1.高分辨率光学基因组图谱在检测隐匿性染色体重排中的临床应用



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近日,医学遗传学经典期刊Journal of Medical Genetics(Q1区)在线刊表了复旦大学附属妇产科医院集爱中心一项研究成果。该研究通过对多种结构变异检测技术在隐匿性平衡染色体重排(Balanced Chromosomal Rearrangements, BCRs)的检测比较,揭示了高分辨率光学基因组图谱(optical genome mapping, OGM)在隐匿性染色体重排变异检测中具有独特优势,并推荐可以将OGM作为一种新的检测隐匿性BCRs临床一线手段



研究背景



染色体重排在多种人类遗传疾病发生发展中有着深远的影响,BCRs变异携带夫妇发生流产或生育缺陷患儿的风险异常升高。临床上,根据染色体易位片段大小和易位区带条带特征可分为肉眼可见的和隐匿性的BCRs,其中前者可通过常规染色体核型分析明确诊断,而后者却超出核型分析的检测能力。当前荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization,FISH)技术可以诊断BCRs,但前提是需要通过CMA或CNV-seq在携带者夫妇流产组织或受累子代中检测到染色体不平衡重排作为提示,且需要位点特异性荧光探针及中期细胞分裂相培养,所以FISH的临床应用限制较大。因此,临床上需要探索一种更加高效、便捷且准确性高的检测BCRs的新技术方法。



研究路线


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研究对象与结果



该研究通过对11对染色体核型正常但有复发流产或受累后代的夫妇进行OGM基因组范围内的染色体结构变异检测,在受检者中检测到不同类型的染色体重排事件,其中包含隐匿性的相互易位、小片段插入及倒位连接的易位等,同时检测结果还提示了重排染色体的较精确的断点区域。基于OGM提示的断点区域,研究者们通过LR PCR+Sanger测序进一步确定了变异的真实性和精确断点。此外,研究还通过CMA芯片检测、CNV-seq和FISH技术证实了变异的准确性。


(受检者中隐匿性重排的变异详情)


(OGM变异检测结果及LR PCR和Sanger测序验证结果)


(FISH变异验证结果)


研究结果表明,OGM技术能够准确检测到隐匿性BCRs,且可以精准定位出断裂点所在区带,结果准确可靠。此外,OGM可以揭示额外的复杂重排事件,能进一步细化相关潜在的遗传解释。该研究结果提示OGM在诊断隐匿性BCRs方面具有独特的优势,可作为临床常规检测的一线方法,为BCRs临床诊断提供了新思路、新视野。该研究的实验部分由上海韦翰斯生物提供。



OGM技术简介



光学基因组图谱技术(optical genome mapping, OGM)是一种新型高分辨率细胞遗传学分析技术,该技术可以利用单个DNA分子基因组限制性内切酶图谱快速生成高分辨率、有序的全基因组限制性内切酶图谱,在检测基因组结构变异的方面具有重大应用价值;这一技术进而可以与现有的高通量测序技术(next generation sequencing, NGS)相结合,优化涉及遗传病、肿瘤、血液病等多个领域的检测流程。



优质服务,助力科研



韦翰斯面向各类教育研究和医疗机构提供遗传病方向的科研合作,包括基因组学、转录组学、表观遗传学蛋白质组学四大方向。


在了解到客户的实际需求后,我们经验丰富的管理人员会对项目的需求进行采集和评估,着手制定方案或给出方案建议,还会根据客户需要进行技术咨询;完成协商、签署合同之后,韦翰斯强大的实验团队会按照合同约定保质保量地完成项目,并且发送包括质检报告、中期报告和结题报告在内的相关结果,最终再根据客户反馈来妥善安排售后服务。

2.基因诊断发现国内首例丙酮酸羧化酶缺乏症患儿的新型剪接突变

今天跟大家分享一篇于2022年4月28日刊载在Frontiers in Pediatrics期刊(IF:3.418)上的病例报道,由成胜权教授陶东英医生等人撰写,来自韦翰斯的杨敬敏博士参与了该项研究,先证者是一名20个月大的丙酮酸羧化酶缺乏症(PCD)患儿,系国内首个报道的PCD病例,文章探明了该患儿的新型剪接突变,并证明了其致病性;不但填补了国内PCD相关临床信息的空白,也丰富了PC基因的突变谱系,为该病的诊治贡献了新的思路。




