CACNA1C基因突变儿童2例的临床及分子遗传学研究

本研究选取1例5岁5个月男性患儿,因“间断抽搐1年余”就诊,心电图检查提示QT间期延长,合并房室传导阻滞,可疑长QT综合征;另1例2岁3个月女性患儿,因“无明显诱因的发作性惊恐、抽搐伴发热”就诊,查体:小下颌、双眼内斜,脑电图异常,合并肌张力减低、运动、语言运动发育迟滞;2例患儿均完善了基因检测,例1结果提示CACNA1C基因存在c.1204G>A(p.G402S)新发杂合变异,诊断Timothy综合征,给予普萘洛尔治疗,后自行停药后猝死;例2结果提示CACNA1C基因存在c.1841T>C(p.L614P)新发杂合变异,给予抗癫痫治疗,随访仍有运动与语言发育迟滞。以上2例患儿的特征性表现同一基因引起的不同临床表型,均为罕见疾病,临床诊疗中需多加注意。

多基因疾病胚胎植入前遗传学检测的研究进展及挑战

胚胎植入前遗传学检测是辅助生殖过程中的重要环节,可以阻断单基因或染色体疾病的代际间遗传。其中,多基因疾病胚胎植入前遗传学检测(PGT-P)是该领域的最新进展之一。PGT-P在人工智能和遗传检测技术发展的基础上,通过检测遗传物质,计算多基因风险评分,再将其转化为发病概率,可以筛选得到多基因疾病发病概率相对较低的胚胎进行移植,以期降低子代未来患该疾病的可能,具有显著的临床和社会意义。目前,PGT-P在国内外都进行了阶段性的开展并取得了成功的临床实践。与此同时,PGT-P作为一项正在发展的技术仍存在结果不稳定、无法排除环境因素、种族差异影响等技术缺陷;在伦理角度,若不严加规范PGT-P的筛选指征则容易产生新的社会问题。本文主要综述了目前PGT-P的技术组成和最新进展,并对其未来的发展,尤其是如何建立完整且适用于我国人群的筛查模型提出了展望。

低深度全基因组测序技术在复发性流产遗传学病因诊断中的应用

目的应用低深度全基因组拷贝数变异分析(CNV-seq)技术研究胚胎染色体异常在复发性流产(RSA)及偶发流产(SA)中的差异。方法采集158例RSA患者(RSA组)和244例SA患者(SA组)的流产组织进行CNV-seq检测,对可疑染色体异常的夫妇进行高分辨外周血染色体核型检测。结果402例样本中有2例检测失败,检测成功率99.5%(400/402)。共检测出染色体异常238例(59.5%),包括染色体数目异常212例(89.1%),致病性拷贝数变异25例(10.5%),单亲二倍体1例(0.4%)。RSA组和SA组总体染色体异常、非整倍体、三倍体发生率差异均无统计学意义。RSA组致病性拷贝数变异在染色体异常中的构成比显著高于SA组(P<0.05)。高分辨外周血核型分析检测共发现4例平衡易位携带者。35~39岁年龄段中SA组胚胎染色体异常率高于RSA组(P<0.05)。2组早期流产中胚胎染色体异常率均明显高于中期流产;早期流产中,SA组的流产组织(POC)染色体异常率高于RSA组(P<0.05)。结论CNV-seq可以对胚胎染色体数目异常和染色体片段重复/缺失进行精准诊断,在RSA和SA的遗传学病因诊断中同样重要,可为再生育指导提供依据。

胚胎植入前遗传学检测在阻断常染色体隐性多囊肾病家系多囊肾/多囊肝病变1基因新突变遗传的应用

目的探讨基于二代测序(NGS)技术的单核苷酸多态性(SNP)连锁分析在常染色体隐性遗传性多囊肾病(ARPKD)家系胚胎植入前遗传学检测(PGT)中的应用价值。方法选取1个ARPKD家系,女方孕期产检发现胎儿有多囊肾行引产,胎儿基因检测为多囊肾/多囊肝病变1基因(PKHD1)复合杂合突变c.10444C>T(父源)和c.4303del(母源),其中c.4303del突变为首次报道。采用多重聚合酶链反应(PCR)和NGS在突变位点两侧2M区域内选择335个信息丰富、紧密连锁的SNP位点作为遗传连锁标记,构建夫妇双方携带基因突变的SNP风险单体型。体外受精后行囊胚培养。对活检获得的滋养层细胞进行全基因组扩增(WGA)后,采用Sanger测序直接检测PKHD1基因突变,采用基于NGS的SNP连锁分析鉴别携带突变的染色体,同时进行拷贝数变异(CNV)分析以进行低深度的染色体非整倍性筛查。结果6个活检囊胚中有4个为未携带突变的整倍体,有1个携带杂合突变的嵌合体,1个测序数据波动大,无法判断。选择其中1枚未检测到突变的优质整倍体胚胎进行冻融胚胎移植(FET),足月分娩一健康婴儿。结论应用基于NGS的SNP连锁分析进行PGT具有高效稳定的特点,可有效阻断ARPKD在家系中的垂直传递,同时可避免因妊娠非整倍体胚胎而导致的流产问题。该研究也是首次针对PKHD1基因c.4303del突变的PGT报道。

