單基因遺傳病基因檢測主要內(nèi)容現(xiàn)狀與展望檢測方案背景介紹病例分享單個(gè)基因變異引起，符合孟德爾遺傳規(guī)律常顯（AD）常隱（AR）X連鎖（XL）Y連鎖（YL）線粒體遺傳致畸、致殘、致死，無有效治療方法，重在預(yù)防先天性終身性遺傳性臨床表型和遺傳異質(zhì)性定義遺傳方式危害性特點(diǎn)發(fā)病率單一發(fā)病率低，但種類多，總發(fā)病率達(dá)2.5%。其中，全球出生人口單病累計(jì)發(fā)病率為10/1000*什么是單基因遺傳病？*數(shù)據(jù)來源：/genomics/public/geneticdiseases/en/index2.htmlSource:NorthCarolinaInstituteforRare,Orphan,andNeglectedDiseases機(jī)遇與挑戰(zhàn)/statistics/entry單基因遺傳病數(shù)目及檢測機(jī)構(gòu)/sites/GeneTests/?db=GeneTests7693種282817310119234全球基因檢測實(shí)驗(yàn)室分布/常見基因檢測技術(shù)方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)Array-CGH，SNPArray檢測精度高、準(zhǔn)確性高通量高檢測1M以上的缺失/重復(fù)依賴已有數(shù)據(jù)庫，不能發(fā)現(xiàn)新變異基因SNP具有種族差異（假陰性）MLPA同時(shí)檢測缺失/重復(fù)一對引物檢測多個(gè)位點(diǎn)檢測已知突變基因SNP具有種族差異（假陰性）Sanger測序，PCR，qPCR明確、簡單、對于已知基因或位點(diǎn)的檢測快速有效 測序的“金標(biāo)準(zhǔn)”通量低成本高需要設(shè)計(jì)引物和探針，優(yōu)化反應(yīng)條件等，操作較復(fù)雜NGS通量高全面解決多基因、遺傳異質(zhì)性疾病、新變異位點(diǎn)等問題

多個(gè)個(gè)體同時(shí)檢測（降低成本）準(zhǔn)確性高SNV、缺失/重復(fù)的檢測準(zhǔn)確性高成本相對較高，但大樣本測序成本低CNV靈敏度、準(zhǔn)確性稍低檢測周期相對較長主要內(nèi)容現(xiàn)狀與展望檢測方案背景介紹病例分享單基因遺傳病系列產(chǎn)品及檢測策略全基因組疾病可對所有疾病檢測結(jié)果包括大量臨床意義不明突變，難以解釋科研為主，沒有用于臨床可以用于PGD、胎兒基因組等用途費(fèi)用高，周期長全基因組重測序擴(kuò)增一個(gè)性狀或一個(gè)疾病的基因檢測點(diǎn)突變和缺失重復(fù)發(fā)現(xiàn)新突變、但不能發(fā)現(xiàn)新基因檢測相關(guān)基因組合臨床意義明確結(jié)果解釋容易可以發(fā)現(xiàn)新突變、不能發(fā)現(xiàn)新基因可以檢測75-85%致病突變對整個(gè)外顯子組捕獲測序發(fā)現(xiàn)點(diǎn)突變和缺失重復(fù)可能發(fā)現(xiàn)臨床意義不明的突變，難以解釋發(fā)現(xiàn)新基因單一疾病全外顯子組疾病Sanger,QPCR,Panel單一疾病檢測Panel疾病組合或全Panel檢測全外顯子組測序檢測一類或一個(gè)系統(tǒng)疾病根據(jù)疾病類型不同設(shè)計(jì)不同的檢測方案1單基因遺傳病11大基因檢測400+疾病，1200+基因單基因遺傳病基因檢測的意義輔助診斷確定致病突變，精確診斷；指導(dǎo)治療指導(dǎo)醫(yī)療干預(yù)或治療；指導(dǎo)預(yù)后保健；風(fēng)險(xiǎn)評估了解致病基因攜帶情況，評估患病風(fēng)險(xiǎn)；為受檢者提供建議，采取適當(dāng)措施降低患病風(fēng)險(xiǎn)；遺傳咨詢指導(dǎo)優(yōu)生優(yōu)育，避免將致病基因遺傳給下一代技術(shù)方法目標(biāo)區(qū)域捕獲+新一代高通量測序技術(shù)檢測技術(shù)

