应用全外显子测序探索视网膜色素变性家系的致病基因

来源 :温州医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ekinhushuang
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目的:视网膜色素变性(Retinitis Pigmentosa,RP)是视网膜感光细胞和视网膜色素上皮细胞进行性变性导致的一类常见的致盲性遗传眼病。典型的临床表现为早期的夜盲,随后出现渐进性的视野缺损及中心视力的下降。该病临床表现不一,发病年龄、病程进展及严重程度差异大,有些患者伴有全身的症状,以综合征形式出现。在全世界范围内的患病率约为1/3800,据估计全世界至少有100万的患者。该病虽然是单基因遗传病,但是遗传异质性高,约有1/3~1/2的病例有遗传背景。RP常见的遗传方式包括常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传和X连锁遗传,还有很大一部分患者是无家族史的散发病例,很难判断其遗传方式。目前已经报道的RP的致病基因有70多个,突变位点有3000多个。根据患者的临床表现、家族史及相关检查很难做出精确的基因诊断。  全外显子测序是指将基因组中外显子区域DNA捕获并富集后进行高通量测序的基因组分析方法。全部外显子区及外显子与内含子的交界区虽然只占全基因的1%,但是大多数与遗传表型相关的功能性变异是位于外显子区,应用该技术已经找到了很多孟德尔遗传病的致病基因。为探索一种高效地实用地可用于临床的寻找视网膜色素变性致病基因的方法,本研究旨在尝试运用全外显子测序方法探索一个中国视网膜色素变性家系的致病基因。  方法:收集了一个具有四代家族史的中国家系,该家族总共有14例患者,女性9例,男性5例,每一代都有人患病,无近亲婚配史。我们采集了7个患者和1个健康家属的外周血样,均对他们做了详细全面的眼科检查如视力、视野、眼底等。我们首先选取了包括先证者在内的2名患者和1名健康家属的血样,提取他们的基因组DNA送去公司做全外显子高通量测序。然后通过多种生物信息学方法对测序结果进行分析后获得候选的致病基因,接着用直接测序方法对候选致病基因的突变为点进行验证,排除假阳性的突变位点,结合家族内共分离验证确定致病基因。  结果:该家系中的所有患者均是在幼年时出现夜盲症状,大多患者在30岁左右时感觉到明显的视野缺损和视力下降,到晚年时基本上已经全盲。各患者的眼底都有RP典型的眼底表现如骨细胞样色素沉着、视网膜血管变细、色素上皮萎缩和视乳头苍白等。OCT检查显示各患者有不同程度的感光细胞的内节和外节变薄,组织结构紊乱。Humphrey视野检查显示患者的周边视野缺损明显,呈管状视野。随着患者年龄的增长,症状逐渐加重。在本研究中通过全外显子测序寻找出候选的致病基因,经过直接测序验证和家系共分离验证,筛查出该RP家系的致病基因为基因RHO。经验证该家系中患者均携带有基因RHO的第403号编码位点的杂合c.403C>T突变,导致该位点的氨基酸由精氨酸变为色氨酸,影响基因RHO编码视紫红质蛋白的正常功能,从而影响感光细胞中光电转化过程。该家系中正常的家属该位点均为野生型,这与他们常染色体显性遗传方式相符合。该突变位点已经在其他RP病人中有过报道,故可进一步确定p.R135>W是本研究中RP家系的致病突变位点。  结论:本研究成功运用全外显子测序的方法探索视网膜色素变性家系的致病基因,成功地找到了患病家系的致病基因。全外显子测序低成本、高通量及高效率的特点使其在研究很多孟德尔遗传病中有很大的优势,将其应用到临床上诊断一些类似视网膜色素变性类型的遗传病应该是一个行之有效的方法。
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