科學(xué)家首次借助第三代測序技術(shù)確診一種罕見遺傳病

  第三代測序技術(shù)的顯著特征就是讀長比二代測序更長。近日，科學(xué)家們首次利用第三代測序技術(shù)成功確定了二代測序未能檢測到的致病性大片段缺失突變，最終確診了一種罕見遺傳病。相關(guān)結(jié)論發(fā)表在BioRxiv上。
  目前臨床上主要利用短讀長測序（SRS）來進行基因組學(xué)分析，比如二代測序。SRS的主要特點是通量高、準確基數(shù)高以及成本低，但它無法解決高度雜合的基因組、高度重復(fù)序列、高GC區(qū)域、拷貝數(shù)變異、大的結(jié)構(gòu)變異等問題。相比而言，長度長測序（LRS）有著與之互補的優(yōu)勢，在臨床上可以檢測到SRS遺漏的遺傳變異。第三代測序技術(shù)的顯著特征就是讀長比二代測序更長。近日，科學(xué)家們首次利用第三代測序技術(shù)成功確定了二代測序未能檢測到的致病性大片段缺失突變，最終確診了一種罕見遺傳病。相關(guān)結(jié)論發(fā)表在BioRxiv上。　　　　患疑難雜癥，二代測序診斷無果　　　　這名患者為西班牙裔男性，無并發(fā)癥足月妊娠，出生前10天由于心臟和呼吸問題住院。7歲之前身體保持良好狀態(tài)。7歲時，他被發(fā)現(xiàn)患有左心房粘液瘤，并接受了手術(shù)切除。10歲時，他被發(fā)現(xiàn)患有睪丸腫塊，腫塊切除后被確定為睪丸母細胞瘤。13歲時，他被發(fā)現(xiàn)患有垂體瘤，并接受了保守治療。16歲時，他又被發(fā)現(xiàn)同時患有腎上腺垂體微腺瘤和左心室及右心房心臟粘液瘤復(fù)發(fā)，并接受了第二次簡單的復(fù)發(fā)粘液瘤切除手術(shù)。18歲時，他再次接受了復(fù)發(fā)性粘液瘤切除手術(shù)。此時，遺傳學(xué)家認為他的癥狀可能為Carney 綜合征（Carney complex ），并進行了Carney 綜合征致病基因（PRKAR1A）臨床檢測，但檢測結(jié)果為陰性。　　　　科學(xué)家們首次利用第三代基因測序成功診斷罕見病　　　　19歲時，超聲波檢測發(fā)現(xiàn)了多個甲狀腺結(jié)節(jié)，因而他同時還被診斷為ACTH非依賴性庫欣綜合征。21歲時，他通過經(jīng)蝶竇切除術(shù)來切除垂體腫瘤，但左心室復(fù)發(fā)性黏液瘤又被發(fā)現(xiàn)。到目前為止，他僅接受抗凝血保守治療以減少中風(fēng)的風(fēng)險。　　　　2016年，他考慮心臟移植。移植團隊認為心臟移植之前應(yīng)進行精準的分子診斷。此次他們采用了Illumina 的HiSeq 2500進行全基因組測序。數(shù)據(jù)分析由斯坦福醫(yī)學(xué)臨床基因組學(xué)服務(wù)（Stanford Medicine Clinical Genomics Service）負責(zé)。此次測序確定了一些單核苷酸變異和片段缺失以及插入，但并未確定任何可以解釋患者臨床癥狀的變異。　第三次測序首次確定與“疑難雜癥”相關(guān)的致病性結(jié)構(gòu)變異　　　　為了進一步診斷，研究人員利用 PacBio Sequel系統(tǒng)進行了低覆蓋度的全基因組測序，并且找到了結(jié)構(gòu)變異。他們共發(fā)現(xiàn)了大于50bp的6971個缺失片段和6821個插入片段。通過與對照組相比，研究人員排除了一些無關(guān)的突變，在疾病基因的外顯子區(qū)域確定了3個缺失片段和3個插入片段。其中一個為PRKAR1A基因外顯子的2184bp雜合子缺失，該基因也正是Carney綜合征的致病基因。　　　　這些變異通過Sanger測序得以證實，并被列入到致病變異解釋標(biāo)準中。該研究首次成功應(yīng)用全基因組的長度長測序來識別致病突變，這意味這長度長測序在確定致病性結(jié)構(gòu)變異上具有很大潛質(zhì)。研究人員呼吁更多的研究來評估長度長測序的診斷率，并開發(fā)常見人類結(jié)構(gòu)變異綜合目錄，為將來的研究提供支持?！　　　￡P(guān)于Carney綜合征　　　　Carney綜合征（Carney complex, CNC）是一種罕見的遺傳性疾病，最早于1985年由J Aidan Carney首先描述為由粘液瘤、皮膚色素沉著、內(nèi)分泌功能亢進所組成的綜合征。多發(fā)性內(nèi)分泌腫瘤和皮膚、心臟累及是本病的基本特點。　　　　已經(jīng)證實，PRKAR1A基因與CNC的發(fā)病有關(guān)，又稱為CNC1基因。該基因位于17q22-24，編碼蛋白激酶A（PKA）的調(diào)節(jié)亞基，在cAMP信號傳導(dǎo)通路中起重要作用。PRKAR1A基因作為一種抑癌基因，其突變可能與內(nèi)分泌腫瘤的發(fā)生有關(guān)。