:目標(biāo)序列捕獲高通量測序（主要）PCR-Sanger定量PCR驗(yàn)證技術(shù):PCR-Sanger定量PCRLR-PCR特點(diǎn):準(zhǔn)確、專業(yè)、高通量、高性價(jià)比

目標(biāo)序列捕獲高通量測序技術(shù)的優(yōu)勢MLPA、一代測序目標(biāo)序列捕獲+高通量測序13數(shù)據(jù)庫分析正常人群遺傳多態(tài)性數(shù)據(jù)庫dbSNP頻率信息Hapmap頻率信息千人基因組93個(gè)中國人頻率信息100個(gè)正常人頻率信息Newlyreported單基因病突變數(shù)據(jù)庫準(zhǔn)確定位單基因疾病致病突變尋找新型致病基因發(fā)現(xiàn)新型致病位點(diǎn)OMIM:onlineMendelianinheritanceinMen./omimHGMD:HumanGeneMutationDatabase.CardiffUniversity,UKhttp://www.hgmd.cf.ac.uk/ac/index.phpLOVD:LeidenOpenVariationDatabase.更強(qiáng)大的檢測手段？不在芯片列表上的疾病？芯片無法檢測的疾??？病因不明的疾病？尚未發(fā)生的疾??？全外顯子組基因檢測（WES）2臨床全外顯子組檢測內(nèi)容全外顯子組測序單基因病主訴相關(guān)12類疾病其他主訴無關(guān)的偶然發(fā)現(xiàn)ACMG推薦報(bào)道的57個(gè)基因攜帶者篩查22,000多個(gè)基因180,000多個(gè)exon2752個(gè)基因4000多種疾病核心內(nèi)容主訴相關(guān)檢測2752基因4272種疾?。∣MIM數(shù)據(jù)庫）神經(jīng)肌肉類疾病原發(fā)性免疫缺失智力障礙代謝病性發(fā)育障礙遺傳性腫瘤遺傳性腎病遺傳性骨病矮小癥遺傳性眼病聽力減退唇腭裂其他280個(gè)基因,119種疾病239個(gè)基因,212種疾病477個(gè)基因,444種疾病118個(gè)基因,80多種疾病195個(gè)基因,215種疾病108個(gè)基因,108種疾病394個(gè)基因,605種疾病374個(gè)基因,504種疾病463個(gè)基因,488種疾病222個(gè)基因,50多種疾病103個(gè)基因,98種疾病281個(gè)基因,308種疾病995個(gè)基因,1143種疾病主訴無關(guān)的偶然發(fā)現(xiàn)

——ACMG推薦報(bào)道的57個(gè)基因疾病疾病中文名基因HereditaryBreastandOvarianCancer遺傳性乳腺癌和卵巢癌BRCA1,BRCA2Li-FraumeniSyndromeLi-Fraumeni綜合征TP53Peutz-JeghersSyndromePeutz-Jeghers綜合征STK11LynchSyndromeLynch綜合征MLH1,MSH2,MSH6,PMS2Familialadenomatouspolyposis家族性腺瘤性息肉病APCMYH-AssociatedPolyposis;Adenomas,multiplecolorectal,FAPtype2;Colorectaladenomatouspolyposis,autosomalrecessive,withpilomatricomasMYH相關(guān)性息肉?。籉AP2型多發(fā)性結(jié)腸直腸腺瘤MUTYHVonHippelLindausyndromeVonHippelLindau綜合征VHLMultipleEndocrineNeoplasiaType1多發(fā)性內(nèi)分泌瘤病1型MEN1MultipleEndocrineNeoplasiaType2多發(fā)性內(nèi)分泌瘤病2型RETFamilialMedullaryThyroidCancer(FMTC)家族性骨髓甲狀腺癌RET,NTRK1PTENHamartomaTumorSyndromePTEN錯(cuò)構(gòu)瘤綜合征PTENRetinoblastoma成視網(wǎng)膜細(xì)胞瘤RB1HereditaryParaganglioma-PheochromocytomaSyndrome遺傳性副神經(jīng)節(jié)瘤-嗜鉻細(xì)胞瘤綜合征SDHD,SDHAF2,SDHC,SDHBTuberousSclerosisComplex結(jié)節(jié)性硬化癥TSC1,TSC2WT1-relatedWilmsWT1-相關(guān)型腎母細(xì)胞瘤WT1Neurofibromatosistype2多發(fā)性神經(jīng)纖維瘤2NF2EDS-vasculartype?Ehlers-Danlos綜合征血管型COL3A1MarfanSyndrome,Loeys-DietzSyndromes,andFamilialThoracicAorticAneurysmsandDissectionsMarfan綜合征，Loeys-Dietz綜合征和家族性胸腔主動(dòng)脈瘤和主動(dòng)脈夾層FBN1,TGFBR1,TGFBR2,SMAD3,ACTA2,MYLK,MYH11?Hypertrophiccardiomyopathy,Dilatedcardiomyopathy肥厚型心肌病MYBPC3,MYH7,TNNT2,TNNI3,TPM1,MYL3,ACTC1,PRKAG2,GLA,MYL2,LMNACatecholaminergicpolymorphicventriculartachycardia兒茶酚胺介導(dǎo)的多形性室速RYR2Arrhythmogenicrightventricularcardiomyopathy致心律失常性右室心肌病PKP2,DSP,DSC2,TMEM43,DSG2Romano-WardLongQTSyndromesTypes1,2,and3,BrugadaSyndromeRomano-Ward長QT綜合征KCNQ1,KCNH2,SCN5AFamilialhypercholesterolemia家族性高膽甾醇血癥LDLR,APOB,PCSK9Malignanthyperthermiasusceptibility惡性高熱RYR1,CACNA1S全外顯子組測序檢測意義及重要性

