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1、遗传基础知识与基因检测技术,长沙金域基因组中心,遗传基础知识概要,基因变异及常用检测技术,全外显子组测序报告解读,生命活动的主要承担者蛋白质,支撑结构：细胞膜骨架运动运输：肌动蛋白、血红蛋白信息协调：受体防御保护：抗体催化反应：酶,中心法则,遗传物质DNA,遗传物质的主要载体,染色体遗传物质的主要载体：亲代将自己的遗传物质以染色体的形式传给子代，保持物种的稳定性和连续性,遗传的实现减数分裂,减数分裂期,减数分裂期,生殖细胞中染色体数目减半的分裂方式保证物种染色体数目稳定的机制配子结合适应环境变化不断进化的机制染色体病发病的主要机制,卵母细胞的形成,遗传的实现减数分裂,生殖细胞染色体复制一次分裂
2、两次，染色体数目减半,基因,基因是具有遗传效应的DNA片段，是决定生物性状的基本单位基因的化学本质：DNA脱氧核糖核酸基因的存在位置：主要是染色体，成线性排列,基因的基本结构,http:/genome.ucsc.edu/,ATP7B基因部分截图,基因的基本结构,基因,人有约2万个基因，每条染色体上都有上千个基因,DNA,基因的命名：字母+数字；如：DMD，ATP7B;基因的大小：几千到百万碱基不等;明确的单基因致病基因：3630个（参考OMIM）,遗传基础知识概要,基因变异及常用检测技术,全外显子组测序报告解读,基因变异类型,染色体畸变,定义：染色体数目或结构的异常改变，是引起染色体病的原因,
3、染色体畸变,数目异常,结构异常,非整倍体改变整倍体改变,缺失、重复、倒位、易位,染色体畸变严重者在胚胎早期死亡并自然流产，少数染色体畸变者能存活至出生，常造成机体多发畸形、智力低下、生长发育迟缓和多系统功能障碍,染色体核型分析,特殊面容：脸扁平，眼距宽，外眼角上斜，鼻梁低平，内眦赘皮，舌大，张嘴，流涎；智力低下；肌张力降低和体格发育迟缓低；多发性先天性心脏病。,唐氏综合征,用于检测CNV的染色体芯片（CMA)在下列情况应作为一线检测手段非已知综合症的多发畸形非综合症型的发育迟缓/智力低下孤独症谱系疾病进一步明确发育迟缓、语言发育落后和其他尚不明确遗传学病因的症状对于一些CMA检出不平衡的病例，
4、建议用细胞遗传/FISH进行确认，同时对父母进行临床遗传评估和咨询,大片段变异CMA应用指南,CMA结果：染色体22q13.3-qter 缺失 903Kb结论：Phelan-McDermid综合征临床表现,CMA案例,先证者表型：自闭症、发育迟缓、中到重度智力低下、肌张力低下、语言障碍，可伴有癫痫和行为异常，特殊面容,？,FISH检测结果,基因（或DNA片段）的染色体定位；染色体数目与结构异常的检测；间期细胞遗传学（绒毛/羊水/精子/卵裂球/其它间期细胞研究与诊断）,可应用于缺失、重复突变检测，主要针对基因外显子。亦可用于分析特定的点突变（通常是热点突变）常见应用： 神经肌肉疾病肌营养不良、脊
5、肌萎缩症、遗传性痉挛截 瘫、腓骨肌萎缩症； 遗传代谢疾病苯丙酮尿症、铜代谢异常、粘多糖症、溶酶体贮积症、氨基酸代谢障碍,多重连接酶依赖性探针扩增技术（MLPA）大片段缺失、点突变,SMA病例（家系）分析,黄色新，中国优生与遗传杂志，2016,一对夫妇自述第一个孩子（先证者）患脊肌萎缩症，基因检测结果显示先证者发生SMN1基因外显子7和8纯合缺失，5个半月夭折；两年后再次妊娠，羊水穿刺基因检测结果显示SMN1基因外显子7、8纯合缺失，诊断为脊肌萎缩症，已引产。,SMA病例（家系）分析,2015年欲行胚胎植入前遗传学诊断，MLPA检测结果显示先证者母亲SMN1基因外显子7、8为单拷贝，为杂合缺失；
6、先证者父亲SMN1基因外显子7、8的拷贝数为2，亲缘关系分析支持先证者与父亲存在血缘关系,？,检测动态突变片段的长度，对重复区异常定性或对重复次数定量。主要应用： 脆性X综合征、强直性肌营养不良DM1、脊髓小脑共济失调、肌萎缩侧索硬化症、舞蹈症,片段分析动态突变,脆性X综合征,脆性X综合征：是遗传性智力障碍和孤独症谱系最高发的单基因病。,临床特征,1、典型脆性X综合征智力发育障碍特殊面部特征：头围增大、面部瘦长前额突出、大耳朵与招风耳、 高腭弓、大嘴巴和突出的下颚等结缔组织功能异常：异常松软的皮肤、手指关节过度伸展、扁平足、甚至关节脱位其他：男性青春期后的睾丸异常增大等2、脆性X震颤共济失调综
