低深度全基因组测序技术联合细胞学检测在高龄产妇产前诊断中的应用

目的 探讨低深度全基因组测序技术(CNV-seq)联合细胞学检测在高龄产妇产前诊断中的应用。方法 选取2020年1月至2021年12月濮阳妇幼保健院进行产前检查且经重复无创筛查无效的196例的高龄产妇作为研究对象,所有产妇先行羊膜腔穿刺术,对胎儿羊水样本进行细胞学检测及CNV-seq检测,分析比较两种技术检出胎儿染色体异常结果,并随访其妊娠结局。结果 细胞学检测检出异常40例,异常率20.40%;CNV-seq技术检出异常52例,异常率26.53%;两者单独检出异常率比较,差异无统计学意义(χ^(2)=2.045,P>0.05);细胞学检测+CNV-seq检测检出异常65例,异常率33.16%,细胞学检测、CNV-seq检测与细胞学检测+CNV-seq检测比较,差异有统计学意义(χ^(2)=8.151,P<0.05)。结论 低深度全基因组测序技术联合细胞学检测在高龄产妇产前诊断中有良好的应用价值,且具有较高的检出率。

低深度全基因组测序技术诊断先天性心脏病胎儿染色体变异病因价值

目的:观察低深度全基因组测序(CNV-Seq)技术诊断先天性心脏病胎儿染色体变异病因价值.方法:经2位超声医师行胎儿超声心动图检查确诊胎儿患有先天性心脏病(CHD)孕妇80例,超声引导下经腹抽取羊水(孕16~24周)或脐带血(孕周>24周),分别行G-显带染色体核型分析及CNV-Seq检测.统计两种技术的检出阳性率.结果:80例CHD胎儿染色体核型分析检出8例异常核型,检出率为10.0%,分别是21-三体综合征4例、18-三体综合征3例,46,XX,der(6)(q16q22)1例,该结果与CNV-Seq检测结果一致.染色体核型分析结果72例胎儿中,CNV-Seq检出10例致病性拷贝数变异,检出率13.8%,1例临床意义未明的拷贝数变异,检出率为1.4%.结论:CNV-Seq能检测出CHD胎儿常规的染色体数目和结构异常,还可以检测到染色体片段微缺失微重复信息,提高诊断价值,为遗传学咨询提供依据.

低深度全基因组测序技术在产前诊断中的研究进展

先天性心脏病、多指(趾)、唇裂、先天性脑积水及马蹄内翻足在出生缺陷患儿疾病中位居前5位,有报告指出上述疾病的发生与染色体的微缺失、微重复异常有关。产前诊断是预防出生缺陷的主要手段,是在胎儿出生前利用先进技术对胎儿的先天性疾病进行诊断。研究表明低深度全基因组测序技术(copy number variation sequencing,CNV-seq)可对产前染色体微缺失、微重复异常进行诊断,将染色体异常的检出率增加至2.8%。CNV-seq技术是在高通量测序基础上发展的全基因组测序技术,其检测范围广、分辨率高,可检测全基因组水平的微缺失、微重复异常,已逐步应用于胎儿先天性疾病及流产组织遗传学病因的检测,还可用于明确未知来源的染色体畸变。综述CNV-seq技术在产前诊断中的研究进展。

