全基因组低覆盖度测序结合传统细胞遗传学核型分析在罕见遗传病诊断中的应用

目的对1例NT增厚的彩超异常胎儿进行遗传学分析及诊断,探讨多种检测方法的联合应用在遗传病检测中的实际意义。方法采用全基因组低覆盖度测序(WGS)法检测胎儿染色体非整倍体及100kb以上的拷贝数微缺失/微重复,同时用常规G显带法对羊水行胎儿脱落细胞染色体核型分析。结果WGS显示胎儿4q末端存在34.16Mb的重复合并18q末端存在19.97Mb的缺失,经结合G显带核型分析最终确定该胎儿核型为46,XN,der(18)t(4;18)(q32.1;q21.3)。结论应用WGS结合染色体G显带核型分析技术,确诊了1例4q部分三体合并18q部分单体衍生的不平衡重排染色体的彩超异常胎儿,证明合理运用细胞遗传学和分子遗传学检测方法有助于对染色体异常的遗传学变异病例进行明确诊断。

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。

染色体核型联合低覆盖度大规模平行测序技术在脐膨出胎儿产前诊断中的应用

分析染色体核型联合低覆盖度大规模平行测序技术在脐膨出胎儿的产前诊断中的应用。方法 选取2018年6月~2023年6月就诊于广西壮族自治区妇幼保健院经产前超声检出的80例胎儿脐膨出病例为研究对象,均予以染色体核型联合低覆盖大规模平行测序技术应用于产前诊断,根据孕妇年龄分组,≥35岁将纳入高龄组,<35岁纳入非高龄组。分析两组胎儿染色体异常、拷贝数变异率。全部病例妊娠结局均予以追踪随访,分析其随访结果。结果 核型分析共检出12例,检出率为15.00%。低覆盖大规模平行测序技术总检出率为18.75%(15/80),其中9例非整倍体及2例结构异常与核型结果一致,4例为染色体微缺失/微重复。根据孕妇年龄分为高龄组及非高龄组。高龄组的染色体异常发生率(33.33.00%)显著高于非高龄组(6.00%),P<0.05。高龄组的拷贝数变异率(10.00%)明显高于非高龄组(2.00%)(P<0.05)。高龄组的妊娠结局稍差于非高龄组(P<0.05)。结论 染色体核型联合低覆盖度大规模平行测序技术在脐膨出胎儿染色体异常诊断中发挥重要的诊断作用,同时可获得额外的基因拷贝数变异检出,提高异常检出率,可为产前诊断工作提供有用的指导,更好地找出致畸遗传学机制。

四种全基因组测序用文库构建方法的效果比较

探索更适合规模化低深度重测序的建库方式对畜禽基因组育种有重要的应用价值,采用4种不同方法进行文库构建,并比较手工和自动化的低覆盖度数据表现。结果表明,基于MGIcare、PCRfree及TN5等酶切法建库数据与经典机械打断法具有类似的数据表现,并且在操作流程上更加简便、快速。自动化建库较手工方式获得的测序数据一致性更好。利用这些方法可以得到300万~700万的SNPs(对应测序深度0.5×-1×)。

低覆盖度全基因组高通量测序检测15号环状染色体患儿一例

目的分析1例生长发育迟缓患儿的遗传学原因。方法应用常规G显带分析患儿及其父母外周血染色体，用低覆盖度全基因组高通量测序技术（low-coverage massively parallel CNV sequencing, CNV-seq）进行DNA拷贝数变异分析，然后用单核苷酸多态性微阵列技术（single nucleotide polymorphism array, SNP array）进行验证。结果患儿双亲核型正常，患儿核型为46，XX，r（15）（p13q26．3），CNV—seq和SNP array拷贝数变异分析结果均显示患儿15号染色体长臂部分缺失，缺失区域为15q26．2-q26．3，片段大小约3．60Mb，包含已知的导致生长发育迟缓的IGF1R等基因。结论15号环状染色体综合征患儿的临床特征与染色体区带缺失部位和缺失大小相关。该患儿的15q26微缺失导致IGF1R基因单倍剂量不足与生长发育迟缓等临床表型相关。

全基因组低覆盖度高通量测序技术检测X染色体部分缺失和重复的卵巢早衰患者一例

目的分析一名卵巢早衰(POF)患者可能的致病遗传学原因,分析其染色体变异与表型的相关性。方法应用常规G显带分析患者外周血染色体核型,再应用全基因组低覆盖度高通量测序技术进行染色体拷贝数变异分析。结果该女性患者的染色体核型为46,X,del(X)(q24),全基因组低覆盖度高通量测序结果显示为46,XX,dup(X)(p22.2-p22.33),del(q22.3-q28),即X染色体短臂p22.2-p22.33区域(2Mb-12Mb)存在片段大小约10Mb的重复,长臂q22.3-q28区域(119.5Mb-154Mb)存在片段大小约34.5Mb的缺失。在重复的Xp22.2区域中SHOX和KAL基因,在缺失的Xq22.3-q28区域中PGRMC1、BCORL1、XPNPEP2、AT2、FMR1等基因可能与POF有关。结论 X染色体部分片段的缺失和重复可能与该患者的卵巢早衰临床表型相关。