哺乳动物合子基因激活时期染色体的表观遗传学变化

哺乳动物受精后,胚胎由母源因子调控逐渐转变为合子型调控,表达合子转录本,即合子基因激活(zygotic gene activation,ZGA)。其间发生了剧烈的表观遗传学变化,如组蛋白修饰、DNA甲基化重编程以及染色质重塑等。表观遗传学重塑的异常可导致严重的发育缺陷,甚至胚胎致死。因此,了解ZGA过程中的表观遗传学变化对于明确其致病机制至关重要。本文综述了哺乳动物合子基因激活时期DNA甲基化重编程、组蛋白修饰以及染色质重塑3个方面的最新研究进展,以期为深入探究哺乳动物合子基因激活时期染色体的表观遗传变化提供参考。

Cockayne综合征携带者行胚胎植入前单基因遗传学检测助孕成功1例

Cockayne综合征是一种罕见的进行性加重的常染色体隐性遗传病,可累积全身多个系统。本文报道1对同时携带ERCC8基因Exon4缺失突变的夫妇因生育过1个Cockayne综合征A型患儿,现欲生育健康孩子来我院就诊的诊疗经过。该对夫妇通过胚胎植入前单基因遗传学检测(PGT-M)成功阻断了该基因突变向子代的垂直传递,之后经冻融囊胚移植获得妊娠并活产1名健康女婴。

混合教学模式下研究生“基因工程与遗传学”课程思政建设研究

课程思政既是高校教育教学的重要组成部分,又是培养学生政治素养的重要途径。为了推进研究生“基因工程与遗传学”课程思政建设,课程组以课程思政目标为指导,探索出了“线下理论授课、线上微课程建设、线下线上互动讨论”的模式,针对专业知识点充分挖掘思政元素,构建课程思政案例库,激发学生的科学探索精神、爱国主义情怀和民族自豪感,切实增强专业课思政育人效果。

交叉学科语境下中国动画电影的再认识——基于遗传学三律理论下神话基因的融合之路

神话文学,是古人的繁星与沧海,是历史的诗意与浪漫。中国神话如同遗传基因,在中国动画这个载体中不断延续,始终未曾湮灭。本文联动生物学领域与动画学领域,以遗传学三大定律为视域,解读中国动画中的“神话基因”。遗传学三大定律是指基因的分离定律、自由组合定律、连锁与交换定律,它的意义在于优化后代。运用遗传学三律理论优化中国动画“神话基因”,对于中国神话动画的未来去向具有上下求索的引路意义。

9例儿童雄激素不敏感综合征临床特点和遗传学特点分析

目的 分析雄激素不敏感综合征(androgen insensitivity syndrome, AIS)患者的临床资料和遗传学结果。方法 收集2017—2022年在江西省儿童医院就诊的9例AIS患者临床资料,完善相关实验室检查及性腺、腹股沟彩超,并进行基因突变检测。结果 9例患者染色体均为男性核型,其中7例患者的社会性别为女性,2例为男性;所有患者就诊原因均有腹股沟斜疝(或伴有性别模糊),均发现AR基因突变,病例1为新突变(p.R608fs*18)。66.6%(6/9)的AIS患者突变位于配体结合域(ligand binding domain, LDB),80%(4/5)的完全型雄激素不敏感综合征患者突变位于LBD,50.0%(2/4)的部分型雄激素不敏感综合征患者突变位于LBD。55.5%(5/9)AIS患者突变类型为错义突变。结论 错义突变为AR基因常见突变类型,LBD是AIS的主要突变部位,外生殖器表现为女性患者,如发现腹股沟斜疝,应常规行性腺及腹股沟彩超检查以排外AIS。

《根据CYP2D6、OPRM1和COMT基因型选择阿片类药物治疗方案的临床药物遗传学实施联盟指南》解读

阿片类药物被广泛用于中度至重度疼痛的治疗,然而其镇痛效果及不良反应存在广泛的个体差异。药物遗传学研究表明,基因多态性与上述个体差异有密切关系,研究较多的为CYP2D6、μ阿片受体(OPRM1)和儿茶酚-O-甲基转移酶(COMT)等基因的多态性。2021年2月,临床药物遗传学实施联盟(CPIC)发布了《根据CYP2D6、OPRM1和COMT基因型选择阿片类药物治疗方案的临床药物遗传学实施联盟指南》。该文对指南进行解读,总结CYP2D6、OPRM1和COMT基因多态性对阿片类药物镇痛效果和不良反应的影响,同时提出基于CYP2D6基因型指导临床使用可待因、曲马多和氢可酮等阿片类药物的治疗建议,以期为临床个体化用药提供参考。