低深度全基因组测序技术联合核型分析在无创产前检测高风险孕妇产前诊断中的应用

目的探索低深度全基因组测序技术联合核型分析在无创产前检测高风险孕妇产前诊断中的应用。方法对165例无创产前高风险孕妇行羊膜腔穿刺术,在对胎儿羊水样本进行G显带染色体核型分析的同时采用低深度全基因组测序技术检测胎儿羊水细胞基因组DNA,测序结果与人类参考基因组(GRCh37,UCSC release hg19)进行比对分析,然后通过ISCA、Decipher、ClinVar等数据库评估检测到的CNV致病性,进而比较G显带染色体核型分析与低深度全基因组测序结果间的差异。结果送检的165例羊水样本中低深度全基因组测序检测出21三体44例,18三体10例,13三体1例,与G显带染色体核型分析结果一致;性染色体异常2例,比G显带染色体核型分析多检出1例;其他类型染色体异常10例,比G显带染色体核型分析多检出4例。低深度全基因组测序技术对染色体异常的总检出率为53.33%,与染色体G显带核型分析比较,致病性异常检出率提高了3%。结论低深度全基因组测序技术在无创产前检测高风险孕妇产前诊断中有良好的应用价值,该技术与G显带染色体核型分析联合应用能有效提高染色体异常检出率,降低出生缺陷,提高人口素质。

低深度全基因组测序技术在儿童智力障碍/全面发育迟缓诊断中的应用

评估低深度全基因组拷贝数变异测序技术(Copy Number Variation Sequencing, CNV-Seq )在儿童智力障碍/全面发育迟缓诊断中的作用。方法 选择2020年1月-2023年10月,在玉林市妇幼保健院就诊或检测的200例智力障碍/全面发育迟缓儿童作为研究对象,采集外周血样本进行CNV-Seq检测,部分患儿同时接受染色体核型分析检测。对检测结果进行统计分析。结果 CNV-Seq共检出阳性拷贝数变异(CNVs)62例,阳性率31%,致病相关CNVs共43例,致病相关CNVs检出率21.5%。致病性CNVs分布广泛,以5Mb以下为主(8%)。43例CNV-Seq检出致病相关CNVs的病例中,14例同时接受核型分析检测,核型分析漏检率为35.71%。结论 基因组拷贝数变异是导致儿童智力障碍/全面发育迟缓的重要遗传学因素,CNV-Seq可为其提供有效的诊断依据。

低深度全基因组测序和染色体微阵列分析检测在颈部透明层增厚胎儿产前诊断中的价值

目的对比分析低深度全基因组测序(CNV-seq)和染色体微阵列分析(CMA)检测在颈部透明层(NT)增厚胎儿产前诊断中的价值。方法回顾性分析2019年1月至2020年12月九江市妇幼保健院接受早孕期产前检查的120例胎儿NT厚度≥2.5mm孕妇的临床资料,以随访确诊结果为金标准,比较CNV-seq和CMA检测结合染色体核型分析对出生缺陷的检测效能。结果随访确诊结果显示,120例胎儿NT厚度≥2.5mm孕妇中,致病性染色体异常22例,非致病性98例。CNV-seq检测结合染色体核型分析检出致病性染色体异常21例,非致病性99例;CMA检测结合染色体核型分析检出致病性染色体异常14例,非致病性106例。CNV-seq检测结合染色体核型分析的灵敏度、准确率均高于CMA检测,差异有统计学意义(P<0.05);两种方法特异度比较差异无统计学意义。CNV-seq检测、CMA检测的ROC曲线下面积分别为0.858、0.792,CNV-seq检测的诊断效能较高。结论CNV-seq检测结合染色体核型分析较CMA检测结合染色体核型分析在NT增厚胎儿产前诊断中的灵敏度和准确率更高,价格相对低廉,应用价值更高。