SLC26A3(D652N)先天性氯化物腹瀉Bartter綜合癥？118個(gè)近親生育阿拉伯裔MDD患者10個(gè)患者糾正診斷100個(gè)智力低下者及正常父母（Trios）13個(gè)個(gè)體發(fā)現(xiàn)denovo突變，3個(gè)XR250個(gè)各種單基因病患者，62個(gè)檢測出致病突變糾正診斷檢出率高全外顯子組測序檢測的優(yōu)勢是目前最綜合（覆蓋基因全面，性價(jià)比高）的基因檢測方式之一；可能會(huì)有一些揭示受檢者未來患病風(fēng)險(xiǎn)的偶然發(fā)現(xiàn)；可以隨著知識(shí)和研究水平的提高更新結(jié)果；有發(fā)現(xiàn)新基因的可能。單一疾病、單一系統(tǒng)分析全外分析單基因病檢測策略（panel、全外）疑似遺傳病患者表型明確異質(zhì)性低PCR-Sanger測序陰性異質(zhì)性高單基因Panel測序陰性表型對應(yīng)疾病不明全外顯子基因檢測（家系）醫(yī)生評估臨床表型不在panel檢測列表中、或無法判斷疾病、或懷疑由新基因?qū)е屡袛嗉膊≡趐anel檢測列表中服務(wù)流程樣本類型及運(yùn)輸要求樣品類型體積/總量運(yùn)輸/保存血樣成人不低于5ml，嬰幼兒不低于2ml。EDTA或檸檬酸鈉抗凝，充分顛倒混勻，避免血液凝固，采集后如即刻寄送，室溫（秋冬季）7天內(nèi)送達(dá)，炎熱天氣（春夏季）3天內(nèi)送達(dá)，冰袋/干冰運(yùn)輸最好。凍存外周血，需在-20℃保存，保存時(shí)間不超過2年，反復(fù)凍融不超過5次，需冰袋/干冰運(yùn)輸。DNA濃度不小于30ng/μL；DNA總量不低于3μg；OD260/280值在1.8-2.0之間，無降解，無蛋白或RNA污染。提取DNA后如即刻寄送，建議選擇干冰運(yùn)輸；對于凍存的DNA樣本，-20℃保存不超過2年，反復(fù)凍融不超過5次；不建議運(yùn)送凍存DNA。肌肉活檢組織100mg肌肉活檢組織采集后應(yīng)立即液氮冷凍保存，干冰運(yùn)輸。主要內(nèi)容現(xiàn)狀與展望檢測方案背景介紹病例分享病例一、Leigh綜合征臨床信息患者信息：男，27歲臨床表現(xiàn)：高熱后逐漸出現(xiàn)復(fù)視、行走不穩(wěn)4個(gè)月；雙眼活動(dòng)受限，四肢肌力III級(jí)，雙上肢掌全頜反射(+)，雙下肢Babinski征(+),四肢健反射低，雙下肢音叉振動(dòng)覺下降；頭MRI：中腦雙底節(jié)胼胝體壓部多發(fā)異常信號(hào)；生化檢測：血清乳酸slac:3.7mmol/l腦脊液乳酸csf-lac:3.74mmol/l臨床診斷：線粒體腦?。縈itoExon測序（線粒體遺傳病panel）致病突變：MT-ATP6基因的m.9176T>C突變

