
圖1.2. 全基因組連鎖分析結果。最高LOD值為3.01。
接下來,研究使用了Agilent SureSelect平臺對其中一例患者進行了外顯子測序,測序深度為100X,但并沒有發現功能相關變異。于是作者又進行了全基因組重測序,測序平臺為Illumina Hiseq XTen,測序深度為平均每堿基27.94X,得到了3,832,626個變異位點(SNP和Indel)。在使用1000 Genome、HapMap 8和dbSNP135數據庫過濾SNP后,在連鎖分析得到的相關區域中發現兩個遺傳變異。第一個為c.378 +1G>T,位于SMARCAD1基因的選擇性剪切位點,而另一個則為“GGC”重復,位于ANKRD17基因的第一外顯子。隨后,作者使用了sanger測序對這兩個變異在該家系中進行了驗證。結果發現,SMARCAD1基因的變異與臨床表現呈共分離,但ANKRD17基因與疾病無關。
本研究的意義在于確定了該家系發病原因為SMARCAD1基因上發生的選擇性剪切突變。有研究報道,該突變與無掌紋癥(adermatoglphia,ADG)相關,說明ADG與Basan綜合征是同一種疾病的不同表現。未來研究將解決該突變的致病機制。
案例二 全基因組連鎖分析和外顯子測序在Dowling-Degos病例中確定KRT5基因突變
Dowling-Degos病是一種色素性疾病,為常染色體顯性遺傳,特征為身體屈側有網狀色素沉著、顯著的粉刺樣皮疹和凹陷性瘢痕。本研究使用了患有Dowling-Degos病的家系作為研究對象,患者樣本數量為19個。

圖2.1. 患有Dowling-Degos病的家系圖譜。箭頭所指為先證者。
與上一篇研究類似,作者首先使用了Sanger測序在樣本中排除了包含已知致病基因ABCB6、POFUT1和POGLUT1突變的樣本,隨后使用Illumina
Infinium Human
OminiZhongHua-8基因芯片進行基因分型。連鎖分析將致病基因定位至12q13.12-12q14.1區域內,LOD值為3.19,定位精度為13.76
cM。

圖2.2. Dowling-Degos病致病基因KRT5的定位。(a)單倍型分析;(b)連鎖分析,候選區域LOD值為3.19;(c)Sanger測序驗證KRT5基因變異
隨后,對其中一例患者,研究者進行了外顯子組測序,平臺為Agilent
SureSelect,測序深度為100X。在定位區域內發現了KRT5基因起始密碼子的突變c.2T>G
(p.Met1?)和NEUROD4基因的一個錯義突變c.376G>A (p.
Ile126Val)。經過使用Sanger測序進行突變與疾病的共分離分析,后者被排除,而前者被證明與疾病相關。
總結
這兩篇文章均首先使用基因芯片進行了連鎖分析,將候選基因定位于具體的區段上,再使用全基因組重測序尋找該區段的遺傳變異。定位到少數幾個變異后,使用Sanger測序對整個家系樣本進行測序,將基因型與表現型進行共分離分析,排除與疾病無關的遺傳突變。這種研究方法為遺傳性疾病致病基因搜尋提供了明確的研究思路。
原文出處:
Li
M, Wang J, Li Z, et al. Genome-wide linkage analysis and whole-genome
sequencing identify a recurrent SMARCAD1 variant in a unique Chinese
family with Basan syndrome[J]. European Journal of Human genetics, 2016.
Li
M, Wang J, Zhang J, et al. Genome-wide linkage and exome sequencing
analyses identify an initiation codon mutation of KRT5, in a unique
Chinese family with generalized Dowling–Degos disease[J]. British
Journal of Dermatology, 2015, 174(3):663-666.