全外显子测序联合基因组拷贝数变异测序在儿科遗传病诊断中的应用

目的探讨全外显子测序(whole exome sequencing,WES)联合基因组拷贝数变异测序(copy number variation sequencing,CNVseq)在儿科遗传病诊断中的应用价值。方法选取2019年8月至2023年7月郑州市妇幼保健院新生儿科及儿科收治的怀疑患有遗传性疾病或临床诊断不明确的患儿为研究对象,采集患儿及其父母外周血进行WES及CNVseq检测,对检出的变异进行分类及评级,并进行一代测序或qPCR验证。结果共纳入患儿33例,其中男性18例,女性15例,年龄范围为1 d~8岁。WES的阳性检出率为36.4%(12/33),CNVseq阳性检出率为9.1%(3/33),两者联合阳性检出率为45.5%(15/33)。结论WES联合CNVseq是儿童遗传性疾病分子诊断的有力工具,可作为一线检测手段在临床大力推广。

全外显子组测序诊断Rothmund-Thomson综合征的临床研究

目的 探讨1例Rothmund-Thomson综合征(RTS)患儿的临床表现及诊断,并进行文献复习,以提高对该病的认识。方法 分析2019年5月河南省儿童医院小婴儿病房收治的1例RTS患儿的临床资料,抽取患儿及其父母外周静脉血各2 mL,利用高通量测序进行一家三口全外显子组测序检测。以Rothmund-Thomson综合征、RECQL4基因、Rothmund-Thomson syndrome、RECQL4为检索词,分别在中国知网、万方数据库、PubMed数据库进行中英文文献检索(检索时间从建库至2023年8月)。结果 患儿出生后即出现反复腹泻,生长发育落后,3个月后出现颜面部、臀部皮肤色素脱失。测序结果提示RECQL4基因存在复合杂合突变:c.3237-2A>T和c.1593_1594delTC。2个突变均为数据库和文献未见报道的新突变位点,分别来自患儿父母。文献检索结果:符合检索条件的中文文献10篇、英文文献131篇。结合病例分析和文献复习,该文主要从临床症状及致病基因突变角度出发,重点叙述Rothmund-Thomson综合征的临床特点、成因、诊断及高肿瘤风险。结论 RTS是罕见的常染色体隐性遗传病,以皮肤异色症、白内障、骨骼发育异常或缺如等为主要临床表现,并涉及多个系统受累。RECQL4基因突变检测有助于确诊。该研究发现的2个新突变丰富了RECQL4基因突变谱。

全外显子组测序对性发育异常患者的分子遗传学病因分析

目的通过全外显子组测序(WES)技术分析性发育异常(DSD)患者的分子遗传学病因,以加深对DSD致病机制的认识。方法收集2008年3月-2021年8月于云南省第一人民医院就诊的60例DSD患者的临床资料进行回顾性分析,并对其中1个先证者进行家系研究。提取所有患者的外周血基因组DNA进行WES测序分析,WES结果利用SAMtools软件、单核苷酸多态性(SNP)数据库、InDel数据库进行SNP和InDel检测;采用ExomeDepth进行外显子水平的拷贝数变异(CNV)检测;应用PolyPhen-2、Mutation taster、PyMol软件进行突变的有害性预测,并采用Sanger进行测序验证。结果60例DSD患者中,22例为46,XX DSD,38例为46,XY DSD。22例46,XX DSD患者中14例存在SRY基因;在另外8例患者和其中1个先证者家系中,2例患者的NR5A1、PROKR2和ANOS1基因发生单核苷酸变异(SNV),4例患者中的CYP21A2基因发生CNV,其中CYP21A2 EX1 Dup已有该变异的相关致病性报道,其余3个CNV为意义未明的变异,2例未检出与DSD相关的基因突变位点。38例46,XY DSD患者WES分析结果中,14例中检出了10个致病或疑似致病变异位点,包括SRY、AR、SRD5A2、CYP17A1、NR5A1等5个基因;5例中检出CYP21A2、AKR1C2、CBX2、NR5A1基因的5个疑似致病的CNV,其中3个微缺失,2个微重复。WES结果中NR5A1(c.722G>T、c.48C>G)、ANOS1 c.564A>T变异为首次报道的位点,在检出的CNV中,CYP21A2 EX1 Dup在相关数据库中有致病性的报道,其余未见报道。结论WES技术的应用提高了对DSD的诊断能力,拓展了现有的DSD相关致病基因突变谱数据,丰富了对DSD致病机制的认识,可为开展遗传咨询提供帮助。

