全基因组测序技术在临床诊断中的应用

全基因组测序技术以其技术原理和检测范围为主要优势,已经在遗传病基因诊断、肿瘤基因检测、个体化用药研究等不同场景中展现出强大的应用价值。虽然全基因组测序技术相对于其他基因检测技术拥有更好的诊断效率、检测灵敏度和准确性等特点,但作为新技术必然存在应用及推广过程中的困难与挑战。该文主要述评了全基因组测序技术在临床诊断及其他相关领域中的应用及部分实例,同时为进一步优化和完善该技术的应用前景,详细探讨了该技术的优势与挑战。

新型冠状病毒感染疫情隔离管控期间上海和苏州地区儿童呼吸道部分病原体流行特征分析

目的通过对儿童呼吸道5种常见病原体IgM检查结果进行分析,探索上海和苏州两地这5种病原体在新型冠状病毒感染(COVID-19)疫情期间严格隔离管控条件下真实世界流行特征的变迁。方法该研究是一项基于医院的回顾性横断面人群研究,在上海和苏州两地开展,共收集了187054例门急诊患儿,用多重免疫检测法测定人血液中5种呼吸道病原体的IgM抗体,包括肺炎支原体(MP)、肺炎衣原体(CP)、呼吸道合胞病毒(RSV)、腺病毒(ADV)和柯萨奇病毒B(CVB),并用多变量logistic回归模型评估儿童各基线特征与呼吸道病原体之间的关联。结果5种儿童呼吸道病原体的IgM抗体阳性率为0.66%~17.44%,以MP为最高。儿童MP阳性率最高的年龄段是1~3岁(31.34%),而CP和CVB阳性率最高的均是1岁以下婴儿(CP为9.74%,CVB为1.13%)。RSV的阳性率总体水平低且随年龄而增加。此外,居住在上海地区的儿童感染ADV的概率(6.24%)较苏州地区的高。在上海研究人群中,发现年龄、就诊年份、居住的城市与检测的5种呼吸道病原体感染显著相关。在苏州的研究人群中,也发现了类似的结果。结论COVID-19疫情期间5种呼吸道病原体检测的阳性率发生了显著的变化,CP和ADV感染增加,而MP、RSV、CVB感染降低,提示呼吸道传染的严格管控措施可以改变部分病原体的流行特征。

出生缺陷分子诊断的现状与思考

出生缺陷是影响我国出生人口素质和威胁儿童健康的重大问题,遗传因素是导致出生缺陷的重要原因。对于由遗传因素所致的出生缺陷,分子诊断是其筛查、确诊与预防的关键手段。如何在临床开展大规模经济有效的分子诊断与筛查,是我国出生缺陷防治领域的重大挑战。本文将从我国出生缺陷疾病现状、分子诊断技术在出生缺陷防控中的应用及该技术在临床推广所面临的挑战等方面展开述评,以期为出生缺陷分子诊断的临床实践提供参考。

