成人型多囊肾患者基因突变分析

摘要

本文收集了1个散发和5个家族性ADPKD病例。获知情同意后抽取外周血提取基因组DNA，经Covaris S2超声破碎仪打断至200～300bp，连接至Illumina标准接头，用个体识别标签(8bp)引物进行几轮PCR扩增制备文库，和特定基因组合捕获芯片(Nimblegen 2.1M，包括PKD1和PKD2在内共222基因全部编码区外显子捕获探针)杂交富集目标基因区域，通过HiSeq2000(Illumina)系统进行高通量平行测序。测序读取的90 by短序列经BWA(Burrows Wheeler Aligner)软件包与PKD1和PKD2的参考序列(PKD1:NG_008617.1，NM_001009944.2;PKD2:NG-008604，NM_000297.3)排序E上对，应用SOAPsnp和GATK Indel软件分别对单核普酸多态性(CSNP)位点和小的插入和缺失(Indel)进行数据分析。候选变异通过PCR-Sanger测序验证并分析其致病性。在5个先证者的PKD1基因中分别检出一个可疑突变并通过Sanger测序验证。除p. Y3781X外的其它5个变异均为我们实验室首次发现。突变后果分析表明两个无义突变(c.11343C>G,p.Y3781X和c.12366G>A,p.W4122X)和两个移码突变(c.2096_2097insG,p.Va1700G1yfsX14和c.10966de1C,p.Leu3656TrpfsX28)造成了蛋白翻译的提前终止，在其家系中与疾病共分离，确定为致病突变。c.3955G>A(p.G1319R)突变患者的父母表型正常，无相同改变，为新生突变。在华大基因455位正常国人无关个体的测序数据库(BGI dbSNP)中未收录有同样SNP;蛋自质保守性分析显示p.G1y1319位点在进化上高度保守，位于PKD的重要结构域，是蛋白互作过程中可能的配体结合位点。突变造成精氨酸(R，长链碱性)取代了甘氨酸((G,短链中性)，可能较大地影响蛋白质的空间结构。经SIFT及PolyPhen-2在线预测工具判定为有害突变。以上证据均支持p.G1319R为致病突变。在1个家族性病例未能检测到有意义的致病突变，只检测到2个错义改变，c.2039A>T(p.Y680F,rs370141157)和c.7259C>T(p.T2420I)。家系分析显示，c.2039A>T (p.Y680F,rs370141157)来自母亲，并与所有患者成员共分离，但BGI dbSNP数据库显示在中国人中c.2039.A>T的等位基因频率为0.0368，应为多态性位点。c.7259C>T突变来自先证者表型正常的父亲，因而排除其为致病突变。在BGI dbSNP数据库中未收录，定义为罕见的多态性改变。同时进化保守性分析显示p.Y680和p.T2420在多个物种中可变，SIFT预测为功能耐受(tolerated)，进一步支持这两个变异均为非致病多态性改变。在APKD致病基因检测中，我们制定了突变检测策略:当二代测序未能发现PKD1和PKD2基因突变时，对测序深度<8的外显子1, 2和3区域进行Sanger测序，弥补NGS的不足，以实现对PKD1和PKD2基因的全部编码外显子区域全覆盖。针对PKD1基因多拷贝区的突变，采用短片段PKD1特异扩增Sanger测序.利用公用和本地SNP数据库的频率信息评估突变的致病性，可省去实验室检为新变异进行群体分析，简化了ADPKD基因诊断程序。本研究检出的新突变补充了PKD1突变基因数据库，并可为受累家系成员的临床诊断和生育遗传咨询提供直接帮助。