丙酮酸羧化酶(PC)作用示意图:丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase)是一种线粒体基质酶,可将丙酮酸转化为草酰乙酸(oxaloacetatic acid),进而参与糖异生和能量产生的过程;


PC活性降低将导致:


①丙酮酸的积累,随后在体内转化为乳酸,最终引发乳酸性酸中毒 ;


②草酰乙酸的减少还会使糖异生发生减少,导致机体供能不足;


③其他相关的临床表型还包括酮症酸中毒和高氨血症等。



丙酮酸羧化酶缺乏症简介




丙酮酸羧化酶缺乏症(PCD)是一种罕见的常染色体隐性遗传疾病,由丙酮酸羧化酶(PC)的活性不足所致,其最为常见的临床特征包括神经发育迟缓、丙酮酸水平升高、乳酸性酸中毒、酮体水平升高和高氨血症。目前PCD主要表现为三种临床形式:


1婴儿型(A型),主要在北美洲人群中发现。通常于患者出生几个月之内(婴儿期)发病,典型特征包括肌张力减退、发育迟缓和乳酸血症,随后出现感染、腹泻和其他症状,最终导致婴儿期或儿童早期死亡;


2新生儿型(B型),主要在欧洲发现,尤其以法国人群为主。通常以严重的乳酸酸中毒、高氨血症为特征,患者通常于出生后3个月内死亡;


3迟发型(C型)病情较轻,也称为温和型。通常表现为正常或轻度延迟的神经发育和发作性代谢性酸中毒。


截止文章成稿之时,全球范围内仅报告了33例PCD病例,而且没有一例发生在中国人群,因此本文描述的先证者为国内首例PCD患儿。



先证者情况介绍




先证者是一名20个月大的男童,是一对身体健康、近亲结婚夫妻的第一个孩子,最开始因为精神发育迟缓和反复乳酸酸中毒入院。患儿足月出生,初始的身材体型均属正常,但在3个月时出现双侧眼睑阵挛发作,每次持续30秒到1分钟;成长至9个月大时,又出现了严重的乳酸性酸中毒,表现出生长迟缓、呼吸急促和嗜睡等症状,急性发作期间还会出现一系列实验室检查指标上的异常:血浆pH值降低、血浆乳酸/血浆氨和葡萄糖以及丙氨酸和瓜氨酸水平显著增高;随后在患儿34个月大时,又出现了一次极为严重的代谢性酸中毒发作,尽管进行了透析治疗,患儿的病情仍然持续恶化,乳酸水平从7.7 mmol/L上升至23.4 mmol/L,最终不治身亡。



明确致病突变




尽管先证者的生命已经无法挽回,研究者还是需要将这个宝贵的案例研究透彻,以明确国内首例PCD患儿的致病原因。通过观察患儿的临床症状已经可以初步判断为婴儿型(A型)丙酮酸羧化酶缺乏症,随后研究者通过家系全外显子组测序(WES)的手段确认了诊断;进一步的发现表明,先证者是PC基因中(c.1825+5G>A)突变的纯合子,该位点的突变在Genome Aggregation Database (gnomAD) 或1000 Genomes 数据库中均未有过报道。


随后为了验证该突变位点的致病性,研究者使用四种不同的预测软件(Varseak、splice AI、dbscSNV_ADA和dbscSNV_RF)对该突变的影响进行预测后,结果一致表明其会导致PC基因mRNA的异常剪接;


紧接着研究者对先证者及其父母,还有健康对照组的cDNA扩增产物进行了NGS测序,证实在先证者的cDNA中保留了部分PC基因13号内含子结构,从而导致蛋白编码异常,而父母双方都是相同异常剪接突变的杂合携带者;


