声扫描评估腹部结构,脑部磁共振成像（magnetic resonance imaging,MRI）检测嗅球、脑沟和内耳的结构。②运用聚合酶链式反应（polymerase chain reaction,PCR）,结合 PCR 产物直接测序技术分析 KAL1、PROK2和 PROKR23个基因外显子突变。③分别利用 SIFT、Polyphen 和 Mutation Taster 3种生物信息学平台进行了错义位点和多态性位点的功能分析。结果①患者青春期发育不良,嗅觉减退,其父母无症状。②在患者基因组中找到2个 KAL1杂合突变位点（Ile 565 Thr 和 Ser 570 Thr）,5个 KAL1基因单核苷酸多态性位点（single nucleotide polymorphism,SNP）：Val 534 Ile、Val 560 Phe、Gly 567 Ser、Lys 666 Met和 Agr 668 His,以及一个 PROKR2纯合突变位点（Tyr 113 His）。同时也在患者父母基因组中检测到 PROKR2杂合突变位点（Y113H）。③生物信息学分析结果显示 I565T、S570T 和 Y113H（PROKR2）3个位点可能是该患者的致病基因位点。结论这2个新的突变位点还未在中国人群中报道过,这也是国内报道的第1例同时带有2个 KAL1突变和一个 PROKR2突变的 KS 患者,表明该患者可能是一个双基因遗传的 KS 患者。     

女性特发性低促性腺激素性性腺功能减退症的临床评价及KAL1和FGFR1基因突变分析

目的探讨女性特发性低促性腺激素性性腺功能减退症（Idiopathic Hypogonadotropic Hypogonadism,IHH）的临床特征和相关基因。方法分析4例IHH的临床资料和实验室检查结果,PCR直接测序法对其中3例与健康对照的促性腺激素释放激素受体（GnRHR）、卡尔曼综合征1（KAL1）和纤维母细胞生长因子受体1（FGFR1）基因编码区进行测序分析。结果 4例均具无第二性征发育,逾青春期无月经来潮,促性腺激素及性腺激素水平显著低于正常;正常女性染色体核型,无嗅觉障碍,头部核磁示嗅球和嗅沟均正常。其中3例进行基因检测,未发现GnRHR基因突变,但例3和例4 KAL1基因有两个核苷酸多肽性;例3 FGFR1基因第3外显子第251核苷酸A转换成T,导致错义突变Glu84Val。结论 3例中仅1例发现FGFR1基因突变,提示可能有其他因素导致IHH。     

遗传性对称性色素异常症一家系中ADAR基因的新突变

目的 研究遗传性对称性色素异常症的RNA特异性腺苷脱氨酶(ADAR)基因的突变.方法 调查一个遗传性对称性色素异常症家系,采集该家系中患者及正常人血样,用聚合酶链反应扩增ADAR基因,并对扩增产物进行直接测序,找到其突变位点.同时在其突变位点附近设计等位基因特异PCR引物,对该家系中的患者及40名无血缘关系健康对照者的该位点进行扩增电泳对比,以确认是突变而不是多态性.结果 该家系中所有患者存在ADAR基因3号外显子c.1642的缺失,导致移码突变(p.P548fsX563).结论 该家系发病是由ADAR基因c.1642 delC突变所致.     

Kallmann综合征伴前列腺缺如一例并文献复习

<正>Kallmann综合征(kallmann syndrome,KS)是一种罕见的遗传性疾病,首次描述于1856年,后来由卡尔曼在1944年进行研究。主要表现为嗅觉-生殖器发育不良,与嗅球发育不全和性腺功能减退有关^[1]。男女发病率比例为5∶1,男性为1∶8000,女性为1∶40000^[2]。KS发病率低,临床上较少见,KS伴前列腺缺如临床更是罕见报道。笔者在浙江大学医学院附属第二医院进修期间于2021年11月23日收治1例KS伴前列腺缺如患者,现结合相关文献对其临床资料进行回顾性分析,报道如下。1临床资料     

Successful pregnancy and delivery after a vitrified-warmed embryo transfer in a woman with Kallmann syndrome: A case report and literature review

