全外显子组测序评估产前超声检测的胎儿结构异常
v
1.1 胎儿结构异常主要为染色体非整倍体、染色体拷贝数变异以及基因变异等遗传因素引起[1]。在研究胎儿结构异常时，我们一般会常规检测染色体非整倍体和染色体拷贝数变异，而通过全基因组测序检测基因变异所用不多。本文旨在利用全外显子组测序检出结构异常胎儿与发育障碍相关的基因变异所占的比例。
2.全外显子组测序介绍
2.1全外显子组测序也称目标外显子组捕获，是指利用序列捕获技术将全基因组外显子区域DNA捕捉并富集后进行高通量测序的基因组分析方法。是一种选择基因组的编码序列的高效策略，外显子测序相对于基因组重测序成本较低，对研究已知基因的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)和插入缺失标记 (insertion-deletion, InDel)等具有较大的优势[2]。
2.2外显子(expressed region)是真核生物基因的一部分，它在剪接(Splicing)后仍会被保存下来，并可在蛋白质生物合成过程中被表达为蛋白质[3-4]。外显子是最后出现在成熟RNA中的基因序列，又称表达序列。是既存在于最初的转录产物中，也存在于成熟的RNA分子中的核苷酸序列。在人类基因中大约有180,000个外显子，占人类基因组的1%，约30MB[5]。
3.方法
3.1对象来自2014年后多个医学研究中心文献报道。以妊娠11周通过超声检测发现胎儿颈部透明膜增厚（NT）或存在结构异常，并接受侵入性检查为纳入标准。同时保证受检者的丈夫也同意进行遗传性家系验证。对纳入的研究对象，在排除染色体非整倍体和染色体拷贝数变异后，用全外显子组测序对胎儿结构异常的原因进行评估。
△图2 全外显子组测序流程
4.结论
4.1 检出率。我们对纳入研究的610例样本进行全外显子组测序，并对相应的1202例受检者夫妻进行家系位点验证，根据等位基因频率、遗传模式和蛋白质功能预测进行生物信息学分析，发现在这610例胎儿样本中，有52例（8.5%）检出了具有诊断价值的遗传变异，有24例（3.9%）检出了意义不明确的基因变异位点；此外，在143例多系统异常胎儿中，有22例（15.4%）存在具有诊断价值的遗传变异；在81例具有心脏异常的胎儿中，有9例（11.1%）存在具有诊断价值的遗传变异；在65例骨骼异常的胎儿中，有10例（15.4%）存在具有诊断价值的遗传变异。然而，在妊娠早期仅仅发现胎儿颈部半透明层增厚的93例患儿中，仅有3例（3.2%）被检出具有诊断价值的遗传变异。
4.2 家系全外显子测序有利于提高检出率。采用家系测序方案，父、母、胎儿同时进行测序深度为30X的外显子测序，将显著提升异常检出率。
5.应用
5.1 遗传变异的筛查
遗传性疾病包括单基因病，多基因病，染色体异常疾病，线粒体基因病和体细胞遗传病等。
单基因疾病又叫孟德尔遗传病，是单个基因突变导致的疾病，常以孟德尔遗传模式存在于家系[6-7]。
5.2 发现致癌基因和抑癌基因
外显子区域突变容易导致非正常功能蛋白的产生，甚至和细胞癌变能力相关。这对肿瘤及遗传性疾病诊断及治疗等有重要意义[8]。
5.3 肿瘤分子分型
2.1全外显子组测序也称目标外显子组捕获，是指利用序列捕获技术将全基因组外显子区域DNA捕捉并富集后进行高通量测序的基因组分析方法。是一种选择基因组的编码序列的高效策略，外显子测序相对于基因组重测序成本较低，对研究已知基因的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)和插入缺失标记 (insertion-deletion, InDel)等具有较大的优势[2]。
2.2外显子(expressed region)是真核生物基因的一部分，它在剪接(Splicing)后仍会被保存下来，并可在蛋白质生物合成过程中被表达为蛋白质[3-4]。外显子是最后出现在成熟RNA中的基因序列，又称表达序列。是既存在于最初的转录产物中，也存在于成熟的RNA分子中的核苷酸序列。在人类基因中大约有180,000个外显子，占人类基因组的1%，约30MB[5]。
2.3外显子组测序是确定罕见的孟德尔遗传疾病的因果变化高效策略。
3.1对象来自2014年后多个医学研究中心文献报道。以妊娠11周通过超声检测发现胎儿颈部透明膜增厚（NT）或存在结构异常，并接受侵入性检查为纳入标准。同时保证受检者的丈夫也同意进行遗传性家系验证。对纳入的研究对象，在排除染色体非整倍体和染色体拷贝数变异后，用全外显子组测序对胎儿结构异常的原因进行评估。
4.结论
4.1 检出率。我们对纳入研究的610例样本进行全外显子组测序，并对相应的1202例受检者夫妻进行家系位点验证，根据等位基因频率、遗传模式和蛋白质功能预测进行生物信息学分析，发现在这610例胎儿样本中，有52例（8.5%）检出了具有诊断价值的遗传变异，有24例（3.9%）检出了意义不明确的基因变异位点；此外，在143例多系统异常胎儿中，有22例（15.4%）存在具有诊断价值的遗传变异；在81例具有心脏异常的胎儿中，有9例（11.1%）存在具有诊断价值的遗传变异；在65例骨骼异常的胎儿中，有10例（15.4%）存在具有诊断价值的遗传变异。然而，在妊娠早期仅仅发现胎儿颈部半透明层增厚的93例患儿中，仅有3例（3.2%）被检出具有诊断价值的遗传变异。
4.2 家系全外显子测序有利于提高检出率。采用家系测序方案，父、母、胎儿同时进行测序深度为30X的外显子测序，将显著提升异常检出率。
5.应用
5.1 遗传变异的筛查
遗传性疾病包括单基因病，多基因病，染色体异常疾病，线粒体基因病和体细胞遗传病等。
单基因疾病又叫孟德尔遗传病，是单个基因突变导致的疾病，常以孟德尔遗传模式存在于家系[6-7]。
5.2 发现致癌基因和抑癌基因
外显子区域突变容易导致非正常功能蛋白的产生，甚至和细胞癌变能力相关。这对肿瘤及遗传性疾病诊断及治疗等有重要意义[8]。
5.3 肿瘤分子分型
川公网安备 51010702002579号