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【昊文章】天昊WGS平台助力客户解析PFIC1疾病未能被WES技术检出的致病突变-- ATP8B1 基因的大片段缺失/重复


原创 上海天昊生物 
 
 

“昊”项目文章

 
 
 
 
 
近日,复旦大学附属儿科医院肝病科王建设教授课题组发表文章解析了进行性家族性肝内胆汁淤积症1型的新变异------来源于ATP8B1 基因的大片段Deletion/Duplications,这些位点在以往的WES平台检测中未能检出。这一成果于9月17日在线刊登于《JOURNAL OF MOLECULAR DIAGNOSTICS》期刊。天昊生物遗传检测平台对此项目进行了全程协助。
 

下面小编就带大家一起学习一下这篇文章,

看看这次的致病位点如何被WES忽略,却又能被WGS发现

 

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英文题目:Whole-genome sequencing reveals large ATP8B1 deletion / duplications as "second mutations" missed by exome-based sequencing
中文题目:全基因组测序发现ATP8B1大片段缺失/复制是外显子测序所遗漏的 "第二个致病突变"
发表期刊:《JOURNAL OF MOLECULAR DIAGNOSTICS》
影响因子:5.57

 

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研究背景

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●进行性家族性肝内胆汁淤积症1型(PFIC1)是由ATP8B1的双等位基因突变引起的。

●在一些被临床诊断为FIC1疾病的患者中,最初的基因检测(Sanger测序和panel测序)只发现了一个已证实或预测的ATP8B1的致病变异。


 

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研究目的

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对临床诊断为FIC1疾病但没有基因诊断的患者(即只检测到一个已知的ATP8B1变异)进行WGS筛查,以探究WGS是否可以 检测到新的ATP8B1变异。

 

 

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研究方法

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样本收集:回顾了从2004年8月到2019年10月收集的非亲属关系的患者的遗传结果,这些患者有肝内胆汁淤积症,且血清γ-谷氨酰转肽酶活性正常、血清总胆汁酸(TBA)升高。从40名临床诊断为高度疑似ATP8B1疾病的患者中,排除了那些通过Sanger测序(26例)和panel测序(6例)确定为携带ATP8B1的双致病突变的患者。剩下的8名患者中,均只有一个被证实的ATP8B1致病变异,其中7人被临床诊断为PFIC1,第8人被临床诊断为良性复发性肝内胆汁淤积症1型。有4名PFIC1患者有DNA样本,被选择用于WGS检测。
实验方法:WGS(30X);一代验证;cDNA测序等。上海天昊提供了WGS实验和相关数据分析支持。

 

 

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研究结果

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4名患者的临床特征和携带的一个已知ATP8B1致病位点。


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WGS的遗传发现

在P1、P2和P3中,各发现一个SV(ATP8B1的三个不同重排),包括一个拷贝数缺失和两个拷贝数重复。
1)在P1中,NC_000018.9:g.55396649_55403075之间的测序深度下降,表明有一个6426bp的缺失(图1)。通过Integrative Genomics Viewer对映射的read进行分析,确定断点位于内含子1和内含子2。精确的断点和长度通过Sanger测序确定为NC_000018.9:g.55396652_55403080,长6427 bp(图1)。据预测,这将导致第2外显子的完全丧失。该外显子包含ATP8B1翻译的四个转录本的起始密码子,因此会导致ATP8B1合成的完全丧失(NP_001361314.1)。
2)在P2中,通过Integrative Genomic Viewer查看器确定了一个10,717bp的重复,位于NC_000018.9:g.55335903_55346620,串联在基因的方向上,断点位于内含子15和内含子18(图1)。Sanger测序确定了精确的断点为NC_000018.9:g.55335906_55346620,长度10,715 bp。这导致了16至18号外显子的重复,导致读码框迁移和形成一个提前终止密码子:p. Leu700ValfsTer15(NP_001361314.1)。这可能导致ATP8B1的截短形式蛋白的合成。
3)在P3中,通过Integrative Genomic Viewer查看器确定了一个2303bp的重复,位于NC_000018.9:g.55362031_55364334,串联在基因的方向上,断点位于内含子8和内含子10(图1)。
Sanger测序确定了精确的断点为NC_000018.9:g.55362063_55364293,长度2231 bp。这导致了9至10号外显子的重复,导致读码框迁移和形成一个提前终止密码子:p. Gly314-GlufsTer4 (NP_001361314.1),预测结果导致无义介导的mRNA衰变。这三个CNV在基因组聚集数据库和内部数据库中都不存在。
这三个变异的更多信息可以在Clinvar中找到(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar),其登录号为SCV001775481, SCV001775482, 和SCV001775483。
4)P4中,没有找到相关结构变异,但是我们重新分析了一个ATP8B1的罕见同义突变(NM_001374385.1:c.1029G>A,P_001361314.1:p.Thr343Thr)。该变异是父系遗传的,涉及第11号外显子的最后一个碱基,在最初的测序中被忽略了。人类拼接搜索器分析预测c.1029G>A破坏了一个供体位点,提示了其致病性。碱基替换和复合杂合状态通过Sanger测序进行了验证。由于P4患者没有肝组织,但是ATP8B1也在血液中表达。通过对血液表达的ATP8B1进行cDNA测序,只检测到了携带已知ATP8B1突变的序列,提示携带c.1029G>A的转录本发生了降解.


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图1 Structural variants identified in three patients by whole-genome sequencing (WGS)

 

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讨论

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WGS使我们能够从遗传学上确认ATP8B1疾病在四名患者中的存在。其中三名患者(P1至P3)的变异在数据库中没有记录,它们位于内含子的深处,并且是大片段的SV(g.55396652_55403080del,g.55335906_55346620dup, and g.55362063_55364293dup),都不在外显子测序所能检测的范围内。WGS还促使人们注意到P4患者中的同义变体 (c.1029G>A, p. Thr343Thr),这个位点在WES中检测到了,但是被忽略了。

 

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结论

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这项研究表明,WGS检测是对疑似ATP8B1疾病的常规遗传学诊断的补充。其结果拓展了ATP8B1疾病中已知的遗传变异范围,并详细说明了ATP8B1的第一个基因组重复与肝内胆汁淤积症有关,它还说明了ATP8B1的一个同义变异的致病性。

 

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