NEJM：深度測序讓致病突變無所遁形
日期：2014-08-22 09:23:11
致病突變有時只影響了小部分細胞，在這種情況下，二代基因組測序很容易遺漏這些突變。為此，波士頓兒童醫院的研究人員開發了一種實現深度測序的新方法，并在大腦疾病患者中成功鑒定了微小的體細胞突變（受到影響的細胞只占百分之幾）。這項研究發表在八月二十一日的《新英格蘭醫學》雜志上，為鑒定神經和精神類疾病的病因提供了新工具。
“有兩種體細胞突變容易被忽視，”領導這項研究的Christopher Walsh博士指出。“一種是局限在特定組織的突變。舉例來說，如果突變只存在于大腦，而我們檢測的是血液，那就找不到這些致病突變。另一種致病性體細胞突變雖然發生在所有組織中，但是只影響一部分細胞，因此不容易被檢測到。”
Walsh和博士后Saumya Jamuar通過“定向高覆蓋度測序”技術，為158名腦部疾病的患者鑒定致病突變，這些患者的癥狀包括癲癇、智力障礙、語言障礙等。
研究人員并沒有分析整個基因組或外顯子組（所有蛋白編碼基因），而是把注意力放在一系列已知或有嫌疑的基因上，并且大大提高了測序的深度。
全基因組或外顯子組測序是將DNA分成小片段，然后對各個片段多次讀取（一般是三十次）。然而，如果突變只發生在15-20%的細胞中，三十次讀取還不足以可靠地捕捉到它們，尤其是當突變只影響一個基因拷貝時。
為此，Walsh、Jamuar等人在測序候選基因時將讀取次數增大到200次以上。他們由此為27名患者（17%）確診了致病突變，其中八個致病突變只發生在一部分血細胞中（嵌合突變）。研究顯示，傳統Sanger基因組測序和全外顯子測序都有所遺漏。
“我們的研究表明，就算只有10%的血細胞發生突變，也能引起嚴重的腦部疾病，”Walsh說。“將測序局限在一定范圍之內，并提高測序覆蓋度，可以為我們找到更多的致病突變，幫助人們進一步理解相關疾病。”
Walsh認為，這項研究的結果也對de novo突變引發的疾病有幫助，比如自閉癥、癲癇等等。“傳統上觀點認為，機體內所有細胞的基因都是一樣的。致病突變要么是父母遺傳下來的，要么來自受孕前的精子和卵子，”Jamuar解釋道。“我們的研究轉變了這一看法，證明不少大腦疾病的致病突變發生在懷孕之后，這些突變很容易被常規檢測忽略。鑒定這些突變不僅能幫助我們盡快確診，還可以為患者家庭提供更準確的遺傳學建議。”
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