最终使用Sanger测序与健康对照进行对比验证后,得出了可靠的结论:PC :c.1825+5G>A的突变会引起丙酮酸羧化酶基因mRNA的异常剪接,先证者样本中保留了192 bp的13号内含子结构,根据ACMG指南该变异被评定为致病;综合考虑临床表现、基因分析和cDNA测序结果,研究者最终确定该突变为患者PCD的病因




图A:体内RT-PCR片段的凝胶电泳显示,先证者的条带大于对照组,证明先证者的cDNA可能存在异常剪接;


图B:对cDNA的NGS测序结果显示,先证者的cDNA保留了部分PC基因的13号内含子且为纯合子,其父母双方均为杂合子;


图C、D:PC基因的示意图,显示出了剪接突变发生的位置以及Sanger测序结果,表明该剪切突变导致PC基因的13号内含子发生了192bp的保留。



早确诊,早治疗




对于该病的鉴别诊断,需要注意与其他遗传代谢病——尤其是容易导致高乳酸血症和神经发育异常的类别进行区分,例如I 型糖原积累综合征 (GSD1)、丙酮酸脱氢酶复合物缺乏症 (PDHCD)、遗传性果糖不耐受和果糖-1,6-双磷酸酶缺陷等等。在此过程中,一条重要的思路是发现其他疾病包括的,但是PCD表型谱中没有的一些症状,比如常见于 I 型糖原积累综合征和果糖-1,6-双磷酸酶缺乏症中的低血糖和肝肿大;或者像PDHCD与PCD在临床表型上虽然没有差异,但无法在PDHCD患者中检测出血酮体。


但是PCD本身就是极为罕见的疾病,更何况国内临床上对PCD的认知尚处于经验不足的状态,再考虑到遗传代谢病通常具有复杂的表型异质性和外显率的变化,单单通过对于患者症状的观察即使可以做到大致上的判断视其为疑似病例,但最终出于严谨和负责的角度还是有必要从基因层面进行确诊——正如文献中的研究者所做的那样。


本文报道的病例不仅是国内首例PCD病例,其突变位点还是首次发现的新型致病变异,对于该剪接突变致病性的证明不仅丰富了PC基因的突变谱系,也为此后该类疾病的基因诊断提供了新的依据。


文中提到的患儿于三个月大时表现出临床症状,初期的表现并没有呈现出很强的特异性,直到后续随着病情进展出现严重的发育迟缓和代谢异常,才引起了家属的重视送往医院治疗,但最终还是无力回天。虽然针对早期症状就做出准确的诊断困难重重,但其实并不难判断患儿的症状是由遗传病引起的,如果能够在早期就明确病因、进行治疗,多数疾病都会有更好的治疗和预后效果。



韦翰斯全外显子测序项目

(WES)



韦翰斯的全外显子测序项目(WES)可以一次检测人类基因组中近2万个已知核基因的外显子和毗邻剪接区域(±20bp),以及线粒体基因组全长测序,可同时检测线粒体突变导致的相关疾病,是针对病因不明的遗传病患者最全面、高效的解决方案。无论是发病率极低的罕见病,还是表型缺乏特异性难以诊断的遗传病,甚至像文中患儿这般是由于尚未收录的突变致病的情况,都可以通过WES的检测手段发现可能的致病突变,再经由韦翰斯认真负责的生信分析及人工解读去出具一份详实可靠的报告,把真相和希望带给患者和他们的家属。


优质服务,助力科研




韦翰斯面向各类教育研究和医疗机构提供遗传病方向的科研合作,包括基因组学、转录组学、表观遗传学和分子生物学四大方向。在了解到客户的实际需求后,我们经验丰富的管理人员会对项目的需求进行采集和评估,着手制定方案或给出方案建议,还会根据客户需要进行技术咨询;完成协商、签署合同之后,韦翰斯强大的实验团队会按照合同约定保质保量地完成项目,并且发送包括质检报告、中期报告和结题报告在内的相关结果,最终再根据客户反馈来妥善安排售后服务。

3.案例分享 | 这种眼病,你选对方案了吗?

