如何研究復雜遺傳病的機制

　　說到遺傳病，大家最熟悉的可能是地中海貧血、血友病。這些疾病由單個基因突變而引起，又稱為孟德爾遺傳病。然而，近十年來，隨著DNA分析技術的發展，人們逐漸意識到更多遺傳病有著更為復雜的遺傳機制。致病變異，上可至大的拷貝數變異(CNV)，下可至單個點突變。

　　這一下，情況變得很復雜，“單個突變 – 單一疾病”的模式不再奏效。在分析遺傳機制時，人們不僅僅要覆蓋單個或多個基因，還需要構建完整的突變譜，從更大的視角去了解疾病。這不但有利于基礎研究，也有利于未來的療法開發。那么，具體策略如何呢?Oxford Gene Technology(OGT)公司近日發布了基因組分析的白皮書，介紹了臨床遺傳學研究的策略。

　　文章介紹了如何利用現有工具去深入了解復雜的遺傳疾病，包括新一代測序(NGS)、芯片和Sanger測序。埃默里遺傳學實驗室的Madhuri Hegde教授一直位于遺傳病研究的前沿，他通常采用以下方法對遺傳病進行綜合分析。

　　他們利用NGS來檢測單個點突變，而對于目的區域中存在挑戰性的外顯子/區域，他們采用傳統的Sanger測序來填補。同時，他們還利用aCGH來檢測CNV。盡管點突變和CNV是遺傳病的主要因素，但對于一些疾病而言，真正全面的分析還需要其他方法，如甲基化分析。

　　文中也指出了各種方法的優缺點。全基因組測序盡管是遺傳病和癌癥研究的強大工具，但它產生了海量的數據，而這些數據的分析相當復雜，需要大量資源。在許多臨床研究中，人們感興趣的往往是基因組中的特定區域。因此，靶向測序比全基因組測序更受歡迎。通過縮小目標范圍，靶向測序可實現更深度的覆蓋，從而提高變異檢測的機會。不過，NGS數據的準確性會受到某些DNA序列的影響，如GC含量。在這種情況下，Sanger測序仍有優勢。

　　當然，對于CNV而言，靶向測序就愛莫能助了。這時還要借助于CNV檢測的金標準方法Array- CGH(aCGH)。這是一種特異、靈敏而快速的檢測技術。由于確切的基因組位置已知，畸變可直接定位到染色體位置。不過，芯片的分辨率和應用要根據其設計而定，包括探針長度和基因組覆蓋度。OGT的aCGH平臺采用60-mer寡核苷酸探針，帶來了更為出色的CNV檢測。

　　文章還具體介紹了Hegde教授的實驗室如何利用這種綜合分析策略，來研究癌癥和遺傳病。對于黑斑息肉綜合征(Peutz-Jeghers syndrome)，測序未能發現STK11基因中的突變，而aCGH分析發現了一段1325 bp的缺失。

　　Sanger測序、NGS和aCGH一度被看作是競爭性的技術，但作者認為這種綜合方法能夠檢測整個突變譜，包括點突變和CNV。他們指出，提高分子技術的可靠性及性能將促進其向臨床應用轉化，并推動個性化治療策略的開發。