患者和患者母親sanger驗(yàn)證檢測到患者母親m.9176T>C雜合

突變，符合線粒體基因母系遺傳

規(guī)律；致病突變與患者癥狀相符，

確定疾病和致病原因。基因染色體突變位置核苷酸改變氨基酸改變功能改變Hom/Het（突變率%）突變類型MT-ATP6chrM9176m.9176T>Cp.Leu217PromissenseHom(99.4%)Leigh綜合征，已知致病突變患者

患者母親

基因檢測可以確定疾病和致病原因。25DMDMLPA結(jié)果：怎么辦？病例二、假肥大性肌營養(yǎng)不良癥--DMDDMD背景簡介臨床表現(xiàn)首先影響骨盆帶肌肉，以后累及肩胛帶肌肉。患兒雙側(cè)腓腸肌逐漸呈假性肥大，腱反射減弱或消失。實(shí)驗(yàn)室檢查血中磷酸肌酸激酶（CK）濃度顯著增高，肌電圖和肌肉活體組織檢查。分子機(jī)制DMD基因位于X染色體（Xp21.2），基因全長2.22Mb，是人類最大的基因，包含79個(gè)外顯子編碼區(qū)長11,334bp，編碼Dystrophin蛋白，由3,777個(gè)氨基酸組成。2627DMD基因捕獲及測序該病突變類型：-約60%缺失型，-5%-10%由微重復(fù)所致，-30-35%為點(diǎn)突變或框移突變，主要散發(fā)在整個(gè)DMD基因的編碼區(qū)

DMD基因外顯子長度和數(shù)目很大，常規(guī)Sanger測序檢測成本高、效率低。高通量測序能覆蓋多個(gè)外顯子，還對其中的微重復(fù)、點(diǎn)突變、框移突變都能檢測。純合缺失型:EX3_7del雜合缺失型正常女性28ID=indel792;status=novel;support=V64/W20;reads_ratio=76.19%;mut_type=Het;region=Gene;gene=DMD;NM_ID=NM_004006;strand_of_gene=-;wild_type=AT;flank_+15=TTTTTTTTCAATGTC;function=insertion芯片捕獲+測序結(jié)果恰當(dāng)?shù)姆椒ㄓ兄谔岣邌位虿≈虏⊥蛔兊臋z出率。案例三、腦白質(zhì)病變29簡要病史描述：一對夫妻結(jié)婚后生育一患兒，六歲不能行走。先證者主訴：出生至今不能跑跳、獨(dú)走病史：系G2P1足月剖宮產(chǎn)，產(chǎn)時(shí)無窒息，出生即哭聲低弱，吸吮無力，6月會(huì)豎頭，2歲以后會(huì)坐，至今不能獨(dú)走、跑跳，可短時(shí)獨(dú)站十余秒，近1-2年有倒退，智力正常。體格檢查：頭圍52cm，神清，心肺腹無異常，雙上肢近端肌力III級(jí)，遠(yuǎn)端肌力III+級(jí)，雙下肢肌力IV級(jí)，膝腱反射、跟腱反射可引出（減弱），跟腱攣縮，平臥不能爬起，腓腸肌無肥大，頜關(guān)節(jié)攣縮，牙齒咬合不全。患兒臨床診斷：先天性腎上腺腦白質(zhì)營養(yǎng)不良?；驒z測結(jié)果：相關(guān)基因ABCD1未發(fā)生突變。女方再次懷孕，生育出一名疑似患者，主要表現(xiàn)為6個(gè)月不能抬頭。30心肌酶CK491U/L,CK-MB28U/L，LDH-L352U/L，LDH-179U/L，AST79U/L，肝腎功能、電解質(zhì)正常代謝酶學(xué)檢查：酸性-β半乳糖腦苷脂酶GM1