慢性进行性眼外肌麻痹(CPEO)是一种慢性进行性上睑下垂及眼球运动障碍,双侧眼外肌均受累,且眼肌麻痹极为缓慢,复视较少见。部分患者可合并四肢肌无力和运动不耐受。


CPEO也是线粒体大片段缺失突变中较为常见的表型,少数患者可检测到mtDNA的点突变(A3243G、G12316A、T4274C)。任何年龄均可发病,诊断年龄以41岁以上居多。


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线粒体DNA缺失综合征包括三个临床表现相关的综合征:Kearns-Sayre综合征(OMIM # 530000),进行性眼外肌麻痹(OMIM #157640)和 Pearson综合征(OMIM # 557000)。这三种综合征的症状可以在同一家庭中的病人里,或同一病人不同的疾病期发生转换。


除了CPEO以外,KSS和Pearson综合征也主要为mtDNA大片段缺失突变导致的临床表型,其发病机制相似,临床症状取决于mtDNA缺失在不同组织中的分布,线粒体的分布也存在组织异质性,即不同的组织线粒体分布数量不同。


因此线粒体疾病在进行mtDNA基因突变分析时应选择合适的检测方案,特别注意标本的选取,关注不同组织细胞中异质性比例。


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今天和大家分享两个线粒体缺失综合征的案例,了解检测方案、样本选取对于线粒体病基因检测的重要性!

案例1 :



临床表型:斜视,眼肌麻痹数十年;重点关注 CPEO、斜视相关,临床怀疑线粒体疾病;慢性进行性眼外肌麻痹。

既往检测史:

其他机构采了患者的外周血,做眼科的panel,仅发现受检者线粒体基因组的chrM-11084有单个碱基突变,该位点为临床意义未明。

检测数据经和正常人线粒体基因组结果比对,在基因组水平未发现大片段的缺失和重复。


临床医生仍高度怀疑线粒体缺失综合征韦翰斯建议取患者的眼外肌组织,做线粒体高深度测序,血液样本验证。

检测结果:

对受检者进行高通量测序检测线粒体 DNA 全部序列,发现受检者 m.****-***** 存在约9,122 bp 缺失,

该变异可能导致线粒体遗传的 Kearns-Sayre 综合征(KSS, OMIM #530000)。



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受检者通过二代测序发现线粒体基因组大片段缺失变异,结果如下图所示:
NC_012920.1:m.****_*****del

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电泳结果:

Kearns-Sayre 综合征是一种线粒体缺失综合征,有组织异质性,可能会导致组织和血液的异质性比例不一致的情况,

现在组织的高深度测序显示,异质性变异比例98%以上,与电泳图结果一致。


受检者的血液的电泳图有两个带型,一条16kb左右,一条较淡的带型,约7kb大小,血液样本中推测受检者血液中存在组织异质性变异的可能。
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案例2:



临床表型:患者有眼外肌麻痹,临床怀疑Kearns-Sayre 综合征?CPEO?

检测方案:采集了受检者的组织样本,进行线粒体的高深度测序(LongPCR+NGS),分析mtDNA点突变和基因组大片段缺失。

检测结果:

对受检者进行高通量测序检测线粒体 DNA 全部序列,发现受检者 m.****-***** 存在约4964bp 缺失,

该变异可能导致线粒体遗传的 Kearns-Sayre 综合征(KSS, OMIM #530000)。


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受检者通过二代测序发现线粒体基因组大片段缺失变异,结果如下图所示:
NC_012920.1:m.****_*****del
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CPEO、KSS综合征等线粒体缺失综合征,应根据患者的具体的临床症状,注意受检者的送检样本类型和基因检测方案的选择,综合考虑线粒体的组织异质性,来更好的提高线粒体疾病的检出率。


进行性眼外肌麻痹

疾病概述


慢性进行性眼外肌麻痹(CPEO)是以上睑下垂为首发症状的一种遗传性眼病。临床表现为慢性进行性上睑下垂及眼球运动障碍,因为双侧眼外肌均受累,且眼肌麻痹极为缓慢,所以复视较少见。部分患者可合并四肢肌无力和运动不耐受。

