白癜风专科医院在哪里 http://news.39.net/bjzkhbzy/180306/6083965.html全世界有3.5亿人患有罕见疾病,这些疾病主要是由单个基因突变引起的。目前的临床分子诊断率约50%,全外显子组测序(WES)是最为有效的手段。对于WES诊断为阴性的患者,转录组测序(RNA-seq)在特定组织和疾病中具有已明确的诊断价值。然而组织活检并非常规临床诊疗手段,因此大部分患者的特异性组织样本较难获取。年6月,斯坦福大学遗传学系StephenB.Montgomery研究团队在NatrueMedicine上发表研究,评估了临床实践更易获取的血液样本RNA-seq作为罕见疾病诊断手段的效用。
本研究入组94例未诊断患者(含16种罕见病)和例对照样本(例不相关健康人和49例未患病家庭成员),研究人员应用自建统计分析方法对入组血液样本的转录组数据进行分析,验证了从转录组基因表达、可变剪切、等位基因特异性表达三方面异常数据结合解读过滤策略识别致病基因的临床应用效能。研究结果显示,RNA-seq诊断率为7.5%,候选基因分辨率的提高率为16.7%。
首先,评估疾病相关基因在血液中的表达情况。OMIM数据库涉及到入组疾病相关基因中,70.6%的基因在血液中表达,其中50%的剪切位点覆盖reads数大于5。其中,对变异不耐受的基因更倾向于在多个组织中进行表达,约66%的LoF不耐受基因在血液中表达。既往研究也显示与其他类型样本相比,血液中基因表达异常可有效识别具有较大罕见病致病效应的变异和基因。因此,血液样本转录组分析可以作为罕见病诊断的有效补充手段。
入组样本的基因表达量异常分析结果详见Fig1,基于z-score2的过滤标准,每例患者异常表达基因个。当结合“上游罕见变异情况+HPO匹配度+CADD得分”组合条件过滤后,可以将每例患者的异常基因数目降低到约10个/例(见Fig1d)。
Fig1罕见病患者中的异常表达。a.不同基因表达百分比水平下,LoF、错义、同义突变的异常表达基因在对照组和患病组中的富集情况。P值在Z-statistic基础上计算;b.Z-score阈值与表达异常数目关系;c.不同过滤标准下异常低表达基因占比(n=75);d.不同过滤标准下候选诊断基因的数目(n=75)。
异常可变剪切也是孟德尔病的重要致病因素之一。本研究队列中,异常剪切的检出数目与患病状态、基因的junction数目、基因的LoF不耐受正相关。Fig2c显示,RNAseq中剪切异常信息可以缩小WES或者WGS中影响可变剪切的罕见变异范围。应用不同过滤条件可缩小剪切相关候选基因的数目(Fig2d),使用综合过滤条件后,32%患者具有至少1个候选基因。
Fig2可变剪切异常值的检出。a.可变剪切异常的定义;b.不同z-score阈值下至少1个异常剪切的基因数目;c.每个样本中罕见变异的数目;d.不同过滤条件下剪切异常基因占比;e.应用罕见变异结合表型的过滤条件检出的异常数目较多;f.不同过滤标准下每个样本的候选基因数目。****P≤1×10?4;***P≤1×10?3;**P≤1×10?2;*P≤1×10?1
在等位基因特异表达(ASE)方面,RNAseq可以给WES或WGS检出的杂合突变、剪切突变、无义突变、表观突变提供更多的解读信息。因为基因组和转录组层面均会出现杂合子等位基因不平衡现象(allelicratio≤0.35or≥0.65)。因此在本研究中,研究者