胚胎植入前遗传学检测技术的临床应用现状分析

胚胎植入前遗传学检测(preimplantation genetic testing,PGT)是在体外受精-胚胎移植技术(in vitro fertilization-embryo transfer,IVF-ET)的基础上,对卵母细胞(极体)或胚胎(卵裂期或囊胚)进行活检并行染色体和(或)基因检测,选择不致病和(或)染色体整倍体的胚胎进行移植,避免下一代发生相关的遗传性疾病或因染色体异常导致的流产,从而达到优生优育的目的。程德华等[1]详细总结了PGT应用范围,主要包括单基因疾病、染色体异常、高龄、反复种植失败以及复发性流产患者,还可应用于人类白细胞抗原(human leucocyte antigen,HLA)分型、线粒体相关疾病以及携带严重疾病易感基因的人群。

1例罕见α-地中海贫血产前诊断与家系分子遗传学分析

目的 对1例疑似携带罕见地中海贫血(简称地贫)的产前诊断胎儿进一步测序分析,对先证者进行家系分子遗传学分析。方法 运用血常规和血红蛋白电泳进行地贫筛查,采用gap-PCR法和PCR-RDB法检测24种地贫突变,对疑似罕见地贫进行基因测序分析。结果 先证者为--~(SEA)地贫与α2基因IVS-Ⅱ-119地贫双重杂合子,其IVS-Ⅱ-119地贫基因遗传自母方,--~(SEA)地贫基因遗传自父方。结论 --~(SEA)/α~(IVS-Ⅱ-119)α HbH地贫患儿的诊断,为罕见地贫的遗传咨询和产前诊断提供科学理论依据。

组织特异性基因敲除小鼠生产的动物遗传学综合实验设计

设计了脂肪组织KDM2A基因特异敲除小鼠生产及基因型鉴定的综合实验。该实验采用线上线下混合的形式,以科研成果组蛋白赖氨酸去甲基化酶KDM2Aflox/-基因编辑杂合小鼠和脂联素(Adipoq)介导的环化重组酶(Cyclization recombination enzyme, Cre)-Adipoq-Cre工具小鼠为材料,通过设计小鼠的杂交实验方案,获得F3代小鼠。采用聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction, PCR)技术对F3代小鼠KDM2A和Adipoq-Cre的基因型进行鉴定,筛选脂肪组织特异KDM2A基因敲除小鼠(Adipoq-Cre+-KDM2Aflox/flox)。该实验设计涵盖经典遗传学孟德尔分离定律和自由组合定律、分子遗传学的基本理论、分子生物学检测技术、基因编辑技术、Cre-loxp介导组织特异性基因敲除等知识与技能。具有综合性、设计性及研究性的特点。

以基因定位为主线的遗传学教学构架及案例

遗传学无论发展到哪个阶段,基因定位始终是其要研究的主要内容之一,基因定位在生物分子育种、作物遗传改良、基因检测辅助疾病诊断、靶向药物开发等领域有着极其重要的作用。随着测序数据及大数据的发展,产生了多种多样的基因定位方法,“连锁”和“关联”是最主要的分析思路,以动植物、人类、微生物及病毒的生殖和遗传变异特点,用知识和思维导图的形式,重点介绍基于同源重组的核基因定位的教学案例,旨在为学生线上线下自主、探究式学习遗传学提供导引。

基因组时代卒中遗传学研究的文献计量学及可视化分析

目的对人类基因组工作草图公布以来卒中遗传学、基因组学领域已发表的论文进行文献计量学研究,分析该领域的研究现状、热点及发展趋势。方法以一代测序(2000—2007年)、全基因组分型芯片(2008—2015年)和二代测序(2016年至今)为代表性技术,将2000年至今划分为3个阶段。在WebofScience核心合集检索脑血管病领域发表的遗传学、基因组学方面的英文文献,对文献的发表时间、地区、研究机构等信息进行汇总,使用VOSviewer 1.6.18进行统计分析并对结果进行可视化。使用H指数评估论文产出数量与论文水平。结果共纳入8833篇英文文献。美国是卒中遗传学、基因组学领域文献的最主要贡献者,发文量高达3291篇,H指数为182,发文量和H指数在所有国家/地区中均居首位。中国发文1765篇,H指数为66,分别排名第2位和第10位。国际卒中遗传学联盟是该研究领域的重要参与者,联盟和主要负责人的发文量居所有作者的前20名。卒中遗传学、基因组学的研究热点从早期的关联分析和荟萃分析,逐步过渡到近几年兴起的孟德尔随机化研究。结论在卒中遗传学、基因组学领域,我国虽然起步较晚,但在发文总量上有赶超的趋势。我国卒中相关的临床和科研人员应积极参与国内和国际学术合作,进一步提升我国在该领域的影响力。