基因组重测序深度的计算

随着第二代测序的发展,基因组重测序已经成为研究动植物分子育种最为快速有效的方法之一。基因组重测序需要高质量地测定每个碱基,同时需要平衡好测序深度与费用的关系。因此,为做好测序深度的估计,本文结合案例给出两种估算模型即基于片段的二项分布模型和基于碱基的泊松分布模型对重测序深度的计算方法进行了分析和推导,从而有利于在教学过程中对这一问题的确切讲解。为收到较好的教学效果,本研究设计了相关模型模拟器并对该课程的理论性与实践性的问题进行了讨论。

基于子宫颈胎儿滋养层细胞的无创产前检测

目的探索在孕早期利用子宫颈胎儿滋养层细胞进行无创产前诊断的可行性。方法用宫颈刷收集10例自然受孕的孕妇孕早期的子宫颈脱落细胞,利用免疫磁珠分离法(trophoblast retrieval and isolation from the cervix,TRIC),从脱落宫颈细胞中分离出胎儿滋养层细胞,从分离出的阳性细胞中获得胎儿全基因组DNA,利用单细胞基因组扩增技术和低覆盖度全基因组测序检测染色体非整倍体及染色体微缺失/微重复。结果宫颈刷法收集的样本中有3例观察到β-HCG信号表达。3例样本经TRIC法分选后,β-hCG阳性细胞比例增加,利用荧光原位杂交技术可以进行准确的胎儿性别鉴定。选取TRIC法分选的男性胎儿阳性细胞进行高通量测序,结果显示利用TRIC法分选的阳性细胞中有20%为胎儿细胞,说明其捕获的特异性较低。结论利用脱落的子宫颈胎儿滋养层细胞有可能进行胎儿性别和染色体数目异常的检测,但其捕获的特异性需要进一步提高。

一例21号染色体三体嵌合型孤独症谱系障碍患儿的遗传学分析

目的对1例孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder,ASD)伴有先天性心脏病的患儿进行细胞遗传学和分子遗传学分析,寻找其病因。方法取患儿及其父母的外周血进行常规染色体G显带核型分析,对患儿外周血提取的基因组DNA进行基于高通量测序的全外显子测序(whole exome sequencing,WES)和低覆盖度全基因组拷贝数变异测序(low-coverage massively parallel copy number variation sequencing,CNV-seq)检测分析,并利用染色体微阵列分析(chromosomal microarray analysis,CMA)进行验证。结果常规染色体G显带核型分析结果显示患儿及其父母染色体核型正常,患儿WES未检测到异常变异,而CNV-seq检测结果为47,XY,+21[10%]/46,XY[90%],提示存在低比例的21号染色体三体嵌合,CMA验证结果与CNV-seq结果一致。结论低比例的21号染色体三体嵌合除与唐氏综合征表型有关外,还可能与ASD的发生密切相关。基于高通量测序的WES及CNV-seq方法可为原因不明的ASD提供准确的遗传学诊断。

唐氏综合征合并额外小标记染色体的产前诊断

目的分析产前发现的一例唐氏综合征合并额外小标记染色体(small supernumerary marker chromosomes,sSMC的来源。方法联合应用常规G显带染色体核型分析和低覆盖度全基因组拷贝数变异测序(low-coveragemassivelyparallel copy number variation sequencing,CNV-seq)技术对1例产前B超提示异常的胎儿进行诊断。结果胎儿G显带染色体核型为48、XN、+21、+mar。CNV-seq结果为21号染色体三体,且2号染色体q36.3处重复1.08 Mb。结论在产前诊断中应该联合应用多种诊断技术,才能更准确地进行产前诊断和遗传咨询。

两例合并3q微缺失的先天性心脏病胎儿的遗传学分析

目的明确2例先天性心脏病（congenital heart disease，CHD）胎儿的基因组拷贝数变异（copy number variations，CNVs）的性质，探讨3q微缺失与cHD的关系。方法提取CHD胎儿脐带组织的DNA，用全基因组低覆盖度测序检测其CNVs。结果2例CHD胎儿均携带3q微缺失。病例1表现为室间隔缺损、唇腭裂，携带3q29区1．66Mb的缺失，涉及3q29微缺失综合征的所有关键基因。病例2表现为主动脉骑跨、室间隔缺损，携带3q28区240kb的缺失，未发现明确与该片段相关的致病信息。结论3q29微缺失可能导致CHD、唇腭裂等多发畸形。全基因组低覆盖度测序可用于检测CNVs。