全外显子组测序鉴定我国非综合征型唇腭裂易感基因及唇裂术后继发鼻槛畸形修复方案分析研究

摘要

目的： 1.通过全外显子组测序技术筛选非综合征型唇腭裂家系基因编码区和调控区的变异位点，寻找我国非综合征型唇腭裂的易感基因。 2.通过在其他非综合型唇腭裂家系样本中寻找候选基因的变异位点，确定该基因的可靠性。 3.应用三维有限元分析技术进行第一副张力线组与唇鼻畸形之间的关系解析，探究第一副张力线组修复唇裂术后继发鼻槛畸形的可行性。 4.回顾性分析第一副张力线组重建修复唇裂术后继发鼻槛畸形的手术效果，确定该技术的临床价值。 方法： 1.以非综合征型唇腭裂家系为研究对象，采集流行病学信息并绘制家系图，提取血液样本的基因组DNA，使用全外显子组测序技术获取变异位点。基于人类基因组参考序列hg19，通过Cutadapt、FastQC、BWA、SAMtools、PICARD和GATK等软件获取变异位点;通过SnpEff、SeattleSeq、SIFT、DAVID、clinvar和cadd等进行变异位点功能注释;以及通过NCBI dbSNP、HapMap、ESP、ExAC等数据库进行过滤和筛选，根据突变所在的位置、位点的保守性及危害度、等位基因频率、相关基因的功能、与颅面部发育的相关性、与唇腭裂的相关性等进一步筛选并获得与非综合征型唇腭裂相关的候选基因。 2.将候选基因在其他家系的全外显子组测序数据中进行验证，寻找相关基因在其他家系中是否存在符合遗传模型的变异位点，验证候选基因的可靠性。 3.选取1名唇裂术后继发鼻槛畸形的患者拍摄多个角度的照片并进行面部激光扫描获得唇鼻部三维模型，选择合适的材料属性和单元类型建立三维有限元模型。参照唇鼻肌肉纤维三维组态模型，沿着肌纤维的大致走行方向在模型内部描绘线条，按第一副张力线组方向进行力的加载，运算模型的形变。 4.回顾性分析第一副张力线组重建修复唇裂术后继发鼻槛畸形的手术效果，通过主观量表进行患者满意度调查，用三维激光扫描获取面部图像并用Mimics软件进行对称性分析。 结果： 1.2015年7月至2017年7月共完成了3个家系(M1、M2、M3)的全外显子组测序及分析，发现了3个非综合征型唇腭裂的候选致病位点，包括M1家系的TFAP2A基因转录因子结合位点(TFBS)上的变异位点(6：10406995，C＞T)，M2家系AXIN2基因上的错义突变位点(c.2018G＞A，p.S673F)，以及M3家系的C5orf42基因上的错义突变位点(c.3548G＞A，p.T1183M)。 2.在15个非综合征型唇腭裂家系中进行验证，其中6个家系找到相关基因的变异位点，并符合常染色体显性遗传模型。TFAP2A和AXIN2在1个家系中可以找到变异位点，C5orf42基因在可以在5个家系中可以找到变异位点，其中包括(c.3548G＞A，p.T1183M)，最终确定TFAP2A、AXIN2和C5orf42为非综合征型唇腭裂的易感基因。 3.按第一副张力线组方向对三维有限元模型进行力的加载之后，模型最大位移发生在鼻翼外侧脚，鼻底及鼻翼在各个方向上均发生了位移;从宏观上看，鼻底抬高，鼻翼外侧脚向内上方移位并向内卷。 4.从2012年1月至2016年12月，共有437名单侧唇裂术后继发畸形患者完成鼻槛畸形矫正手术。术后6个月至3年，378名患者完成了调查表，84％的患者认为鼻槛形态得到明显或适度地改善，患者术后满意度较高;随机选择24名患者进行三维测量分析，鼻翼基底部及鼻翼最外侧点的位置在患侧及健侧均无统计学差异(P＞0.05)，提示术后患者的鼻部对称性好。 结论： 1.本研究发现了TFAP2A、AXIN2和C5orf42基因为我国非综合型唇腭裂的易感基因，为阐明唇腭裂的发病机制提供了新的遗传学依据。 2.本研究证实了第一副张力线组重建是修复唇裂术后继发鼻槛畸形的有效方法，能够极大地恢复鼻部对称性，为临床应用和推广提供了证据。

目录

摘要

第一部分全外显子组测序鉴定我国非综合征型唇腭裂易感基因

引言

1资料和方法

2结果

讨论

结论

总结

第二部分唇裂术后继发鼻槛畸形修复方案分析研究

引言

1资料和方法

2结果

讨论

结论

总结

参考文献

附录

综述

致谢

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