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  • NEJM外显子组测序在孟德尔遗传疾病分子诊断应用


         孟德尔遗传病是新生儿出生缺陷的重要原因之一。对于,这些疾病的诊断通常基于儿童的病症、表型特点进行临床判断,同时通过细胞、分子检测手段确认染色体水平的结构变异或基因水平的突变进行病因确认。传统的细胞或分子诊断方法包括核型分析、芯片分析、目标基因的一代Sanger测序等,而随着二代测序的发展,高通量测序在疾病病因寻找中逐步显示出巨大的潜力。
         二代测序方法中全基因组测序、外显组测序和定向基因测序是最为常用的方法,各种方法各有其优势。全基因组测序覆盖了最广泛的区域,可以检测非编码区的突变,但测序量要求大,费用高,测序平均深度低,发现的突变的置信度可能下降。疾病相关基因的定向测序所需的测序量最少,获得的测序深度最大,但不适合用于罕见的、或者相关疾病基因研究不成熟的遗传病。而外显子组测序相比全基因组测序降低测序量,提高测序深度,使得突变的发现更加可靠,而针对所有编码区域、部分表达调控、microRNA测序等全面的检测,相比定向基因测序更加全面,因而在目前来看在疾病病因诊断中的应用更广。
         最近在新英格兰医学杂志发表的一篇文章1中利用NimbleGen SeqCap VCRome外显子组捕获对250个先天性发育异常的儿童进行外显子组测序,以确定其患病的遗传机制,在25%的病人中发现82个高可疑的致病性突变。其中,33个病人为常染色体显性遗传,16个病人为常染色体隐性性遗传,9个病人为X染色体遗传疾。另外的4个病人被诊断出同时携带两种不同疾病的致病基因突变,提示通过家族病史、身体检查的诊断结果可能存在错误。该文献详细介绍了实验方法、分析筛选和出具报告的过程,可供参考。
         作者认为相比核型分型、芯片、一代Sanger测序来说这种外显子捕获测序方法的遗传性病因检出率更高,更接近正确的诊断结果,而从时间和成本上来说又比其它检测要低。有些结果虽然还需要后期实验跟踪验证,但是仍然不影响这种方法成为临床使用的诊断方案。
         在今年早些时间发表的另一篇文献2中,使用了同一个NimbleGen SeqCapVCRome外显子组捕获试剂进行遗传病的突变检测。此文中,作者对于进行性神经性腓骨肌萎缩症(Charcot-Marie-Toothneuropathy)家族的病人同时进行了全基因组及全外显子组测序,外显子组测序确认了SH3TC2 基因在该疾病的致病性作用,并表明目前的疾病突变数据库可能存在错误,而个体的基因组结构改变可能影响基因变异的最终功能。文章比较了全基因组及全外显子组测序发现的基因变异的差异,指出外显子组测序通过提高测序深度,可以解析全基因组测序发现的一些模棱两可的结果,发现更多有临床意义的突变。(转化医学网360zhyx.com)
         从上述文章中可见,就目前测序技术发展水平而言,外显子组测序在孟德尔遗传病的病因发现方面有较大的优势,和较广泛的应用对象。
    1.  Yang Y et al. Clinical Whole-Exome Sequencing for the Diagnosis of    Mendelian Disorders. N Engl J Med. 2013 Oct 2. DOI: 10.1056/NEJMoa1306555
    2.  Lupski et al. Exome sequencing resolves apparent incidental    findings and reveals further complexity of SH3TC2 variant alleles causing Charcot-Marie-Tooth        neuropathy. Genome Medicine 2013, 5:57




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