2022年6月,北京協(xié)和醫(yī)院國(guó)家婦產(chǎn)疾病臨床研究中心和內(nèi)分泌科研究組發(fā)表了以《光學(xué)基因組圖譜技術(shù)在染色體結(jié)構(gòu)變異檢出的效能及初步應(yīng)用評(píng)估》為題的中文文章,該研究納入了10例染色體核型檢出異常的樣本,在9例樣本中檢出結(jié)構(gòu)變異,其中3例為非平衡性結(jié)構(gòu)變異,6例為平衡性結(jié)構(gòu)變異,包括5例易位和1例臂內(nèi)倒位,檢測(cè)結(jié)果與核型、芯片等技術(shù)一致,并能精細(xì)化斷裂點(diǎn)位置、確定重復(fù)或插入的片段方向。另有 1 例斷裂和重接位點(diǎn)位于著絲粒的易位樣本未被檢出。
OGM檢測(cè)非平衡結(jié)構(gòu)變異
其中前3例為非平衡的結(jié)構(gòu)變異,OGM檢測(cè)到了易位和拷貝數(shù)缺失或增加的斷裂點(diǎn)及額外的拷貝的插入方向,圖1展示了樣本1非平衡性易位 t (7;X)(p14.1;p11.3)在OGM可視化軟件Bionano Access的結(jié)果視圖。樣本2由核型結(jié)果可見(jiàn)顯示16q22區(qū)帶處附加了未知來(lái)源的片段。CNVseq 顯示該樣本在15q14q21.3 區(qū)段存在 17.3 Mb 片段重復(fù)(表 2),為致病性變異。OGM檢測(cè)到15號(hào)染色體40,044,538-57,297,589片段拷貝數(shù)為3,且發(fā)現(xiàn)該片段反向插入至16號(hào)染色體長(zhǎng)臂,其中 Chr15 斷裂點(diǎn) 57,297,589-57,303,241 bp 插入到Chr16:75, 399, 363-75, 405, 350 bp 之 間 ,形 成CFDP1TCF12(MIM:615314)融合基因,另一個(gè) Chr15 斷裂點(diǎn) 40,034,290-40,044,538 bp 插 入 Chr16:75,399,363-75,405,350 bp 之 間 ,形 成 FSIP1-CFDP1 融合基因(表2)。
OGM檢測(cè)平衡結(jié)構(gòu)變異
樣本 4~10均表型正常,因反復(fù)流產(chǎn)或多次不良孕產(chǎn)史行遺傳學(xué)診斷。限于核型的分辨率,易位片段低于 5~10 Mb 的隱匿型平衡易位易被漏檢。在本研究中,多個(gè)樣本的易位片段小于 10 Mb,如樣本5,7 號(hào)染色體長(zhǎng)臂末端易位片段為 4.5 Mb;樣本 8,16 號(hào)染色體短臂末端易位片段僅有499 kb。OGM技術(shù)以高靈敏度檢測(cè)到了隱匿型平衡易位的檢出有助于不明原因反復(fù)流產(chǎn)或不孕患者的遺傳診斷。樣本4和樣本6的OGM結(jié)果展示見(jiàn)圖2和圖3。
OGM檢測(cè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)
如下表1對(duì)比了OGM技術(shù)、染色體核型、FISH、SNP array, CNV-seq技術(shù)在血液樣本檢測(cè)中的優(yōu)劣勢(shì),OGM檢測(cè)無(wú)需細(xì)胞培養(yǎng),可以>500bp分辨率檢測(cè)全基因組范圍內(nèi)檢測(cè)結(jié)構(gòu)變異和拷貝數(shù)變化?偨Y(jié)來(lái)說(shuō),OGM檢測(cè)結(jié)構(gòu)變異和拷貝數(shù)變化具有如下優(yōu)勢(shì):(1)直觀檢測(cè)平衡性和非平衡性結(jié)構(gòu)異常,并確定變異片段位置和方向;(2)精細(xì)化斷裂點(diǎn)位置及斷裂位點(diǎn)是否累及基因,并發(fā)現(xiàn)融合基因;(3)高分辨率發(fā)現(xiàn)隱匿型平衡易位:
結(jié)論
光學(xué)基因組圖譜技術(shù)(OGM)作為一種新型分子檢測(cè)技術(shù),不僅能夠發(fā)現(xiàn)拷貝數(shù)變異等非平衡性結(jié) 構(gòu)變異以及易位、倒位等平衡性結(jié)構(gòu)變異,更重要的是能夠精細(xì)化斷裂點(diǎn)位置以及確定重復(fù)或插入片 段的方向,有助于遺傳病的診斷,預(yù)防出生缺陷的發(fā)生。但目前該技術(shù)還無(wú)法檢測(cè)斷裂點(diǎn)位于著絲粒等參考基因組(GRCh37或GRCh38)空白區(qū)域的平衡性結(jié)構(gòu)變異。