Kallmann syndrome, a congenital disorder of idiopathic hypogonadotropic hypogonadism associated with anosmia, results in infertility because of anovulation. Assisted reproductive technology (ART) is considered when optimal ovulation induction therapy is difficult or when several cycles of ovulation induction therapy do not result in pregnancy. However, evidence is lacking regarding the optimal ART treatment for Kallmann syndrome. We report the case of a 33-year-old woman who successfully achieved pregnancy and delivery after ART treatment. At 29 years old, she was diagnosed with Kallmann syndrome due to hypothalamic amenorrhea and anosmia. At 33 years old, she revisited the hospital, desiring a child after one year of infertility. Due to anovulation, she was treated with gonadotropin therapy, but controlling follicular development was difficult, and thus ART treatment was initiated. The controlled ovarian stimulation (COS) protocol for ART treatment employed gonadotropins, recombinant follicular stimulating hormone/human menopausal gonadotropin plus human chorionic gonadotropin, to promote follicular growth. Four oocytes were retrieved, and two cleaved embryos were vitrified and cryopreserved. After vitrified-warmed embryo transfer of a morula stage embryo in a hormone replacement cycle, pregnancy was achieved but resulted in a miscarriage. A second oocyte retrieval was performed under the same COS; four oocytes were retrieved, and two cleaved embryos were vitrified and cryopreserved. Further, a pregnancy was achieved through the vitrified warmed embryo transfer. At 40 weeks and 6 days of gestation, a baby boy weighing 3,344 g with an Apgar score of 7/8 was delivered vaginally. The mother’s postpartum course and neonate were free from adverse events. For women with Kallmann syndrome, ART treatment and selective embryo cryopreservation may be a reasonable and safe option.     

Marfan综合征FBN1基因新的剪接位点的置换突变

目的 对Marfan综合征(MFS)患者的原纤维蛋白-1基因(FBN1)进行突变筛查,探讨MFS患者新的FBN1突变.方法 应用聚合酶链反应(PCR)和变性高效液相色谱法(DHPLC)对1例MFS患者FBN1的65个外显子进行突变筛查,对DHPLC图形异常的PCR扩增片段用DNA测序鉴定突变位点及性质.用限制性片段长度多态性分析法(RFLP)进一步证实突变.结果 发现1种新的FBN1剪接位点的置换突变(Intron29 4A＞T).结论 FBN1的Intron29 4A＞T可能为该MFS患者的发病原因.     

酪氨酸羟化酶基因新突变导致多巴反应性肌张力障碍家系分析

【目的】研究多巴反应性肌张力障碍（DRD）家系TH基因突变特点。【方法】提取先证者及其父母和两个姐姐外周血基因组DNA,使用高通量测序（NGS）的方法对已知肌张力及运动障碍相关的256个致病基因进行检测。【结果】家系中2例患者（先证者和其大姐）的酪氨酸羟化酶（TH）基因外显子14、9存在c.1481C>T（p.Thr494Met）、c.943G>A（p.Gly315Ser）复合杂合突变,父母分别携带一个杂合突变,其表型正常的二姐和50名正常对照者均未检测到该突变。【结论】TH基因c.1481C>T（p.Thr494Met）、c.943G>A（p.Gly315Ser）突变导致了该DRD家系的基因异常,并且发现了新的TH基因突变,扩展了DRD基因型与临床表型的关系谱,对DRD的早期精准诊断和治疗是改善预后的关键。     

华人遗传性混合息肉病综合征BMPR1A基因种系突变检测

[目的]探讨遗传性混合息肉病综合征华人家系中BMPR1A基因是否存在种系突变.[方法]34个家系成员外周血提取基因组DNA,利用聚合酶链式反应分别扩增BMPR1A基因全部外显子,进行DNA测序与突变分析,对突变外显子PCR扩增产物作变性聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定.[结果]家系12和2所有发病成员BMPR1A基因2号外显子位于codon23处缺失11个碱基(AAAGTCAGAAA),同时2号外显子PCR扩增产物变性聚丙烯酰胺凝胶电泳也发现异常迁移条带,而家系中正常成员的检测未发现这一突变.[结论]两华人HMPS家系中BMPR1A基因缺失突变与疾病共遗传,该基因极可能是HMPS华人家系的致病基因.     

PDHA1基因突变致少年型Leigh综合征一例并文献复习

目的 探讨PDHA1基因突变所致Leigh综合征的临床特征。方法 报道南京医科大学附属儿童医院确诊的1例PDHA1基因突变所致少年型Leigh综合征的临床和遗传学资料,并复习相关文献。结果 患儿,男,8岁2月起病,第1次病程：发热后出现嗜睡,头颅MRI提示延髓及小脑齿状核长T1长T2信号,Flair高信号,诊断“病毒性脑炎”。治疗后复查头颅MRI提示延髓、右侧大脑脚及右侧基底节多个片状稍长T1稍长T2信号,Flair稍高信号。患儿症状好转出院,平时无明显症状。第2次病程：9岁10月,发热后出现头痛,头颅MRI提示双侧豆状核及大脑脚、脑干及小脑齿状核多发对称性长T1长T2信号,Flair及DWI高信号,乳酸5.0umol/l,基因检测提示PDHA1 c.427G＞A错义突变,诊断“Leigh综合征”,予维生素B1、左卡尼汀、辅酶Q10等治疗病情好转。结论 PDHA1基因突变所致Leigh综合征可在2岁后起病,平时可能无明显临床症状,动态复查头颅MRI并完善基因检测有助于诊断。