以往的研究表明本病的发生与线粒体(mtDNA)的损伤有关,属于线粒体脑肌病的一种类型。


随着基因检测技术的发展,

mtDNA 大片段缺失、点突变及与线粒体功能密切相关的核基因突变进一步证实CPEO 及 CPEO 叠加综合征是一类线粒体疾病。


疾病介绍


    CPEO


临床表现


CPEO是一种线粒体肌病,表现为进行性眼外肌麻痹,即上睑下垂和眼球活动障碍,双眼可同时或先后发病,瞳孔可正常,复视少见。

病情缓慢进展,眼外肌可逐渐纤维化,最终可出现眼球固定,可伴有视网膜病变、视神经萎缩、角膜浑浊等,部分患者存在四肢近端肢体无力。


临床诊断


肌活检病理可见破碎红纤维(ragged red fiber,RRF),光镜下RRF在Gomori染色中红染、SDH染色中深染,可见呼吸链复合物(COX)阴性纤维,

表明细胞色素氧化酶活性缺失,不同COX活性的纤维间隔排列,呈“马赛克”样。乳酸升高较少见。


发病年龄


CPEO为线粒体大片段缺失突变中较为常见的表型,任何年龄均可发病,诊断年龄为0岁以上的任何年龄阶段,

以 41岁以上居多,其次为 20~40 岁,20岁以下较少,尤其是5岁以下。


     KSS


临床表现


KSS是一种多系统受累的 20岁以前发病的线粒体脑肌病,临床表现以进行性眼外肌麻痹和视网膜色素变性为主,

如果伴心脏传导阻滞、共济失调和脑脊液蛋白增高 3 项中任何 1项时称为 KSS三联征。


除了进行性眼外肌麻痹的表现,色素性视网膜病变是KSS的重要临床特点,典型眼底改变为“椒盐状”(salt and pepper),即视网膜广泛色素改变,

包括颗粒状色素沉着和脱色素,症状最初比较轻微,但随着年龄增长会变得愈发典型而广泛,少数可进展到骨细胞样色素改变,此外,还有脉络膜毛细血管萎缩表现。

“椒盐状”视网膜病变的患者早期视功能通常不受影响,无明显视力下降,其眼底检查异常早于视网膜电图和眼电图出现。视网膜电图显示视网膜营养不良,视野检测无异常。


鉴别诊断


KSS 被认为是与 CPEO 有共同遗传基础的线粒体脑-肌病,是Kearn和Sayre在1958年首次报道的1种散发的多系统受累的线粒体脑-肌病。

临床根据20岁以前起病、进行性眼外肌麻痹和色素性视网膜病变,并至少出现以下症状之一:心脏传导阻滞、小脑共济失调、脑脊液蛋白增高(>100 mg/L)即可临床诊断。


KSS与 CPEO 同属 MD的同一种综合征的不同表现,当 CPEO发生在 20岁以前,伴视网膜色素变性、脑脊液蛋白增高、共济失调或心脏传导阻滞时称为 KSS ,

KSS是一种更严重的、变异的 CPEO 。


KSS临床异质性高,几乎都存在眼部症状,但不一定以眼部症状起病,且不一定在就诊时已经出现视网膜色素变性,需定期随访。

有些CPEO 的病例中也会出现色素性视网膜病,但较KSS轻微。



分子诊断


致病机制


KSS和CPEO是由于mtDNA缺失或重复突变致病,多为mtDNA的2~10 kb缺失,90%的KSS在所有组织中存在大片段(1.1~10.0 kb)的 mtDNA 缺失,已知与之相关的超过 150 种缺失或重复突变,

最常见的为 mtDNA 8470~13446 的4977bp 缺失。此外,部分 KSS 患者还存在大片段重复。


CPEO 多由于单个或多个mtDNA的大片段缺失所致,少数患者可检测到 mtDNA 的点突变(A3243G,G12316A、T4274C)。

检测手段


既往认为,KSS 和 CPEO 的分子诊断主要依赖于肌肉组织活检,病理发现 RRF 以及在肌肉组织中发现 mtDNA 缺失或重复突变而确诊,在外周血和尿液标本中通常不能检测到突变。