纳米孔三代测序技术在禽流感病毒全基因组测序中的应用

纳米孔(Nanopore)测序技术是一项新兴三代测序技术,具有巨大应用前景,然而在动物病原领域中的应用还处于起步阶段。为探究该技术在禽流感病毒(AIV)全基因组测序中的应用,本研究对采自农贸市场的2份AIV阳性鸡咽喉拭子样品(分别命名为AIV1和AIV2)进行RNA提取,利用AIV通用引物靶向扩增其全基因组,扩增产物经末端修复、3'末端加A碱基、条形码连接和添加测序接头等步骤,完成测序文库制备。经GridION×5Mk1测序仪测序获得7.16G数据,所获得的测序数据经数据质控、过滤去除低质量reads、比对拼接得到AIV全基因组序列,整个试验流程在13 h内完成。同时,采用一代测序方法验证Nanopore测序结果的准确性。测序数据质控结果显示所有读长(reads)的质量分数均大于10,AIV1产生404474条reads,平均reads为996.7 bp,平均reads质量分数为13.8,AIV2产生76589条reads,平均reads质量分数为13.5,平均reads为1095 bp,表明测序数据质量较高;利用Samtools软件统计AIV 8个基因节段的覆盖率和各基因节段位点的测序深度,结果显示AIV1全基因组的覆盖率达100%,平均测序深度为34473×,AIV2全基因组的覆盖率达100%,平均测序深度为7470×,表明拼接结果可靠性高;所得测序结果与一代测序结果通过Geneious Prime软件对比,结果显示,二者的一致性达98.78%~100%,其中AIV1有7个基因节段测序结果的一致性为100%,AIV2有5个基因节段测序结果的一致性为100%,一致性最低的MP基因的一致性也达98.78%,表明本研究的测序方法准确性良好。本研究成功实现Nanopore三代测序技术在AIV全基因组测序中的应用,通过优化扩增条件和数据处理为AIV全基因组的测序提供了一种新方法,在新发突发禽流感疫情应急检测中将发挥重要作用。

基于全基因组重测序技术对平菇白色变异菌株的鉴定及遗传变异研究

以生产上收集的一个平菇白色变异菌株(Po50)、黑色出发菌株(Po51)和一个白色生产菌株(Po9)为材料,采用拮抗、酯酶同工酶和全基因组重测序方法对3个菌株进行鉴定。拮抗和酯酶同工酶结果表明,白色变异菌株和黑色出发菌株之间无明显拮抗和酶谱差异,与生产平菇白色菌株差异较大;进一步通过全基因组重测序技术鉴定结果表明,3个菌株鉴定出大量的SNP(单核苷酸多态性位点)、InDel(插入缺失位点)、SV(结构变异位点)。平菇白色变异菌株Po50检测到SNP、InDel突变总数为1504391个,生产菌株Po9检测到SNP、InDel突变总数为1371818个,黑色出发菌株Po51检测到SNP、InDel突变总数为1501877个,通过生物信息手段分析白色变异菌株黑色出发菌株以及对照菌株Po9基因组间的结构差异,获得遗传变异图谱,可以对变异菌株进行快速精准鉴定。

低深度全基因组拷贝数变异测序在复发性流产遗传学诊断中的应用

目的:探讨基于高通量测序技术的低深度全基因组测序技术在复发性流产胚胎或绒毛组织染色体异常的应用价值。方法:选择2019年3月—2021年8月就诊于汕头大学医学院第一附属医院妇产科门诊并确诊为自然流产的患者,孕周为5~16周,留取流产组织,提取DNA,制备文库,进行流产物染色体低深度全基因组拷贝数变异测序,分析胚胎染色体数目和结构变异结果。结果:197例样本检测全部成功,检出染色体异常样本135例,染色体异常检出率为68.5%,其中检出染色体数目异常104例(77.0%),染色体部分重复/缺失26例(19.3%),染色体数目异常合并部分重复/缺失5例(3.7%),嵌合体10例(7.4%);染色体数目异常以16 (11.85%)、X (9.63%)、22 (96.67%)、21 (5.93%)染色体高发。≥35岁患者的染色体数目异常率比<35岁患者的高(分别为70.0%和51.6%,P<0.05)。共检出26例染色体部分重复/缺失,最短序列长度为0.12 Mb,最大片段94.54 Mb。在26例CNVs中,9例CNVs有明确致病性,2例CNVs提示可能致病。其中4个包含微缺失/微重复综合征。结论:低深度全基因组拷贝数变异测序技术能有效检测出流产胚胎绒毛组织染色体的非整倍体和部分重复/缺失情况,有助于明确复发性流产的病因,指导患者优生优育。

