NEJM:深度測序讓致病突變無所遁形
日期:2014-08-22 09:23:11
致病突變有時只影響了小部分細胞,在這種情況下,二代基因組測序很容易遺漏這些突變。為此,波士頓兒童醫(yī)院的研究人員開發(fā)了一種實現(xiàn)深度測序的新方法,并在大腦疾病患者中成功鑒定了微小的體細胞突變(受到影響的細胞只占百分之幾)。這項研究發(fā)表在八月二十一日的《新英格蘭醫(yī)學》雜志上,為鑒定神經(jīng)和精神類疾病的病因提供了新工具。
“有兩種體細胞突變?nèi)菀妆缓鲆暎?rdquo;領導這項研究的Christopher Walsh博士指出。“一種是局限在特定組織的突變。舉例來說,如果突變只存在于大腦,而我們檢測的是血液,那就找不到這些致病突變。另一種致病性體細胞突變雖然發(fā)生在所有組織中,但是只影響一部分細胞,因此不容易被檢測到。”
Walsh和博士后Saumya Jamuar通過“定向高覆蓋度測序”技術,為158名腦部疾病的患者鑒定致病突變,這些患者的癥狀包括癲癇、智力障礙、語言障礙等。
研究人員并沒有分析整個基因組或外顯子組(所有蛋白編碼基因),而是把注意力放在一系列已知或有嫌疑的基因上,并且大大提高了測序的深度。
全基因組或外顯子組測序是將DNA分成小片段,然后對各個片段多次讀?。ㄒ话闶侨危H欢?,如果突變只發(fā)生在15-20%的細胞中,三十次讀取還不足以可靠地捕捉到它們,尤其是當突變只影響一個基因拷貝時。
為此,Walsh、Jamuar等人在測序候選基因時將讀取次數(shù)增大到200次以上。他們由此為27名患者(17%)確診了致病突變,其中八個致病突變只發(fā)生在一部分血細胞中(嵌合突變)。研究顯示,傳統(tǒng)Sanger基因組測序和全外顯子測序都有所遺漏。
“我們的研究表明,就算只有10%的血細胞發(fā)生突變,也能引起嚴重的腦部疾病,”Walsh說。“將測序局限在一定范圍之內(nèi),并提高測序覆蓋度,可以為我們找到更多的致病突變,幫助人們進一步理解相關疾病。”
Walsh認為,這項研究的結果也對de novo突變引發(fā)的疾病有幫助,比如自閉癥、癲癇等等。“傳統(tǒng)上觀點認為,機體內(nèi)所有細胞的基因都是一樣的。致病突變要么是父母遺傳下來的,要么來自受孕前的精子和卵子,”Jamuar解釋道。“我們的研究轉(zhuǎn)變了這一看法,證明不少大腦疾病的致病突變發(fā)生在懷孕之后,這些突變很容易被常規(guī)檢測忽略。鑒定這些突變不僅能幫助我們盡快確診,還可以為患者家庭提供更準確的遺傳學建議。”
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