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常见的单基因病有短指症、地中海贫血症、白化病、苯丙酮尿症等。随着二代测序技术的发展，尤其是外显子测序技术的出现，可以准确检测到基因组以及基因组蛋白质编码区的常见及罕见变异，极大地促进了疾病基因的识别。 研究方法 在单基因病的致病基因定位和克隆研究中,通常采用的家系连锁分析法及定位克隆技术是最有效、最准确的方法之一。但是，如果患病亲属的人数有限，或不外显、外显不全，或基因突变是自发产生的，则连锁分析多半失效，这是单基因疾病分子遗传学研究中常常难以克服的'瓶颈'。 然而，对全外显子组进行测序分析，所针对的是与疾病最相关的“蛋白质编码序列”区域，捕捉的是疾病大部分致病突变信息，具有所需样本数量少、低费用、高通量的优势和特点，故可以大大加快鉴定人类疾病基因的进程。 另外，对于外显子数目庞大的致病基因(如DMD、FBN1、PKD1等)，用全外显子组测序技术进行基因诊断，则比传统的PCR+Sanger测序法更为经济。单基因病研究思路根据样本情况不同，可分为家系样本和散发样本研究 。 2 样本选择 思路 家系样本 常染色体显性遗传（如图1），样本建议选取4例以上case；或者选取至少2例case和1例control。常染色体隐形遗传，样本建议选取核心家系的case子代和3-4例双亲个体。伴性染色体遗传，样本建议选取合适的亲代和子代作为case。 散发样本 收集同类型疾病患者的样本，进行关联分析。建议20例以上case，同时需要有对应的control。  图1 某患病个体家系图 3 技术路线 图2 艾吉泰康全外显子捕获流程图 按照以上技术路线将得到实验相关结果，但在整个流程中，样本类型、DNA片段长度分布等每一步都会对后期的实验结果造成影响。值得一提的是，捕获作为整个流程中最关键一步，捕获平台的选择显得尤为重要，不仅需要考虑探针的捕获效率、覆盖度和特异性，还需关注一些特殊区域（高/低GC、重复区域等）探针的设计。 为得到较好的实验结果，艾吉泰康AIwholeExome全外产品对全外显子区域进行了全覆盖，对CCDS、Ensembl、GENCODE等基因结构数据库和ClinVar、COSMIC等疾病数据库均达到高覆盖度，并且对高/低GC区域进行了探针设计和优化，同时保证高捕获效率。 4 生物信息分析路线  图3 艾吉泰康全外显子下机数据家系分析流程 1)进行变异注释，判断变异位点的有害性；经数据库的注释后，结果一般涵盖突变定位、类型、频率、生物学功能、代谢通路、有害程度打分、人群频率、遗传模式等信息，可以综合判断突变位点的重要程度。 2)针对研究目的不同进行如家系分析、关联分析等。家系分析需要家族内的样本，根据遗传模式过滤相同的遗传背景，能够更精确定位致病突变；关联分析适用面广，但是需要较大数量的case，才能降低假阳性率。 5 案例解析 图4 首次利用全外显子组测序鉴定出滑脱遗传家系基因SLC26A2的突变(A)并在散发病例中验证(D) 艾吉泰康蔡万世博士与西联合，通过对两个滑脱遗传家系的全外显子组测序，开展先天性发育不良椎弓峡部裂患者的致病基因研究。研究首次发现了硫酸盐转运因子基因SLC26A2的2个新型错义突变(c.2286A＞T,p.D673V;c.1922A＞G,p.H641R)，且都位于Stas结构域保守区。相比于野生型细胞，转染突变SLC26A2的CHO细胞硫酸根吸收活性显著下降，证实了这两个错义突变的致病性。 同时，为进一步助推靶向测序技术在科研与临床上的更多应用，艾吉泰康特推出低至1150元/样本的AIwholeExome™全外显子解决方案底价促销活动。 |
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