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迄今为止最大规模的遗传病转录组测序研究,表明RNA-seq能检测更多的疾病变异

2017/04/24 来源:测序中国
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导读
Broad研究所最新的一项研究表明,对病变组织进行RNA测序(RNA-seq),能发现可能导致孟德尔疾病的突变,进而帮助临床对未确诊的遗传病患者进行诊断,而这些突变通过基因组测序则很难鉴定。

Broad研究所最新的一项研究表明,对病变组织进行RNA测序(RNA-seq),能发现可能导致孟德尔疾病的突变,进而帮助临床对未确诊的遗传病患者进行诊断,而这些突变通过基因组测序则很难鉴定。

相关研究由Daniel MacArthur 领导的团队进行,研究团队对这些未确诊的罕见遗传病患者的骨骼肌活检样本进行RNA-seq,以探索使用DNA测序不易鉴定出的新型致病突变,例如致病性剪接位点变异。这项研究于4月19日发表在《Science Translational Medicine 》上,是迄今为止最大的一项针对未确诊疾病患者进行转录组测序以确定遗传疾病相关未知突变的研究。

纽约基因组中心的Tuuli Lappalainen评论说,“这项研究很好地表明了RNA测序在发现和描述人类疾病相关突变中的应用前景,研究首次令人信服地展示了该应用的有效性。”

维康信托桑格研究所的Jeffrey Barrett进一步表示,“我们在利用DNA测序诊断罕见遗传病方面已经取得了巨大的进步,但是这种方法仍然无法鉴定约60%的病例中的相关突变。这篇新文章展示了一种寻找这些相关变异的方法。”

为了验证他们的转录组测序方法,MacArthur、哈佛研究生Beryl Cummings以及其他来自美国、英国、澳大利亚和加拿大的研究人员首先对13名已确诊遗传性骨骼疾病患者的骨骼肌样本进行RNA-seq。他们将这些RNA序列与来自基因型-组织表达(Genotype-Tissue Expression,GTEx)研究的180名健康人的RNA-seq数据进行比较。随后,该团队又对50名未确诊遗传性骨骼疾病患者的骨骼肌样本进行了相同的分析。

MacArthur说,“使用RNA测序诊断遗传病的好处是,我们可以直接看到DNA突变对基因表达和RNA剪接的影响。”

该团队在17个病例中鉴定出了致病基因突变,总体诊断率达35%。鉴定出的突变类型包括位于基因非编码区内的新剪接位点变异和与外显子不相邻的中断剪接位点。在4个病例中,研究者鉴定出了以前未发现的杜氏肌营养不良患者的肌营养不良蛋白基因的致病突变。此外,他们还在4个患者中发现了以前未知的严重胶原蛋白VI相关肌病的内含子突变,但是通过标准DNA测序检测不出这种突变。研究人员在另外27个胶原蛋白VI相关肌病患者中也鉴定出这种突变。

MacArthur表示,RNA测序提供了另一种鉴定致病突变的方法,并将诊断率提高到50%以上。

转录组学技术的关键是使用表达遗传突变的患病组织。对于那些不能获得患病组织的疾病,例如脑部疾病,MacArthur等人正在探索另一种方法:获得患者的皮肤或血液样品,并将其转化为诱导性多能干细胞(iPSCs),之后再将其分化为神经元或其他细胞类型。

参考文献:

B.B. Cummings et al., “Improving genetic diagnosis in Mendelian disease with transcriptome sequencing,” Science Translational Medicine, doi:10.1126/scitranslmed.aal5209, 2017.

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