基因组拷贝数变异.ppt

基因组拷贝数变异（CNV） --疾病遗传学研究新方向 邓林贝 国家人才培养与生命科学基地 * 拷贝数变异(Copy number variation, CNV) 是由基因组发生重排而导致的,一般指长度1 kb 以上的基因组大片段的拷贝数增加或者减少, 主要表现为亚显微水平的缺失和重复。 * 正常人类基因组构成成分是成对存在，即2份拷贝 当基因组片段出现缺失或重复时，导致CNV * CNV领域的奠基之作 《自然·遗传学》： 在人类基因组上发现大尺度变异 《科学》： 人类基因组上的大尺度拷贝数多态 * 基因组拷贝数多态和结构多态 Zhang et al.(2009) Annu .Rev. Genomics Hum, Genet * * * 致病性 * 非等位同源重组(NAHR) 主要发生在减数分裂中, 可导致重复、缺失和倒位 非同源末端连接(NHEJ) ? 产生一些结构简单的 CNV 复制叉停滞和模板转换(Fos Tes) 产生含复杂结构的 CNV * CNV 突变机理 * 基因组技术的分辨率 * G banding [ 4Mb ] FISH[40 to 250Kb per clone] * TSC2：c. 1221 CA TSC2： c. 5238-5255 del TSC2： c. 5121 ins A TSC2：c. 2071 del C DNA sequencing [1 bp ] 全基因组规模的CNV分析平台 * Next generation sequencing SNP array 技术平台的实际应用  对不明原因智力障碍/生长发育迟缓患者行全基因组拷贝数变异分析 * 智力障碍：又称为精神发育迟滞（Mental Retardation，MR），是一组以18周岁前起病、认识功能障碍（IQ小于70）、社会适应能力缺陷为特征的疾病 。MR群体发病率约为1-3%。 MR患者在学龄前（5岁前）常表现为语言、运动发育迟滞，故亦称之为生长发育迟缓（Development Delay，DD） MR/DD的病因复杂，主要包括环境致畸致愚因素、围产期缺氧窒息和遗传因素。其中遗传因素约占2/3。目前只有一半的患者能够明确病因诊断。 * ※用SNP array芯片行全基因组拷贝数变异检测※Illumina Setrix? BeadChip * 研究方法 ※ CNV分析软件：cnvPartition （Illumina提供） * Illumina Infinium 实验流程（） 拷贝数变异（CNVs)是否致病判断流程 （参考Koolen DA，2009） * 完成基因芯片检测情况 目前已通过Illumina BeadArray 系统共完成426例智力障碍/生长发育迟缓患者的全基因组拷贝数变异检测； 85例确诊为致病性CNVs，阳性率19.9%； 50例pCNVs已完成来源的验证,其中： 缺失型pCNVs大小0.62~18.5Mb，平均4.9Mb； 重复型pCNVs大小1.3~38Mb，平均9.5Mb 。 * 结果--患者诊断为已知综合征的类型包括 22q11.21微缺失综合征 22q11.21微重复综合征 Pallister-Killian综合征 1q21.1微重复综合征 9p-综合征 睑裂狭小-上睑下垂-倒转型內眦赘皮综合征 Prader-Willi综合征 Greig 头-并指（趾）多指（趾）综合征 1p36单体综合征 Williams-Beuren综合征 先天性颅锁骨发育不全 * * 睑裂狭小-上睑下垂-倒转型內眦赘皮综合征 A示3q22.2-q23 缺失约4.2Mb； B示患者并趾畸形、面部畸形特征（包括小头、上睑下垂、睑裂狭小、倒转型內眦赘皮、低位耳、鼻梁低平、人中长、小嘴）； C、D、E分别为患者及其父亲、母亲FISH分析结果图，目的探针RP11-79L9 ，对照探针RP11-636D10 ，可见患者间期核和中期染色体均缺失一个红色信号。 * Greig头-并指（趾）多指（趾）综合征 A示 7p14.1-p14.3缺失约10Mb； B示患者脚部并趾多趾畸形及面部畸形特征（前额窄、额嵴、眼距宽、內眦赘皮、眼裂上斜、缩下颌）； C、D、E分别为患者及其父亲、母亲FISH分析结果图，目的探针RP11-121A8 ，对照探针RP11