己糖胺酶A（HexA）GM2

己糖胺酶B（HexB）Sandhoff病半乳糖腦苷脂酶Karbbe腦白質(zhì)營養(yǎng)不良

β-葡糖腦苷脂酶GaucherDiseaseα-半乳糖腦苷脂酶FabryDisease

酸性α-葡萄糖苷酶PompeDisease

芳香硫酸酯酶A（ASA）MLD

酸性鞘磷脂酶（ASM）Niemannpick'sDisease血尿代謝篩查正常，脂酰肉堿正常，極長鏈脂肪酸正常。頭顱MRI提示白質(zhì)異常，胼胝體、腦干正常腦電圖正常肌電圖提示肌源性損害輔助檢查先證者（哥哥）:31其弟:足月，剖宮產(chǎn)，產(chǎn)時(shí)無窒息，出生時(shí)家長即覺患兒吸吮無力，吃奶慢，哭聲低弱，活動(dòng)少，不會(huì)蹬被子，家長自覺患兒活動(dòng)少，60天可豎頭但不穩(wěn)，3月可逗笑，6月不能抬頭，9月不能獨(dú)坐，康復(fù)治療近1月覺好轉(zhuǎn)。查體：頭圍40cm，四肢肌力IV級(jí)，肌張力低，雙側(cè)膝反射、跟腱反射未引出，顱神經(jīng)檢查未見異常，仰臥拉起時(shí)可豎頭，俯臥時(shí)不能豎頭。肌酶

AST:152U/L，LDH-L755U/L，LDH-1113U/L，CK5354U/L，CK-MB197U/L。肌電圖提示肌源性損害4月時(shí)MRI正常頭顱見白質(zhì)異常，

胼胝體、腦干正常肌肉見腓腸肌、

大腿內(nèi)側(cè)肌群異常信號(hào)家族史32診斷思路

缺氧自身免疫性感染代謝性疾病腦血管病腫瘤中毒性

原發(fā)性繼發(fā)性肌肉疾病腦白質(zhì)病變肌營養(yǎng)不良肌病肌炎遺傳性腦白質(zhì)病33LAMA2：

父親：

p.Lys682LysfsX22,c.2045_2046delAGSanger驗(yàn)證34對照母親父親先證者定量PCR驗(yàn)證EX5存在缺失35肌酶肌電圖頭顱核磁先天性肌營養(yǎng)不良1A型

(congenitalmusculardystrophy1A,MDC1A)遺傳方式：常染色體隱性遺傳致病基因：LAMA2先天性肌營養(yǎng)不良1A型背景介紹36c.2045_2046delAG/wtEX5del/wtEX5del/c.2045_2046delAGEX5del/c.2045_2046delAG參考文獻(xiàn):GuicheneyP,etal.PCRbasedmutationscreeningofthelamininalpha2chaingene(LAMA2):applicationtoprenataldiagnosisandsearchforfoundereffectsincongenitalmusculardystrophy.JMedGenet.1998Mar;35(3):211-7.生育指導(dǎo)自然懷孕+產(chǎn)前診斷領(lǐng)養(yǎng)供精/供卵PGD單基因+產(chǎn)前診斷準(zhǔn)確的臨床診斷，有利于尋找致病基因，指導(dǎo)下一胎生育。解決方案37病例四：貝氏肌營養(yǎng)不良（BMD）患者信息：男，40歲，成都人，無遺傳病史現(xiàn)病史：雙下肢肌肉漸近性無力、萎縮兩年。輔助檢查：CK4212.3/L,肌電圖顯示肌源性損害。疑診貝氏肌營養(yǎng)不良（BMD）送檢。經(jīng)華大檢測DMD基因：檢測結(jié)果陰性。38患者患者正常人正常人撒網(wǎng)式的基因panel有助于尋找致病基因，輔助臨床明確或修正診斷。

31個(gè)基因的組合疾病panel肢帶型肌營養(yǎng)不良2B型：DYSF基因存在2個(gè)剪切突變，c.144+1G>A和c.342+1G>T雜合突變

篩查LCA17個(gè)已知相關(guān)基因，未見致病突變LCA:先天性利伯氏黑蒙全外顯子組基因檢測2460未經(jīng)報(bào)道的變異10個(gè)無義突變改變了蛋白質(zhì)的表達(dá)5個(gè)突變表達(dá)在視網(wǎng)膜上NMNAT1,LCA9,1p36.22病例五

、Gavin的故事——全外顯子組尋找致病突變769G>Ap.Glu257Lys/507G>Ap.Trp169*+/+c.769G>A,p.Glu257Lysc.507G>A,p.Trp169*用Sanger法驗(yàn)證TheNMNAT1mutationinother10casesfrom9unrelatedfamilies錯(cuò)義突變無義突變ChiangPWetal.,2012驗(yàn)證9個(gè)家庭的10個(gè)病例均發(fā)現(xiàn)了NMNAT1突變在panel檢測未果的情況下，全外顯子組測序有助于尋找致病基因，甚至發(fā)現(xiàn)新的致病基因。主要內(nèi)容現(xiàn)狀與展望產(chǎn)品介紹背景介紹病例分享國際罕見病研究聯(lián)盟CanadaFORGEPro