全外显子组测序在高度近视病因学中的研究进展

高度近视的发病与遗传因素密切相关。近年来,随着全外显子组测序技术广泛应用于高度近视的遗传学研究,基础免疫球蛋白、低密度脂蛋白受体相关蛋白1、脯氨酰4-羟化酶α多肽Ⅱ等高度近视易感基因陆续被鉴定出来,分别涉及巩膜重塑、能量代谢、细胞凋亡等生物学途径,进一步揭示了高度近视的发病机制。本文就近年来通过全外显子组测序技术鉴定高度近视研究较多的15个遗传易感基因及其变异的相关信号通路研究进展进行综述。

基于全外显子组测序探寻孕妇静脉血栓栓塞症的发病机制

目的探讨全外显子组测序(WES)探寻孕妇静脉血栓栓塞症(VTE)致病基因的意义。方法2019年1月至2022年1月,招募在十堰市人民医院进行第一次产前检查(在16~24孕周内)的孕妇,并随访至分娩后42 d。共有12名患有VTE的孕妇(VTE组)和12名对照(对照组)纳入研究。采集血样,并通过全外显子组测序进行测序。在已知血栓形成倾向基因中发现的破坏性变异以及可能与妊娠期VTE相关的罕见破坏性变异。结果WES在VTE组中总共检测到360827处改变。在使用“识别罕见致病变异”标准进行过滤后,候选变异列表减少到8452个,其中6756个VUS变异、14个可能的致病变异。样本包含29种已知的血栓形成倾向变体,包括8个错义、3个终止密码子获、2个接合部位缺失、1个蛋白质改变插入和(或)缺失、5个移码突变、7个同义突变和3个内含子突变。突变频率最高的前5个基因是凝血因子V(F5,12.24%),其次是凝血因子2(F2,10.20%)、PROS1(10.20%)、PROC(8.16%)和SERPINA10(6.12%)。通过外显子组关联研究显示3个外显子变异达到了暗示意义,分别为TAS2R43(rs200893955,P=3.68×10^(-5))、NRCAM(rs1269621,P=5.04×10^(-5),FDR=0.0478)和ZFP41(rs6558339,P=8.85×10^(-5))。结论妊娠期VTE可能主要与包括F5、F2在内的已知致病变异以及14个可能的罕见致病变异的存在相关。

全外显子组测序技术在产前胎儿超声异常中的应用进展

胎儿先天性结构异常作为出生缺陷的重要组成部分,是引起新生儿残疾甚至死亡的重要原因之一。产前诊断是预防出生缺陷的重要举措。通过染色体核型分析、拷贝数变异检测技术等产前诊断技术,部分超声异常胎儿能得到明确诊断,但仍有60%以上病因尚未明确。全外显子组测序技术能在上述检测未见异常时,进一步识别出部分致病基因变异,目前已逐步应用于胎儿多系统异常、骨骼发育异常、中枢神经系统畸形、先天性心脏发育畸形及先天性泌尿系统发育异常等的遗传学病因检测。本文对WES在产前胎儿超声异常中的应用进展作一综述。

全外显子组测序鉴定7q36.3微重复的胎儿多指并指畸形

目的:对一个家族遗传性多指并指畸形进行临床及分子遗传学分析。方法:对1个孕期提示胎儿多指并指畸形的家系行产前诊断。孕24+5周于泉州市妇幼保健院·儿童医院产前诊断行羊水穿刺,利用染色体核型分析对胎儿行染色体异常诊断。同时,利用全外显子组测序(whole exome sequencing,WES)分析胎儿微小变异。此外,通过实时荧光定量聚合酶链反应(quantitative real time polymerase chain reaction,qPCR)进行微缺失/微重复验证。结果:胎儿染色体核型结果未见异常。胎儿WES检测结果显示在7q36.3区域存在一个803.7 kb片段重复(seq[GRCh37]7q36.3(155865332_156669022)×3),包含RNF32基因以及LMBR1基因的2~17号外显子。依据美国医学遗传学与基因组学学会(the American College of Medical Genetics and Genomics,ACMG)指南,该重复判读为致病性。父母qPCR验证提示,该重复遗传自具有同样表型的父亲。结论:明确了7q36.3微重复为胎儿多指并指畸形遗传病因,该重复可能导致了三指节拇指-多并指/趾畸形综合征,其中LMBR1为其主要起效基因。

