浙江
Alport綜合征是一種常見的遺傳性腎病，問題出在COL4A3、COL4A4或COL4A5這三個基因上。它們一旦突變，腎臟基底膜的膠原結構就會受損，不少患者最終走向腎衰竭。常規的全外顯子測序這類檢測，通常只能找出55%–86%的病因，大量藏在非編碼區和復雜結構里的變異容易被漏掉，成了診斷上的“盲區”。
近日，《自然·通訊》刊登了一篇題為“Sequential sequencing reveals the architecture and complexity of genomic variants in patients with Alport syndrome”的論文。通訊作者是南京大學醫學院附屬金陵醫院的劉志紅院士和浙江大學龔亮研究員。
研究團隊對555名經腎活檢確診的中國Alport綜合征患者設計了一套層層遞進的測序方案。所有人先做全外顯子測序，沒找到病因的再補做全基因組測序、RNA測序，最后從52名仍未確診的患者中隨機選了13人，用納米孔長讀長測序技術再過一遍。這樣一步步走下來，509名患者（檢出率91.7%）身上一共找到了431個不同的致病性變異。其中182個（占42.2%）是此前從未報道過的新變異，在HGMD Pro和ClinVar這些公共數據庫里都查不到。這些新變異散落在三個致病基因的各個結構域上，沒有明顯的熱點區域。
有意思的是，非編碼區的變異貢獻了16.2%的病因，而且有些深部內含子突變呈現出中國人特有的突變模式。傳統的短讀長測序容易漏掉的拷貝數變異和復雜結構變異，在本研究中占到了5.7%–9.1%。最關鍵的發現來自納米孔長讀長測序——團隊首次在Alport綜合征患者中找到了兩種全新的結構變異類型。一種是大片段DNA插進內含子區域，比如一個約2千堿基的轉座元件插入，它能充當弱雙向啟動子，擾亂基因的正常轉錄。另一種是涉及重復和倒位的復雜重排，直接破壞了多個外顯子。正是這些“隱藏”得很深的變異，解釋了很多患者臨床表現典型卻長期得不到基因診斷的困境。
研究還系統分析了基因型與臨床表現之間的關聯。比如，X連鎖遺傳的男性患者如果攜帶無義變異或結構變異，進展到腎衰竭的風險要比錯義變異者高得多。聽力損失和COL4A5膠原結構域的半合子變異關系密切。腎囊腫的出現則跟COL4A3雜合變異以及COL4A5半合子變異顯著相關。基于這些發現，研究團隊建議，Alport綜合征的遺傳診斷應該把全基因組測序作為一線工具；對那些常規方法查不出來的病例，納米孔長讀長測序是一個非常有價值的補充。這套多層級測序的思路，也為其他遺傳性疾病的精準診斷提供了一個可推廣的范例。
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