7、合征 意向性震颤、小脑共济失调、认知能力退化等。3、脆性X相关性卵巢早衰 提早闭经、骨质疏松、抑郁焦虑等,组成：（CGG）n的重复顺序位置：FMR1 基因1号外显子的5-非翻译区特点：正常人群（CGG）n的重复顺序的数目在5-45之间，常含2-3个AGG中断 多态性包括（CGG）n的重复个数和AGG的中断数及中断位点 不稳定性当（CGG）n重复数超过60个后，或当AGG的中断丢失导致连续的CGG超 过35- 40个重复后，在细胞的减数分裂和有丝分裂过程中形成重复顺序扩增,三核苷酸重复顺序扩增,正常个体、前突变个体以及全突变个体FMR1基因转录和翻译示意图,c.867AG(exon4)， p.K
8、233E编码序列867位碱基由A变成G，（位于外显子4），导致第233位氨基酸由K变为氨基酸E,c.845AG(exon4), p.K193K编码序列845位碱基由A变成G，（位于外显子4），导致第193位氨基酸由K变为氨基酸K,点突变,点突变,无义突变,移码突变,5,c.112AT(exon4)， p.K38X，70编码序列8112位碱基由A变成T，（位于外显子4），导致第38位氨基酸由K变为终止密码子（用X表示），且相对原来缩短70个氨基酸,c.191(exon4)insG, p.K64Efs30编码序列191位（位于外显子4）插入碱基G，导致其编码的蛋白从第64位氨基酸开始算起，再翻译2
9、9个氨基酸（包含第64位）后终止，且这29个氨基酸是移码的，序列和原来的序列不同，第30位是终止密码子,c.3675(exon22)_c.3676(exon22) insTCT p.S1225_E1226insS编码序列36753676位（位于外显子22）插入TCT碱基，致使第1225位（S）至1226位（E）氨基酸之间插入氨基酸S,点突变插入/缺失,点突变剪接位点,经典的直接测序方法，基因突变检测的“金标准” 主要检测微小的基因突变（包括点突变、微小插入缺失或重复），包括 核基因和线粒体基因 局限性： 仅适用于单基因遗传病检测，无法检测多基因遗传病（通量有限）,一代测序：Sanger测序,技
10、术特点：读长较短（150-300bp），但是可以通过超大量的平行测序，获得大量的序列。优势：高通量；经济；高灵敏度；检测变异范围广：从碱基到染色体。,二代测序技术（NGS）,遗传基础知识概要,基因变异及常用检测技术,全外显子组测序报告解读,ACMG遗传变异分类标准与指南,ACMG遗传变异分类标准与指南,致病变异证据,可能致病变异证据,ACMG遗传变异分类标准与指南,全外显子报告单解读,微小变异+CNV分析+结果验证,结果解释,基因变异解释,基因功能与关联疾病,数据库收录,数据质量,其他内容,家系病例：NP19*（实验号）临床诊断：男，7天，疑似甲基丙二酸血症送检套餐：全外显子测序Trio家系套
11、餐,案例分享-TRIO,先证者基因检测结果,MUT基因发生致病变异可引起mut型甲基丙二酸血症，以常染色体隐性的方式遗传。患者的父母往往均携带病理性变异。携带病理性变异的父母每次生育子女均有25%的可能为患者。患者父母的其他亲属亦具有携带相同病理性变异的风险。,父母携带变异,ATP7B基因如发生致病变异可引起肝豆状核变性，以常染色体隐性的方式遗传。患者的父母往往均携带病理性变异，携带病理性变异的父母每次生育子女均有25%的可能为患者。患者父母的其他亲属亦具有携带相同病理性变异的风险,为什么要做全外显子测序？,适用于高度怀疑患有遗传病但又没有明确指向的患者（或者怀疑携带有变异的家属）。可以高效地
12、筛查可能存在的遗传病因。基因检测对于大多数遗传病而言，都是确诊和分型的最终依据。指导预后判断、治疗，对高风险对象提供遗传性生育咨询，降低遗传病的再发风险。全外Trio分析的优势：提高结果分析速度，判断新发突变，减少VUS（意义不明确的）变异结论。,金域全外显子测序及相关检测,基因检测可以大大提高遗传病的确诊率；不同的疾病对应的遗传突变类型不同，需要根据具体情况选择相应的检测平台；联合多个检测平台可以提高突变的检出率；合理解读基因检测报告，避免误解。,结语,做 最 优 秀 的 第 三 方 检 测 机 构TO BE THE BEST INDEPENDENT LABORATORIES,THANKS,