曾有报道 KSS 或 CPEO 只能在肌肉组织中检测到 mtDNA的大片段缺失或重复。可能与当时检测手段敏感度过低或外周血细胞中不存在突变(或突变比例过低)有关。


近年来,随着二代测序技术的出现和不断发展,通过外周血或尿液检测大片段缺失来进行诊断 KSS 成为可能,对于没有发现基因突变的,依然需要肌肉活检。

KSS 和 CPEO 一般为散发病例,少见有家族史。


外显率


在mtDNA相关疾病中,外显率是异常mtDNA分子比例的函数。一般情况下,当异质水平超过80%-90%时,可引起线粒体功能障碍和临床症状。

然而,现在人们认识到,这是高度可变的,取决于突变的位置和严重程度、检测的特定的组织、进行检测的年龄和使用的检测方法。


线粒体疾病受mtDNA和nDNA双重调控而致病的遗传代谢性疾病。

由于临床表现多样,缺乏特定的生物学标记物,涉及2个基因组的遗传方式,给基因诊断带来困难。


韦翰斯生物检测方案



针对于核基因或线粒体突变导致的线粒体疾病,韦翰斯生物检测方案建议如下:
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备注:临床怀疑是mtDNA片段缺失导致的线粒体缺失综合征,建议送检受检者的组织,结合long PCR+NGS做线粒体高深度测序。





4.蕴可安™无创产前检测排除胎儿耳聋患病风险一例




今年一月,一对年轻的夫妇在初步知悉了蕴可安™无创产前检测项目后联系了韦翰斯,在沟通后我们得知:他们已经育有一名患有耳聋的孩子,现在妻子再次怀孕,非常担心自己即将出生的孩子罹患相同的疾病。摊开一沓厚厚的诊疗资料,我们了解到这个耳聋的孩子患有双耳极重度感音神经性聋。正常个体能够听到的最小声音范围在0-25分贝之间,而极重度听力损失的患者只能听到90分贝以上的声音;要知道,90分贝相当于闹市区车水马龙的大街上的响度,而这仅仅是患者感知声音的开始。

鉴于这个家庭之前从未进行过基因检测,我们先建议他们以孩子为先证者进行家系临床全外显子组测序项目查明病因,结果发现孩子身上携带了TMC1基因上的2个杂合变异。经过一代测序验证后证实了分析结果的可靠性;这两个变异分别来自其父亲和母亲,符合受检者无家族史的描述。


先证者的临床全外显子组测序结果


古语有曰:“往者不可谏,来者犹可追。”当下这对年轻的夫妇能做的就是避免自己的二胎也降临到一个无声的世界上。以往常见的孕中胎儿基因检测需要通过羊水穿刺手段取样,羊水穿刺不但会为孕妇带来流产的风险,同时还可能引起早产、感染、母体免疫反应等并发症;更何况本案例中的准妈妈孕期较短,没有达到16-23周的羊水穿刺实施标准——相较之下,韦翰斯独有的蕴可安™无创产前单基因病检测项目不但更安全、更可靠,还能早在怀孕8周就通过无创的手段检测胎儿患病的风险。

基于对韦翰斯专业性的信任,这对夫妇选择了蕴可安™无创产前检测;就像常规基因检测那样,我们仅仅取用孕妇及核心家系的外周血,经过认真、严谨的实验室分析流程及检测结果解读之后,于15个工作日之内出具了详实可靠的检测报告——萦绕在受检夫妇心头的疑问最终随着阴性结果的到来而烟消云散:未在胎儿身上发现携带母源或父源的致病变异。


检测结果表:

胎儿的无创产前检测结果




韦翰斯是一家活跃在基因检测第一线的公司,旨在坚持不懈地提供各类优质的遗传病检测服务,为更多的家庭带去健康的孩子。


蕴可安™无创产前单基因病检测项目覆盖了2000多个基因相关的、致病机制明确的、2500多种单基因遗传病;可以针对任何有先证者的家系(先证者父母双方或一方为相同致病基因变异的携带者),在极短周期内做到准确高效的检测;除此之外,该项目在孕早期(怀孕8周)即可检测,为产前诊断留出了充足的时间,同时检测准确性>99%,远高于目前其他常规产前筛查项目;本项目采用外周血作为检测样本,避免羊水穿刺活检、绒毛膜活检和脐带穿刺术等传统取样方法带来的一系列安全隐患,真正做到又快、又准、又安全。