全外显子组测序在河南地区遗传性疾病临床诊断中的应用

目的:探讨全外显子组测序在河南地区遗传病诊断中的应用价值。方法:选取2019年10月—2022年4月送检至郑州金域临床检验中心的全外显子组测序基因检测的365例患者为研究对象。患者需提供相关临床资料包含主诉、初步诊断及相关检测结果。采集患者及其父母外周血进行全外显子组测序,结合患者的临床表现寻找相关的致病基因,完善遗传学病因诊断。结果:检出率为40.55%(单碱基变异检出率为28.22%,拷贝数变异检出率为12.33%)。鉴别12例Duchenne/Becker型肌营养不良、7例甲基丙二酸血症、48例发育迟缓谱系疾病、28例癫痫。结论:全外显子组测序可以对遗传性特异性或非特异性异常疾病表现的患者提供有效分子诊断依据,其通过外显子预测的拷贝数变异可以显著提高检出率。

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。

遗传性球形红细胞增多症3例全外显子组基因测序报道

目的:探讨遗传性球形红细胞增多症(HS)的分子致病机制、临床表现、治疗管理及全外显子组测序(WES)技术的应用价值。方法:采用WES技术对3例HS患者进行基因变异检测,依据美国医学遗传学与基因组学学会(ACMG)指南对变异进行致病性评估。查阅HS相关最新文献,对其分子机制、临床表型和治疗管理进行系统综述。结果:3例患者的临床表现(贫血、黄疸、脾肿大)和主要实验室检测结果(如外周血涂片见球形红细胞明显增多)符合典型HS特征,WES分别检测出SLC4A1(p.R808H)、SPTB(p.Y1606^(*))、SPTA1(p.L2380R)基因突变,口腔黏膜脱落细胞Sanger测序验证均证实为胚系杂合突变,依据ACMG指南均归为致病性突变,其中SPTB(p.Y1606^(*))和SPTA1(p.L2380R)突变属于新发现的致病突变,丰富了相关基因致病突变谱范围。结论:WES技术可发现新的致病基因突变,在HS的分子诊断、治疗管理和遗传咨询等方面发挥重要作用。

小麦茎秆性状的转录组测序及全基因组关联分析

小麦的茎秆性状与倒伏紧密相关,发掘其显著关联的基因位点和候选基因,为解析小麦茎秆性状的遗传机制和分子标记辅助育种提供依据。本研究以黄淮南部地区的192份小麦品种为材料,利用小麦660KSNP芯片对7个环境成熟期和4个环境灌浆中期的14个茎秆性状进行了全基因组关联分析(GWAS),同时利用RNA-seq分析了基部前二节间强度和直径的差异表达基因。结果表明,所有性状的成熟期与灌浆中期的差异均达到极显著水平。与灌浆中期相比,成熟期的重心高度增幅较大,基部第二和第三节间长度增加,其他性状均降低。GWAS共检测出163个与茎秆性状相关的稳定SNP标记(MTA),其中45个具有基因或蛋白注释,与转录组联合分析,共筛选到3个与小麦茎秆性状相关的候选基因。推测候选基因TraesCS5A02G522100通过合成异戊二酸类化合物调节小麦的光合作用以及通过调节固醇的生成提高细胞膜的稳定性和渗透性,进而促进茎秆的发育,改善茎秆性状。候选基因TraesCS1D02G390600直接参与小麦茎秆细胞分裂和器官的形成,使茎秆变粗,充实度增加。候选基因TraesCS7A02G481800在小麦中通过参与细胞间的信号传递过程,调控茎秆的发育、应激响应等过程。这些候选基因通过qRT-PCR验证,其基因的表达趋势与转录组测序所得结果基本一致。

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。

全外显子测序揭示原发中枢神经系统淋巴瘤的基因突变特征

目的:对18例原发中枢神经系统淋巴瘤(PCNSL)患者肿瘤组织进行全外显子测序,探索PCNSL的基因突变特点。方法:收集2018年9月至2020年12月在兰州大学第二医院病理科确诊的18例免疫功能正常(无HIV及服用免疫抑制剂病史)、病理类型为弥漫大B细胞淋巴瘤的PCNSL患者肿瘤组织,进行基于高通量测序的全外显子测序,平均测序深度>100×。测序结果经数据处理及生物信息学分析,得到患者的基因突变全景及突变特征。结果:18例患者均检测到明显的体细胞突变,中位体细胞突变数目为321,以错义突变为主(约占90%),突变类型以C>T为主(占50.2%),反映了与年龄相关的突变模式;前15位高频突变基因中,PSD3、DUSP5、MAGEB16、TELO2、FMO2、TRMT13、AOC1、PIGZ、SVEP1、IP6K3、TIAM1为驱动基因。驱动基因通路富集结果显示,RTK-RAS、Wnt、NOTCH、Hippo、Cell-Cycle通路明显富集。各样本的肿瘤突变负荷在3.558 48/Mb-8.780 89/Mb之间,平均突变负荷4.953 32/Mb,与TCGA数据库中其他肿瘤的研究队列相比明显增高。结论:PCNSL频繁发生体细胞的错义突变,以点突变为主,突变类型主要为C>T。驱动基因主要参与RTK-RAS、Wnt、NOTCH、Hippo通路信号传导,表明以上通路可能与PCNSL发病机制相关。PCNSL有显著的高肿瘤突变负荷,这或许是PD-1抑制剂治疗PCNSL有效的原因之一。