PRPS1 I72位点突变对急性淋巴细胞白血病耐药性的影响及其机制研究

目的·研究磷酸核糖焦磷酸合成酶1(phosphoribosyl pyrophosphate synthetase 1,PRPS1)I72位点突变是否能使急性淋巴细胞白血病(acute lymphoblastic leukemia,ALL)细胞对巯嘌呤类化学治疗(化疗)药物6-巯基嘌呤(6-mercaptopurine,6-MP)、6-硫代鸟嘌呤(6-thioguanine,6-TG)产生耐药性,并解释其作用机制。方法·将临床上已发现的PRPS1基因的各突变(I72F、R177S、V316L)和2个ALL细胞系(KOPN72bi和RS4;11)中存在的PRPS1基因突变(V208A、V289A)分别插入融合了绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)的载体pGV303中,用已证明的对巯嘌呤类化疗药耐药的PRPS1 A190T突变为阳性对照,对该类药不耐药的空载体pGV303(Vector)、PRPS1野生型(wild type,WT)及PRPS1 I72V突变为阴性对照。将上述构建好的载体瞬时转染入HEK-293T细胞(简称293T细胞)中,并采用蛋白质印迹法(Western blotting)检测PRPS1各突变体在293T细胞中的蛋白表达情况。采用药物敏感性实验检测并计算6-MP或6-TG对上述瞬转PRPS1各突变体的293T细胞的半数抑制浓度(half maximal inhibitory concentration,IC_(50))。随后,除PRPS1 I72F和I72V之外,将第72位异亮氨酸(isoleucine,I)变成其他氨基酸的多个突变即I72M、I72L、I72N、I72S、I72T分别插入载体pGV303中,瞬时转染入293T细胞后采用Western blotting、药物敏感性实验检测各突变体在293T细胞中的蛋白表达情况以及6-MP或6-TG的IC_(50)。采用慢病毒感染法将PRPS1 WT、I72F、I72V、A190T及载体pGV303感染REH细胞系,通过流式细胞术分选GFP阳性细胞以获得PRPS1各突变体稳定表达的细胞,并采用Western blotting及药物敏感性实验检测各突变体在REH细胞中的蛋白表达情况以及6-MP或6-TG的IC_(50),用以验证293T细胞获得的药物敏感性实验结果。采用AnnexinⅤ/DAPI双染法评估各REH细胞系的凋亡情况,并通过Western blotting检测各REH细胞系的DNA损伤相关蛋白[S139位点磷酸化的组蛋白H2AX(phosphorylated H2AX-S139,γ-H2AX)、磷酸化的细胞周期检验点激酶2(phosphorylated check point kinase 2,pCHK2)]和细胞凋亡相关蛋白聚(腺苷二磷酸核糖)聚合酶剪切体[cleaved poly(ADP-ribose)polymerase,cleaved PARP]的表达水平。使用PDB数据库(Protein Data Bank)中编号为2HCR(PDB code 2HCR)的PRPS1晶体结构图,通过三维成像及PyMOL软件预测并绘制I72位点、I72V和I72F的氨基酸残基及空间构象图。结果·Western blotting结果显示,瞬时转染的外源性PRPS1各突变蛋白在293T细胞中成功表达;药物敏感性实验结果显示,表达PRPS1 I72F、R177S、V316L、V208A与阳性对照A190T的293T细胞对6-MP或6-TG的IC_(50)均远高于表达V289A及阴性对照Vector、PRPS1 WT、PRPS1 I72V的细胞(均P=0.000)。将第72位异亮氨酸变成其他氨基酸后,Western blotting结果显示瞬时转染的外源性PRPS1 I72位点的各突变蛋白在293T细胞中成功表达;药物敏感性实验结果显示,表达PRPS1 I72M、I72F、I72L、I72N、I72S、I72T与A190T的293T细胞对6-MP或6-TG的IC_(50)均远高于表达Vector、PRPS1 WT、PRPS1 I72V的细胞(均P=0.000)。慢病毒感染REH细胞后,Western blotting结果显示在已构建的稳定细胞系中PRPS1 WT、A190T、I72F、I72V的蛋白高表达且表达量相似;药物敏感性实验结果显示,表达PRPS1 I72F、A190T的REH细胞对6-MP或6-TG的IC_(50)均远高于表达Vector、PRPS1 WT、PRPS1 I72V的细胞(均P=0.000),与293T细胞中瞬时转染得到的药物敏感性结果一致。AnnexinⅤ/DAPI双染法、DNA损伤和凋亡相关蛋白的Western blotting检测的结果均显示,经6-MP处理后,表达PRPS1 A190T、I72F的REH细胞系的DNA损伤和凋亡率明显低于表达Vector、PRPS1 WT、PRPS1 I72V的细胞(均P=0.000)。蛋白结构分析结果显示,PRPS1 I72F会使PRPS1的空间构象发生改变。结论·PRPS1 I72F、R177S、V316L、V208A、I72M、I72L、I72N、I72S、I72T突变可使细胞获得对巯嘌呤类化疗药的耐药性,PRPS1 V289A、I72V突变不影响细胞对巯嘌呤类化疗药的敏感性。293T中的药物敏感性实验结果和REH中的药物敏感性实验结果一致,证明293T细胞可以作为检测PRPS1突变对巯嘌呤类化疗药物耐药性的快速研究模型。PRPS1 I72位点突变对巯嘌呤类化疗药耐药性的影响可能与PRPS1结构发生改变有关。

关爱儿童呼吸健康, 从早期诊断开始——访上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心检验科主任潘秋辉教授

引起呼吸道感染的病原体种类繁多,由于临床症状缺乏特异性,给疾病的诊断带来了一定的困难,因此,呼吸道感染早期精确诊断就显得尤为重要。正值多种呼吸道疾病叠加流行的冬季,中华医学会《健康世界》邀请上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心检验科主任潘秋辉教授,从呼吸道感染早期诊断作为切入点,向我们介绍呼吸道病原体检测技术,加强对疾病本质的认识,增强自我防护意识,掌握防护技能,远离呼吸道感染。

基因组医学时代出生缺陷与罕见病的预防控制

出生缺陷与罕见病已成为重大公共卫生问题,早期防控和阻断是目前最有效的干预措施。近年来随着高通量测序等基因组检测技术的飞速发展,遗传性出生缺陷与罕见病的筛查和诊断水平得到了极大提高。本文从基因组学技术在孕前/胚胎植入前、产前、新生儿期各阶段的应用以及临床转化趋势等方面展开阐述,突显在基因组医学时代下构建早期精准预防控制体系的广阔前景。

呼吸道病原体检测技术未来发展的方向和趋势

季节交替之际,免疫系统发育尚不完全的儿童是呼吸道感染的高发人群。发热、咳嗽、咽痛症状明显,孩子受罪,家长心疼。若未及时对症治疗,则很可能发展为肺炎,重则危及孩子的生命。而令人头疼的是,不同病原体导致的呼吸道感染的临床症状相似,但传播能力、治疗方式、预后却各不相同,甚至可能存在混合感染,为临床诊断和治疗带来了困难,也对呼吸道病原体的早期诊断和鉴别诊断提出了更高的要求。