基于低深度全基因组测序分析内江猪群体结构和遗传多样性

旨在更好的了解内江猪群体结构和遗传多样性,更好的保护和利用内江猪遗传资源。本研究基于低深度全基因组测序,检测了133头(12头公猪,121头母猪)内江猪的SNP,按照SNP检出率大于90%和95%获得两组SNP数据,分别编号为NJ90和NJ95。针对两组数据,通过群体分层、遗传距离、亲缘关系、家系划分等方法分析了内江猪群体结构,通过等位基因频率、有效等位基因数、多态性标记比、杂合度等指标估计了群体遗传多样性,最后利用不同方法评估了群体近交系数。结果显示:(1)NJ90共包含135760个SNPs位点,其等位基因频率为0.87,有效等位基因数为1.27,多态性标记比为0.76,观测杂合度为0.15,期望杂合度为0.21;NJ95包含32266个SNPs位点,其等位基因频率为0.79,有效等位基因数为1.44,多态性标记比为0.74,观测杂合度为0.30,期望杂合度为0.31。(2)NJ90结果显示群体平均遗传距离为0.20,平均亲缘系数为0.9%;NJ95结果显示群体平均遗传距离为0.25,平均亲缘系数为0.7%。(3)根据NJ90公猪和群体聚类以及亲缘关系,可将群体分为6个家系。(4)根据SNP纯合性评估群体近交系数,NJ90和NJ95平均近交系数分别为0.27和0.01;根据连续性纯合片段估计群体近交系数,NJ90和NJ95平均近交系数分别为6.65%和0.02%。综上所述,内江猪群体具有较为丰富的遗传多样性,群体遗传距离和亲缘关系较远,近交程度较低,根据公猪聚类和亲缘关系可以分为6个家系,具有较好的遗传资源保护和开发利用的基础。同时低深度重测序对比SNP芯片能够更大范围覆盖基因组信息,对群体遗传多样性分析和遗传结构分析更具参考价值。

低深度全基因组测序在胎儿遗传学诊断中的研究进展

低深度全基因组测序技术是基于下一代测序技术,对样本DNA进行全基因组水平的检测,将测序结果与人类参考基因组碱基序列进行比对,通过生物信息分析以发行受检样本存在的致病性基因组拷贝数变异(CNVs)。孕期对胎儿是否患染色体疾病进行检查是确保胎儿健康的重要措施。孕11~13周+6天的B超检查和孕15~20周的唐氏血清学筛查以及无创DNA检测都是筛查胎儿染色体疾病的重要方法。本文对近年来胎儿遗传学诊断中应用低深度全基因组测序技术的发展进行综述、分类介绍。

应用低深度全基因组测序技术分析不明原因智力低下/发育迟缓患者基因组拷贝数变异

目的评估低深度全基因组拷贝数变异测序技术(copy number variation sequencing,CNV-seq)在不明原因智力低下/发育迟缓(mental retardation/developmental delay,MR/DD)患者遗传病因中的诊断作用。方法选择2017年11月至2018年12月在郑州大学第一附属医院遗传与产前诊断中心就诊的145例MR/DD患者作为研究对象,采集外周血样本进行全基因组测序,联合生物信息学手段分析MR/DD患者所携带的拷贝数变异(copy number variations,CNVs)相关信息。结果145例MR/DD患者中检出49例有基因组CNVs,共发现67个CNVs,CNVs平均长度为5.27 Mb。通过评估,22例患者携带与MR/DD相关的CNVs,涉及21种综合征,涵盖174个智力低下相关基因,分布于10条染色体的18个不同区段。CNV-seq在不明原因MR/DD患者中发现携带与疾病相关的CNVs的诊断率为15.17%(22/145例)。结论基因组CNVs相关的微缺失/重复是不明原因MR/DD患者的遗传学病因之一,全基因组CNV-seq技术可为MR/DD患者提供准确的遗传学病因的诊断。