全外显子组测序技术在超声指标异常胎儿遗传病中应用价值分析

目的:探讨全外显子组测序(WES)技术在超声指标异常,但染色体核型分析及染色体微阵列(CMA)检测结果阴性胎儿中的临床应用价值。方法:回顾性分析2018年6月至2021年4月在长沙市妇幼保健院产前超声检查中发现超声指标异常胎儿1080例,对胎儿羊水或脐血进行CMA检测和染色体核型分析,并对部分染色体核型分析及CMA结果阴性胎儿进行WES检测,所有变异等级根据美国医学遗传学和基因组学学会遗传变异分类标准与指南进行分类。结果:1080例胎儿全部经过CMA检测,其中947例同时进行了染色体核型分析,CMA检测到136例拷贝数变异(CNV),检出率12.6%(136/1080),其中85例致病性CNV、51例致病意义未明。染色体核型分析共检出91例阳性,检出率9.6%(91/947),其中非整倍体变异54例,结构变异9例,染色体正常变异28例。另外对18例染色体核型分析和CMA检测阴性样本进行WES检测,结果显示5例(27.8%)致病性基因变异,5例可能致病性基因变异,3例意义未明变异,5例未发现异常。结论:在染色体核型分析和CMA检测未能明确超声指标异常胎儿遗传学病因的情况下,WES有助于提高其额外诊断率,为胎儿的诊断及家系的遗传咨询提供依据。

腮腺皮脂腺癌的全外显子组基因测序结果分析

目的 在全外显子组水平分析腮腺皮脂腺癌(SC)可能的相关致病性基因突变。方法 收集经病理学检查确诊的腮腺SC和头皮皮脂腺腺瘤(SA)样本各1例,利用Illumina HiSeq 2500平台进行全外显子组测序。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 与头皮SA相比,腮腺SC存在57个驱动基因突变。结论 腮腺SC存在不同于良性肿瘤的基因突变及突变的模式。

全基因组测序在肿瘤领域的应用现状与未来趋势

数十年间,传统肿瘤治疗手段均是“一刀切”,而忽视了驱动肿瘤发生发展的基因变异。1990年发起的“人类基因组计划”,以及新一代测序技术的出现,加速了癌症基因组学的发展。癌症基因组图谱(TCGA)计划于2005年提出,标志着癌症基因组测序工作的开始。预计到2030年,进行基因组测序的肿瘤患者数量可达到上亿。在肿瘤领域,临床中的基因组测序目前是利用外显子组进行测序,但外显子仅占人类基因组的1.2%。

基于外显子组测序对21例不明原因非免疫性胎儿水肿遗传学病因探索

目的:探讨外显子组测序技术在不明原因非免疫性胎儿水肿病例中的病因诊断价值。方法:回顾分析2019年1月至2022年12月于香港大学深圳医院诊治的21例不明原因非免疫性胎儿水肿病例的外显子测序结果。结果:对不明原因的非免疫性胎儿水肿病例,行外显子组测序额外获得了47.6%(10/21)的病因诊断率。外显子组测序阳性者的首诊孕周为(16.5±5.6)周,较检测阴性者更早,两组比较差异有统计学意义(P<0.05)。10例胎儿水肿病例找到8个基因的致病变异或可疑致病变异,分别为PIEZO1、EPHB4、PTPN11、PQBP1、FOXP3、MAGEL2、CHRND、GUSB基因。66.7%(6/9)外显子组测序阴性的非免疫性胎儿水肿新生儿预后良好。结论:对不明原因的非免疫性胎儿水肿病例结合胎儿表型进行外显子组测序可获得较高的病因诊断率,尤其是当胎儿水肿首诊孕周出现较早时。外显子组测序结果阴性的非免疫性胎儿水肿新生儿预后较好。

