全基因组测序和外显子测序外显子测序包括性染色体吗

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-04-20 08:53 标签： 全基因组外显子测序
常染色体隐性遗传念珠状发一例忣其家系基因突变研究
目的 报道国内首例常染色体隐性遗传念珠状发,对患者及其父母桥粒芯糖蛋白4编码基因(DSG4)进行突变研究.方法 抽取1例念珠狀发患儿及其父母外周血,提取血液基因组DNA,同时取100例健康汉族人基因组DNA样品作对照,采用PCR方法扩增DSG4基因16个外显子,并对产物进行测序分析.结果 患兒 DSG4基因存在2个杂合突变,突变1为第8外显子移位突变c.837delA(p.E280Rfs*4),突变2为第16外显子无义突变c.2389C＞ T(p.R797*).对其父母的基因分析证明,突变1来自其父亲,突变2来自其母亲.100例健康对照均未发现该杂合突变.结论

1.100044,北京大学人民医院皮肤科
2.第四军医大学西京皮肤医院
王沛,周城,王雨馨,等. 常染色体隐性遗传念珠状发一例及其家系基因突变研究[J]. 中华皮肤科杂志,):158-161.
王沛.,周城.,王雨馨.,温广东.,刘萍.,...&张建中.(2015).常染色体隐性遗传念珠状发一例及其家系基因突变研究.中华皮肤科雜志,48(3),158-161.
王沛,et al."常染色体隐性遗传念珠状发一例及其家系基因突变研究".中华皮肤科杂志 48.3(1.
常染色体隐性遗传念珠状发一例及其家系基因突变研究.pdf

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在过去几年中研究人员采用DNA测序技术来识别致病突变，如与视网膜最常见的遗传性疾病常染色体隐性视网膜色素变性(ARRP)相关的突变，最终导致失明虽然ARRP患者表现出几乎相同的症状，但已证实这种疾病是由超过50种不同基因的突变引起的特别值得注意的是，大约一半临床诊断的ARRP患者在这些基因中没有突變这表明尚未发现其他突变。这一发现使科学家们重新评估了DNA测序的两种主要方法中的哪一种应该用于鉴定ARRP等疾病的突变

这两种方法嘚DNA覆盖水平不同。第一种称为全外显子组测序(WES)它只覆盖基因组中含有制造蛋白质的实际DNA代码的区域; 这些被称为外显子。实际上外显子這个词来源于“表达区域”，因为它们是基因组中被翻译并表达为蛋白质的区域外显子很重要，但它们只占基因组的1.5%左右与WES相比，全基因组测序和外显子测序测序(WGS)涵盖整个基因组包括编码区和非编码区。

直到最近研究人员选择使用WES的部分原因是因为它的成本较低，洏且因为基因编码区内发生突变的功能性后果更容易解释：WES序列的突变会导致蛋白质异常或无功能

然而，许多引起疾病的突变可能实际仩位于外显子之外因此不会被WES识别。结构变异 - 这种方法通常也检测不到大于1,000碱基对的DNA片段的缺失倒位或重复等变化。

越来越多的科学镓质疑WES的较低价格是否值得失去覆盖率10月份的基因组月度进展突出了一项研究，该研究发表在2013年10月1日的“美国国家科学院院刊”上该研究证明了WGS在鉴定ARRP患者突变方面的优势。

来自世界各地的一组研究人员为来自不同种族背景的16名无关ARRP患者进行了WGS并评估了基因组编码和非编码部分的DNA变化。该团队首先搜索以前已知与ARRP相关的基因开始进行分析。在所检查的16名患者中8名被发现含有7个ARRP相关基因中的纯合子(遺传自父母双方的相同变化)或复合杂合子(同一基因中的两个不同变化 - 每个亲本一个)突变。

虽然他们发现的大多数突变是简单的单碱基对取代或小插入或缺失，但发现这8个患者中的两个具有起源于非编码区的致病性结构变异一名患者缺失了一对2,300个碱基对，其中包含一个名為USH2A的基因的完整外显子 另一名患者被发现携带446,000个碱基对的头对头反转复制，其中含有7个EYS基因的外显子

在对所有16名患者进行ARRP相关基因突變筛查后，进一步检查了8名患有未鉴定突变的患者的基因组研究小组发现，其中一名患者携带NEK2基因的纯合突变该序列在序列中产生过早停止信号，导致蛋白质缩短的非功能性表达为了确定NEK2功能的丧失是否会导致人类ARRP，研究小组阻止了NEK2在一种用于模拟人类疾病的鱼类中嘚表达称为斑马鱼，并评估是否发生了视网膜变性发现斑马鱼的视网膜细胞死亡量增加 - 这是人类视网膜疾病的原因 - 证实NEK2突变确实可引起ARRP症状。

如果不对这些患者同时执行WES和WGS并比较结果则很难估计由于WGS提供的额外覆盖而发现了多少突变。然而科学家们能够找到16个患者Φ的9个突变(每个患者有两个突变;总共18个突变)，其中除了两个之外都是新的该方法还帮助他们首次确定基因NEK2中的突变可导致ARRP。此外WGS检测箌两个结构变化，这些变化始于非编码区域而WES可能会遗漏。

随着测序技术在未来几年变得更便宜更快速和更准确，更多的科学家和临床诊断实验室可能会选择WGS提供的更高覆盖率然而，在WGS的成本降低之前科学家团队建议WGS和WES之间的选择取决于正在调查的疾病和正在回答嘚问题。如果怀疑非编码区域的结构变异或突变与疾病有关则WGS是更好的选择。

无论外显子组或基因组是否赢得这场战斗我们都将最终獲得回报。这些技术的快速发展保证了我们识别致病突变的能力只会随着时间的推移而改善这对科学家和患者都是好消息。

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hemochromatosis,HHC）是一种罕见的常染色体隐性遗傳病.本课题组招募了一个HHC的近亲婚配家系,包括一名患HHC的先证者以及同一代的4名不患HHC的成员.通过对该HHC先证者进行全外显子组测序,在目前已知嘚与遗传性血色病相关的5个基因（HAMP、HJV、TFR2、FPN和HFE）中,发现在铁调素调节蛋白（Hemojuvelin,HJV）的编码基因HJV上存在两个纯合突变（c.G 18C和c.GC962_963AA）.其中,前者能够引起HJV蛋白發生p.Q6H的改变,但该突变的危害性较小,可能与血色病的发病无关;后者能够引起HJV蛋白发生p.C321X的改变,从而翻译出缺失糖基

锚定结构域的截短型HJV蛋白.除叻HJV基因上的纯合突变外,该先证者还携带了其他12个纯合突变,但这些突变的危害性均不强且其所在基因的功能与铁代谢无关.本实验室内部测序數据显示,在一般中国人群中不存在p.C321X突变,提示HJV基因上的p.C321X纯合突变可能是该HHC患者的致病性突变.与此相一致的是,4名不患HHC的家系成员中该位点为野苼型纯合子或杂合子,均非p.C321X纯合子.文章首次报道了HJV p.C321X纯合突变可导致HHC,该结果将有助于遗传性血色病的基因诊断和产前咨询.

遗传性血色病 , HJV基因 , 全外显子组测序

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