低深度全基因组测序技术在产前诊断中的应用专家共识

包括染色体数目异常、大片段缺失/重复及致病性基因组拷贝数变异(pathogenic copy number variations,pCNVs)在内的基因组异常是导致出生缺陷的重要原因。基于下一代测序(next generation sequencing,NGS)技术的基因组拷贝数变异测序(copy number variation sequencing,CNV-seq)为这类异常的产前诊断提供了新的手段。与核型分析、染色体微阵列分析等其他技术相比,CNV-seq技术具有检测范围广、通量高、操作简便、兼容性好、所需DNA样本量低等优点。中华医学会医学遗传学分会临床遗传学组、中国医师协会医学遗传医师分会遗传病产前诊断专业委员会、中华预防医学会出生缺陷预防与控制专业委员会遗传病防控学组共同成立专家组,讨论并提出了将CNV-seq技术应用于产前诊断的专家共识,以期规范其临床应用,更好地为患者服务。

快速低成本全基因组DNA测序技术

人类个体的全基因组序列信息,是最为重要的生物医学信息,是实现未来个体化医疗的基础;实现个体全基因组DNA序列的快速低成本检测,是人类基因组计划完成后又一个重要的技术挑战。对该技术当前的发展现状进行回顾和分析,预计在不长的时间内人类个体全基因组的测序成本能够降低到1万元人民币以下。

通过宏基因组二代测序技术辅助诊断慢性肾功能不全相关耶氏肺孢子菌合并曲霉肺部感染1例

肺部感染包括社区获得性肺炎(CAP)、医院获得性肺炎、支气管炎、细支气管炎和气管炎,是第五大死亡原因^([1])。肺部感染是由多种病原体引起的,如细菌、病毒、支原体和真菌,这些病原体的临床表现难以区分,尽管进行了全面的诊断检查,但高达62%的CAP病因仍未确诊。曲霉菌和耶氏肺孢子菌是真菌病原体,均为机会性感染,常常发生在免疫功能低下的患者中,且病情发展迅速、病死率高,尤其是曲霉菌感染,已经成为免疫功能低下患者中与感染相关的主要死亡原因^([1])。

全基因组低深度测序技术检测胎儿单纯性法洛四联症染色体变异

目的采用全基因组低深度测序技术检测单纯性法洛四联症胎儿中染色体异常,包含染色体非整倍体和拷贝数变异(CNVs),探讨胎儿期单纯性法洛四联症的遗传学特征。方法收集2014年1月至2017年12月在湖北省妇幼保健院经产前超声会诊及引产后病理检查确诊为单纯性法洛四联症的胎儿24例,利用低深度全基因组测序的方法检测染色体变异,采用生物信息学方法对测序结果进行分析,最终根据美国医学遗传学会的解读流程对检出的CNVs进行解读。结果在24例确诊为单纯性法洛四联症胎儿中,无染色体非整倍体的检出,5例检出有拷贝数变异,其中4例发现有致病性CNVs(16.7%,4/24)。检出有致病性CNVs的4例胎儿中,3例为DiGeorge综合征,1例为疑似8p倒位重复伴末端缺失(8p inverted duplication/deletion)综合征。结论胎儿期单纯性法洛四联症与CNVs关系密切,全基因组低覆盖度测序技术可用于发现与单纯性法洛四联症相关的CNVs。