无创产前单基因病检测技术不同于传统的NIPT,主要是通过采取孕妇外周血,利用二代DNA测序技术对母体外周血中的游离DNA片段(cell-free DNA,cfDNA)进行测序,并将测序结果进行数据化处理、生物信息分析,最终解读出胎儿是否遗传父母的单基因突变,对降低出生缺陷发生起到非常重要的作用。目前,单基因病的无创产前检测逐渐成为全球NIPT临床应用的发展趋势。


5.韦翰斯人工筛选出仅有女性受累的罕见早发性近视一例

早发性高度近视是一种发生在学龄前儿童中的眼科疾病,基因遗传是主要的致病原因。


根据截止2021年的统计,人类孟德尔遗传数据库(OMIM)在线收录的相关基因有20个,基因突变引发的眼科疾病涵盖了多种遗传模式,不同疾病间的症状又常有重叠;因此基因检测和遗传分析对患者的早期诊断、精准治疗及预后处理至关重要,同时也对进行遗传分析与咨询的专业人士提出了巨大的挑战。


此外,随着变异筛选和评级软件的不断推陈出新,自动化的遗传学分析已经占据了越来越高的比重;在享受其带来的经济、便捷的同时,也出现了漏检一些极为罕见病症的可能性,因此人工进行突变分析有其不可替代的必要性。



今天我们带来了一篇针对早发性高度近视患者进行遗传检测的案例分享:


女孩在2岁时就已经出现了近视表型,3岁时在其他单位进行了第一次基因检测,结果显示患者及其父亲PRPF6基因位点上发生了相同的缺失-插入突变,导致了常染色体显性遗传的视网膜色素变性60型。在后续的复诊过程中,经验丰富的坐诊教授发现患者表现出来的症状与视网膜色素变性多有出入:不但电生理指标不吻合,而且患者也不具有夜盲症的表型。



出于对患者负责到底的理念,医生和患者父母沟通后一致决定再次进行基因检测,这一次他们选择了韦翰斯。我们在收到细心存运的受检者样本后,实验室按照严格的检测流程分析出了有关患者基因的原始数据,随后专业的遗传咨询团队一丝不苟地整理并寻找着有价值的信息。


事实果然如同教授预料的那样,患者的症状背后另有隐情:我们成功在患者的ARR3基因上找到了一处关键的杂合无义变异位点,可能导致基因功能缺失,并通过一代测序验证显示受检者父母均未检出该变异;虽然从严谨的角度出发,仅根据ACMG指南的评级结果不足以直接为该突变的致病性盖棺定论,但是新发变异的确认大大增加了该突变致病的可能性,使其成为一条重要的线索、一个一探究竟的机会。


位于染色体Xq13.1上的ARR3基因异常会导致X连锁女性限制性近视26型,这是一种非常罕见的眼科疾病,在OMIM数据库中仅有一篇研究了3个中国家系的文献报道,该病仅限女性发病:在三个家族中,所有杂合子女性成员都受到影响,而所有半合子男性家庭成员都不受影响(Xiao等人,2016),并且国内外对该病的致病机理也尚不明确;能够探明如此罕见的致病原因并合理解释患者出现的表型,离不开我们的遗传咨询团队始终坚持对突变位点致病性进行人工评级的努力,越是既往报道发现少见的情况越是难以通过自动化的分析手段实现精准判断,我们的坚守再一次证明了:功不唐捐。



