靶向二代测序结合基因功能研究在中国遗传性痉挛性截瘫诊断中的应用

摘要

背景及目的：遗传性痉挛性截瘫（Hereditary spastic paraplegia, HSP）是一组具有高度临床和遗传异质性的神经系统退行性变疾病，主要以双下肢进行性的痉挛和无力为特征。根据其临床表现，HSP被分成单纯型和复杂型HSP；其具有多种遗传模式：包括常染色体显性、常染色体隐性、X连锁和线粒体四种遗传方式。本研究的目的是为了提高中国HSP患者的诊断，同时了解中国人群HSP患者的基因突变特点。
　　方法：研究对象为2009年至2016年所收集的来自全国各地的55例HSP家系先证者（39个家系为常染色人体显性遗传，8个为常染色体隐性遗传，8个是散发家系）及500个正常对照。首先设计包含有62个目前已明确的痉挛性截瘫（spastic paraplegia, SPG）相关致病基因的panel，通过靶向二代测序(targeted next-generaton sequencing, targeted NGS）对55个HSP先证者进行致病基因突变筛查。分析靶向测序结果，筛选后的基因变异再次进行Sanger一代测序验证，家系共分离分析和正常对照筛查。依据美国医学遗传学和基因组学学院发表的基因变异判读的标准和指南(ACMG)，对基因变异进行致病性分类。接着对变异性质尚未确定的新变异位点进行细胞功能研究以明确其致病性质，从而明确HSP患者的诊断。
　　结果：
　　1、33(33/55，60.0%)个HSP先证者得到了明确的分子诊断。在这33个先证者中共检测出32个基因突变，包括13个已知突变和19个新突变,其中一个为新生突变(NIPA1: c.G316A)；BSCL2(c.G1309C)新变异位点的细胞功能研究表明该变异对其编码的产物产生了破坏性的影响；
　　2、33个HSP先证者中，21个先证者确诊为SPG4(21/39,53.8%)，4个SPG3(4/39,10.3%)，2个SPG11，2个SPG6，1个SPG31，1个SPG17，1个SPG30，1个SPG5。
　　结论：
　　1、我们的发现扩展了HSP的突变谱系；SPG4是中国常染色体显性HSP最常见的类型，第二常见的是SPG3；SPG6在中国可能是更常见的，在我们的常染色体显性和散发HSP病人（已排除SPAST突变）中所占比例分别为5.6%(1/18)和11.1%(1/9)；
　　2、我们发现了与SPG17相关的第三个BSCL2(c.G1309C)基因突变，并在中国人群中首次报道了KIF1A(c.G304A)（SPG30）基因突变。
　　3、靶向二代测序是一种高通量、低成本的基因诊断技术，对于具有高度临床和遗传异质性的HSP而言，可明显提高诊断效率和确诊率。同时，对于致病性未知的新变异，细胞功能研究也是需要的。

目录

声明

附录. Detailed information of targeted genes included in the panel

英文缩略词表

第一部 中国遗传性痉挛性截瘫患者致病基因突变筛查

前言

材料与方法

结果

讨论

第二部分 SPG17 致病基因 BSCL2 新变异位点的功能实验研究

前言

材料和方法

结果

讨论

结论

参考文献

综述:遗传性痉挛性截瘫的临床表现和遗传学研究进展

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