染色体微阵列分析和低深度高通量全基因组测序技术在流产遗传学诊断中的应用

目的探讨染色体微阵列分析(CMA)和低深度全基因组测序(CNV-seq)技术在流产遗传学病因诊断中的应用价值。方法收集2018年5月至2019年10月在无锡妇幼保健院计划生育门诊就诊并确诊稽留流产患者的流产样本89例,对所有流产样本分别进行CMA和CNV-seq检测,比较两种方法整体检出率以及各种染色体异常情况的检测结果。结果89例样本采用两种技术全部检测成功,其中两种技术对于染色体非整倍体异常检出一致,共检出28例常染色体三体和5例特纳综合征;CMA检出了8例三倍体和3例杂合性缺失,而CNV-seq由于技术局限性只能提示男性三倍体,不能检出杂合性缺失;对于染色体缺失重复和嵌合体,CMA与CNV-seq在检测范围内各有检出。结论CMA对于三倍体和单亲二倍体的检测优势更为突出,对于染色体非整倍体异常和拷贝数异常的检测与CNV-seq技术相当;但CNV-seq在高通量、扩展性、经济方面等具有优势。两种技术均可用于流产遗传学分析,能为临床诊断提供更多选择。

低深度全基因组测序在复发性流产患者中的临床应用

目的探讨低深度全基因组测序(CNV-seq)在复发性流产(RSA)患者中的临床应用。方法选取2018年1月至2021年10月在福建医科大学附属第二医院就诊的420对RSA患者夫妇进行外周血染色体检查、胚胎流产物染色体培养,利用CNV-seq检测胚胎流产物染色体,探求染色体检测在RSA患者中的临床应用。结果420例RSA患者外周血染色体有42对异常核型,阳性率10.0%;420对RSA胚胎组织染色体,成功383对,有113例异常核型,阳性率29.5%;利用CNV-seq检测420对胚胎染色体,异常结果362对,占86.2%,阴性结果58对,占13.8%;420例RSA孕妇中,年龄≥40岁组染色体异常核型发生率34.2%;根据流产次数,流产3次的异常核型比率最高,为37.8%。结论外周血染色体和胚胎染色体异常是RSA的重要原因,随着年龄的增加,RSA的发生率也在递增,采取有效的遗传咨询及干预措施对婚育指导和提高下一代质量有重要意义。

全基因组低覆盖度测序技术检测胎儿先天性心脏病拷贝数变异

目的采用全基因组低覆盖度测序技术检测先天性心脏畸形(CHD)胎儿染色体基因拷贝数变异(CNVs),探讨胎儿期CHD遗传学特征。方法采集CHD胎儿脐带组织,用全基因组低覆盖度测序技术检测CNVs,分析其与临床参数的关系。结果22例CHD胎儿共检出CNVs异常8例,异常率为36.4%。其中致病性CNVs异常4例(18三体综合征、13三体综合征、Di George综合征、猫叫综合征各1例),致病性未知的CNVs异常(VOUS)5例,包括3q29del 1.66M、3q28del 0.24Mb、15q77.1q11.2dup 2.38Mb、Xdup 0.4M、Xq26.3dup 0.4Mb各1例。结论胎儿期CHD与CNVs关系密切,全基因组低覆盖度测序技术有助于发现与CHD遗传易感相关的CNVs。

基于低深度测序的无创产前基因检测技术对胎儿染色体拷贝数变异的检测效能评估

目的:探讨低深度测序的无创产前基因检测技术(NIPT)在胎儿染色体拷贝数变异(CNV)中的检测情况及临床意义。方法:抽取2017年9月至2019年5月所选873例孕妇的血浆,通过低深度测序方法对随机重排的样本进行盲法检测,并采用基因拷贝数变异分析算法(FCAPS)鉴定胎儿CNV。对比核型分析及染色体微阵列分析(CMA),评估低深度测序下NIPT对胎儿CNV的检测效能。结果:48例染色体微缺失/微重复(大小约0.1~47 Mb)样本中,与低深度(0.51~1.19X)测序的NIPT检测结果一致的有32例,结果不一致的有16例,另正常样本组有21例假阳性样本。NIPT对CNV总的敏感度和特异度分别为66.67%和97.45%,特别是对>2 Mb的CNV,其敏感度和特异度分别高达85.29%和98.18%。结论:基于低深度测序的NIPT对>2 Mb的CNV具有高效能。在NIPT中应用优化的检测和信息分析方法进行胎儿CNV的产前筛查是可能的。