染色体微阵列分析和全外显子组测序技术在颈项透明层增厚胎儿中的应用

目的 探讨染色体微阵列检测技术(CMA)和全外显子组分析(WES)对颈项透明层(NT)增厚胎儿的临床应用价值。方法 收集2020年1月-2022年4月于郑州大学第三附属医院因NT增厚[≥相同头臀长(CRL)胎儿的95%NT值]行侵入性产前诊断的胎儿1013例,所有胎儿均行CMA检测,其中49例CMA结果阴性的胎儿进一步行产前WES。根据NT值将所有胎儿分为以下4组:<3.5 mm(n=529,行WES者21例)、3.5~4.5 mm(n=273,行WES者8例)、4.5~5.5 mm(n=98,行WES者7例)、≥5.5 mm(n=113,行WES者13例)组;再根据超声检查是否合并结构畸形将所有胎儿分为结构畸形组(n=88,行WES者23例)与单纯性NT增厚组(n=925,行WES者26例)。分析1013例胎儿的染色体异常检出率;对行WES的49例胎儿分析其WES检测结果,并随访妊娠结局。结果 CMA检测结果显示,在1013例NT增厚胎儿中共检出224例(22.1%)染色体异常,其中182例为染色体非整倍体,42例为致病性拷贝数变异(p/Lp CNVs)。在不同NT厚度的分组中,CMA在NT≥5.5 mm组的染色体异常检出率最高(47.8%,54/113);另外,结构畸形组的CMA阳性检出率(45.5%,40/88)高于单纯性NT增厚组(19.9%,184/925)。WES检测结果显示,在49例CMA结果阴性的NT增厚胎儿中检出5例(10.2%)单基因疾病,包括3例常染色体显性遗传病、1例常染色体隐性遗传病和1例X染色体连锁隐性遗传病,5例胎儿均伴有结构畸形;5例中2例胎儿的NT值<3.5 mm;5例胎儿中,仅1例活产。结论 WES可在CMA结果阴性的、合并结构畸形的NT增厚胎儿中检出单基因遗传病;NT值<3.5 mm的NT增厚胎儿也应警惕合并单基因遗传病的可能。

全外显子组测序技术在胎儿遗传病诊断中的应用进展

胎儿超声结构的异常目前已经日益成为国内产前诊断的主要指征。胎儿出现结构性畸形约占所有妊娠的2%~3%,并占围产期胎儿死亡的近25%[1]。当胎儿出现各种超声结构异常情形时,产前咨询会变得非常困难,一方面孕妇非常关心胎儿出生后的残疾程度以及治疗效果的预期,另一方面也存在着担心该种结构异常是胎儿系统性遗传异常的一部分表现。同时大多数的胎儿结构异常是发生在没有家族史的夫妇中,这使得产前遗传咨询更具有挑战性。

基于全外显子组测序探索肾脏罕见碰撞瘤临床病理学及分子遗传学特征

目的探讨肾脏内肿瘤成分为透明细胞肾细胞癌(clear cell renal cell carcinoma,ccRCC)合并朗格汉斯细胞组织细胞增生症(Langerhans cell histiocytosis,LCH)的碰撞瘤的临床病理及分子遗传学特征。方法回顾性分析1例肾脏碰撞瘤的临床资料、影像学、病理形态及免疫表型,并进行随访及全外显子组测序。结果患者以左侧腰部胀痛为临床表现,影像学表现为左肾下极团块状软组织占位影,考虑肾癌。镜检:低倍镜下大部分为片状分布淡染区,部分为弥漫分布的深染区,其间混杂部分淋巴细胞及嗜酸性粒细胞。高倍镜下肿瘤由两种成分混杂构成,部分区见肿瘤呈腺泡状或巢片状排列,其间可见丰富毛细血管网结构。细胞胞质丰富、透明,细胞核呈卵圆形,可见小核仁;部分区于嗜酸性粒细胞、淋巴细胞及多核巨细胞混杂的背景中见组织细胞样细胞散在分布,胞质淡粉染,核形不规则、可见核沟。免疫表型:ccRCC不同程度表达Pax-8、vimentin、CD10、CA9,不表达TFE3、p504S、HMB45、Melan A及CD117,Ki-67增殖指数1%;LCH表达CD1a、Langerin、S-100,Ki-67增殖指数20%。全外显子组测序显示:肿瘤内未发现ccRCC及LCH常见基因异常,存在5q15染色体扩增、14q24.3及14q24.2-q31.1染色体缺失。结论发生于肾脏内肿瘤成分为ccRCC合并LCH的碰撞瘤极其罕见,明确病理诊断、完善分子病理特征及密切随访患者情况,对碰撞瘤的发生机制及临床治疗方案、预后预测具有重要意义。