乌鲁木齐市结核分枝杆菌群体遗传学研究

目的 对乌鲁木齐市结核分枝杆菌进行群体遗传学研究,揭示其遗传变异情况、单倍型分布和群体历史动态。方法 使用全基因组测序技术对乌鲁木齐市七区一县的结核分枝杆菌群体进行测序,通过单核苷酸多态性进行基因分型,开展群体遗传多样性、遗传结构、基因流动和历史动态分析。结果 结核分枝杆菌群体样本共457个,其中检测出22个单倍型,单倍型多样性(H_(d))为0.890 49,核苷酸多态性(π)为0.496 83,群体遗传多样性较高。AMOVA分析显示,结核分枝杆菌群体遗传变异主要发生在群体内,群体间遗传分化系数(F_(st))为0.068 9,基因流(N_(m))为3.42,结核分枝杆菌群体间有较高的基因流动。中性检验和错配分析表明乌鲁木齐市结核分枝杆菌群体可能没有经历明显的快速扩张事件。结论 乌鲁木齐市结核分枝杆菌群体遗传性较高,主要发生群体内遗传变异,具有明显基因流动。

辅助生殖技术对胎盘表观遗传学的影响

辅助生殖技术(ART)是目前治疗不孕症患者的常用方法,但其对胎盘发育的不良影响是值得关注与讨论。近年来,越来越多的研究表明,ART可能会对胎盘的表观遗传学调控产生影响,导致不良妊娠结局。ART的体内外过程与自然妊娠环境存在差异,导致胎盘表观遗传学异常,包括DNA低甲基化、组蛋白修饰异常、印记基因表达失调、干扰染色质重塑进程及非编码RNA异常表达等。本文就ART对胎盘表观遗传调控发育过程的影响进行综述。

Ehlers-Danlos综合征的临床遗传学研究进展

Ehlers-Danlos综合征(EDS)是一组罕见的遗传性结缔组织疾病,以关节过度活动、皮肤过度伸展和组织脆弱为主要特征。EDS的临床和遗传异质性较强,误诊、漏诊均较为常见,基因检测是明确诊断的重要方式。EDS部分亚型已有初步的基因型-表型关联研究结果,或是引入了疾病谱系的概念。这些研究加深了病因学理解,对临床疾病管理起到一定提示作用。2023年发布的《中国Ehlers-Danlos综合征诊疗指南》推荐对达到临床诊断标准或疑诊EDS的患者结合深度表型评估进行基因检测。但应当注意,患者的临床诊断与分子诊断可能并不一致。此外,对于未获得明确分子诊断的患者,可考虑通过定期数据重分析、整合RNA测序与家系全基因组测序、第三代测序等方式寻找致病性变异。本文简要概括EDS的临床遗传学研究进展,为临床诊疗和科研工作提供参考,最大程度提高EDS患者的生活质量。

性发育异常疾病遗传学诊断研究进展

性发育异常(disorders of sex development, DSD)是一大类性腺结构及功能异常的先天性疾病,其主要表现为生殖器外观、性腺结构、性染色体核型不一致等。DSD临床症状高度异质性,从生殖器外观和性腺功能的微小变化到严重的非典型性腺和生殖器都有可能发生。DSD的病因非常复杂,仅通过临床表现、影像学和内分泌检查等手段,很难对DSD进行明确的诊断与鉴别诊断,这对患者的性别选择、性心理发展以及个体化的治疗影响很大。遗传学诊断技术的发展开启了DSD患者诊断的新时代,已经彻底改变了DSD诊断过程。本文综述了DSD遗传学诊断及相关研究进展,为这类疾病的预防、个体化治疗、改善疾病预后以及遗传咨询提供参考。

遗传学原理下的疾病基础研究新模式

遗传学是研究生命体性状传递规律和机制的科学,其核心目标是确定性状和遗传信息的载体——基因之间的关系。迄今为止,人们在性状基因关系的探索方面取得了巨大的成就,在这一过程中也积累了系统的研究方法。其基本的研究逻辑可以概括为两个思路,即正向遗传学思路——从性状的深入分析到发现控制该性状的基因,反向遗传学思路——从突变功能未知的基因观察基因突变产生的性状。然而,若将人类疾病也看作是人类性状,那么遗传学方法在疾病研究中的贡献还没有达到人们的期望。近年来,随着人类基因组计划的完成而建立起来的组学技术方法和数据库,给研究人类疾病性状带来了新的机遇,从而引发了疾病基础研究模式的转变。