孟德爾遺傳病是新生兒出生缺陷的重要原因之一。對于，這些疾病的診斷通常基于兒童的病癥、表型特點(diǎn)進(jìn)行臨床判斷，同時(shí)通過細(xì)胞、分子檢測手段確認(rèn)染色體水平的結(jié)構(gòu)變異或基因水平的突變進(jìn)行病因確認(rèn)。傳統(tǒng)的細(xì)胞或分子診斷方法包括核型分析、芯片分析、目標(biāo)基因的一代Sanger測序等，而隨著二代測序的發(fā)展，高通量測序在疾病病因?qū)ふ抑兄鸩斤@示出巨大的潛力。

 

二代測序方法中全基因組測序、外顯組測序和定向基因測序是最為常用的方法，各種方法各有其優(yōu)勢。全基因組測序覆蓋了最廣泛的區(qū)域，可以檢測非編碼區(qū)的突變，但測序量要求大，費(fèi)用高，測序平均深度低，發(fā)現(xiàn)的突變的置信度可能下降。疾病相關(guān)基因的定向測序所需的測序量最少，獲得的測序深度最大，但不適合用于罕見的、或者相關(guān)疾病基因研究不成熟的遺傳病。而外顯子組測序相比全基因組測序降低測序量，提高測序深度，使得突變的發(fā)現(xiàn)更加可靠，而針對所有編碼區(qū)域、部分表達(dá)調(diào)控、microRNA測序等全面的檢測，相比定向基因測序更加全面，因而在目前來看在疾病病因診斷中的應(yīng)用更廣。

 

最近在新英格蘭發(fā)表的一篇文章¹中利用NimbleGen SeqCap VCRome外顯子組捕獲對250個(gè)先天性發(fā)育異常的兒童進(jìn)行外顯子組測序，以確定其患病的遺傳機(jī)制，在25%的病人中發(fā)現(xiàn)82個(gè)高可疑的致病性突變。其中，33個(gè)病人為常染色體顯性遺傳，16個(gè)病人為常染色體隱性性遺傳，9個(gè)病人為X染色體遺傳疾。另外的4個(gè)病人被診斷出同時(shí)攜帶兩種不同疾病的致病基因突變，提示通過家族病史、身體檢查的診斷結(jié)果可能存在錯(cuò)誤。該文獻(xiàn)詳細(xì)介紹了實(shí)驗(yàn)方法、分析篩選和出具報(bào)告的過程，可供參考。

 

作者認(rèn)為相比核型分型、芯片、一代Sanger測序來說這種外顯子捕獲測序方法的遺傳性病因檢出率更高，更接近正確的診斷結(jié)果，而從時(shí)間和成本上來說又比其它檢測要低。有些結(jié)果雖然還需要后期實(shí)驗(yàn)跟蹤驗(yàn)證，但是仍然不影響這種方法成為臨床使用的診斷方案。

 

在今年早些時(shí)間發(fā)表的另一篇文獻(xiàn)2中，使用了同一個(gè)NimbleGen SeqCap VCRome外顯子組捕獲試劑進(jìn)行遺傳病的突變檢測。此文中，作者對于進(jìn)行性神經(jīng)性腓骨肌萎縮癥（Charcot-Marie-Tooth neuropathy）家族的病人同時(shí)進(jìn)行了全基因組及全外顯子組測序，外顯子組測序確認(rèn)了SH3TC2 基因在該疾病的致病性作用，并表明目前的疾病突變數(shù)據(jù)庫可能存在錯(cuò)誤，而個(gè)體的基因組結(jié)構(gòu)改變可能影響基因變異的最終功能。文章比較了全基因組及全外顯子組測序發(fā)現(xiàn)的基因變異的差異，指出外顯子組測序通過提高測序深度，可以解析全基因組測序發(fā)現(xiàn)的一些模棱兩可的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)更多有臨床意義的突變。

 

從上述文章中可見，就目前測序技術(shù)發(fā)展水平而言，外顯子組測序在孟德爾遺傳病的病因發(fā)現(xiàn)方面有較大的優(yōu)勢，和較廣泛的應(yīng)用對象。

 

1.Yang Y et al. Clinical Whole-Exome Sequencing for the Diagnosis of Mendelian Disorders. N Engl J Med. 2013 Oct 2. DOI: 10.1056/NEJMoa1306555

 

2.Lupski et al. Exome sequencing resolves apparent incidental findings and reveals further complexity of SH3TC2 variant alleles causing Charcot-Marie-Tooth neuropathy. Genome Medicine 2013, 5:57