新位点的发现不仅拨开了患者及家属心头萦绕的迷雾,同时还为临床研究标记出了一条新的研究思路:对本次发现的突变位点的功能性研究或许可以揭示ARR3基因和对应疾病之间的关联,进一步明晰致病机制。早发性近视本身对于患儿来说就是成长路上的一条拦路虎,更何况本案例中的女孩于两岁就罹患眼疾,处于大脑高速发展期的孩子睁眼望见的却是一片模糊不清、含混迷离的世界,是何等的不幸!假如在患儿第一次检测中便能明晰病因,又能够在病理更为明朗、预后更加精确的基础上及早干预,也许人生会大有不同。


本次基因检测结果除了发现与受检者临床表型相关的基因变异之外,更进一步地发现了DSC2基因上可能致病的1个杂合移码变异,DSC2基因异常可导致常染色体显性/隐性遗传的致心律失常性右室发育不良11型。这种心肌疾病在4-64岁间均可发病,以往病例的平均诊断年龄高达31岁,其隐匿性可见一斑;与此同时这种心肌病又容易导致年轻个体发生室性心动过速和猝死,足以说明起病迅猛;联系起这两个特点就好像能看见病人头顶上的一柄悬剑,不知何时会陡然落下。好在当我们提前知晓病人面临着心肌病的风险时,就可以及时向这个家庭提供具体的临床建议,包括定期对心脏功能和心搏节律进行检查、劝阻剧烈活动并给出日常预防的种种手段等,哪怕有一天发现了病情进展的征象也可以结合药物管理和手术治疗来预后,尽早发现潜在的风险是对患者及其家属生理和心理上的双重保障。


来自临床医生对韦翰斯的肯定



本次用于检测的项目为全外显子组测序(含线粒体),简称为WES;WES项目包含了对人类20000多个基因的全部外显子检测,平均的测序深度大于100×,其中30×以上覆盖了超过98%的区域,还有对线粒体全长的测序,平均深度大于1000×;主要分析的变异类型为点突变、小的插入缺失、杂合性丢失以及大于3个连续外显子的拷贝数变异 。覆盖全部基因编码区域的筛查布下了天罗地网,不仅让临床怀疑的重点检测对象无所遁形,还能根据ACMG的官方建议对一些发病较晚或预后较好的其他疾病做出风险提示(次要发现)以及报告与患者表型相关的一些突变位点(附录-其他变异),并结合一代测序对患者父母的相关位点进行验证,以明确患者突变的来源,为临床提供更加多元的、详尽的诊断线索。


在接下来的过程里我们会继续坚持严谨的人工筛选及评级标准,以最专业负责的态度做好基因检测的每一步,用优质的服务品质来落实“让每一个家庭都拥有健康的孩子”之理念。



值得一提的是,对于本例患者这种临床表型复杂难以确诊的情况,比上述的“先证者模式”更为契合的是“家系模式”:家系模式检测会直接对患者及其父母的基因进行全面的筛查,如果把单凭先证者测序结果和父母的一代验证进行的分析推测比作为“顺藤摸瓜”的话;拥有全部三人测序结果后便是“开门见山、一目了然”,对于患者的突变类型和致病性的读判不再依赖略显模糊的表型,而是根据父母相应位点的突变情况进行严格的遗传学解释,这样一来不仅结果直观确凿还大幅提升了置信度,可谓是真正意义上的又快又准。

6.由韦翰斯生物参与科研服务并署名的一例伴发多脏器畸形的新生儿糖尿病患者的临床及基因变异分析的科研文章

文章名:一例伴发多脏器畸形的新生儿糖尿病患者的临床及基因变异分析

DOI: 10.3760/cma.j.cn511374-20190814-00409

期刊:中华医学遗传学杂志, 2020,37(12) : 1371-1375.

目的:分析1例伴发多脏器畸形的新生儿糖尿病患儿的基因变异特点,明确其致病原因。

方法:应用全外显子组测序对患儿进行分析,并用Sanger测序进行验证。
结果:测序结果显示患儿GATA6基因第5外显子存在c.1454_1455del(p.K485Rfs)杂合变异,既往未见文献报道,患儿父母均未发现相同变异。
结论:GATA6基因c.1454_1455del(p.K485Rfs)杂合变异可能为患儿的致病原因,上述结果为该家系的遗传咨询和产前诊断提供了依据。

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