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本论文分为两个部分: 1.基于NGS技术的原发性免疫缺陷病分子检测研究 2.原发性免疫缺陷病NGS-PGH技术研究 第一部分基于NGS技术的原发性免疫缺陷病分子检测研究 背景: 原发性免疫缺陷病(Primary immune-deficiency disorders,PID)是机体防御能力普遍或部分下降的一组临床综合征。原发性免疫缺陷病的病因尚未完全清楚,但普遍认为与遗传有关。迄今已发现PID病种近200种。大多数PID的遗传形式已明确,几乎均为单基因遗传,且多数为常染色体隐性遗传,其次为X连锁隐性和常染色体显性遗传。二代测序(Next Generation Sequencing,NGS)的因其高通量、适用范围广的有点取得快速发展,同时目标区域捕获技术的发展,有效降低了NGS技术对临床样本检测的成本。 目的:利用NGS技术,对3个表型相似的PID患者家系样本进行分子遗传学病因研究,明确候选基因致病性,为家庭成员后续产前诊断或植入前诊断提供遗传学依据。 方法: 收集3例先证者临床表型相似的PID患者样本,多基因目标区域捕获技术获取目的片段,NGS测序,分析PID相关致病基因,Sanger测序验证候选基因,候选基因功能分析,明确突变致病性。 结果: 三名检测者目标区域捕获测序中检出的所有突变经过频率过滤后,筛选出三名患者的编码区非同义变异、插入缺失变异和剪切位点变异,参考美国医学遗传学和基因组学学会(ACMG)序列变异解释指南检出有害突变2个。11150051号家系样本检出NM_002351.4(SH2D1A): c.251_255delTTTCA突变。11150063号家系样本检出NM_000206.2(IL2RG): c.202G>A杂合变异。31160010号家系未检测到致病性突变。 结论: 1.基于NGS技术的原发性免疫缺陷病分子检测在临床作为一线检测手段具有可行性; 2.对临床PID患者直接检测检出率较高,检测结果能够为后续治疗和生殖干预提供依据; 3.检出的NM_002351.4(SH2D1A):c.251_255delTTTCA突变为首次发现,丰富了SH2D1A的突变数据库。 第二部分原发性免疫缺陷病NGS-PGH技术研究 背景: PID无特效的治疗手段,患儿婴幼儿死亡率高。偶见使用造血干细胞移植治疗PID的报道,但治疗效果和预后的生活质量未知。PID给家庭和社会带来了沉重的负担,因此建立针对PID的出生缺陷防控体系显得尤为重要。主要手段包括产前基因诊断和胚胎植入前基因诊断。 PGD已经成功开展二十多年,但单细胞水平的单基因病诊断能力远远满足不了单基因遗传疾病家系进行PGD的需求。随着全基因组扩增技术的临床应用,WGA产物可进行多次、多位点分析,其逐渐成为PGD的重要途径。 NGS技术可进行单碱基分辨的数据遗传分析,目前已用于PGD。NGS的并行特性使得同时检测多个样本的多个特定基因组位点成为可能。 目的: 建立一套基于NGS-PGH技术的针对PID的PGD体系。 方法: 本研究利用NGS-PGH技术对两个分别携带NM_002351.4(SH2D1A):c.192G>A致病性变异和NM_000022(ADA):c.[646G>A];[704G>A]致病性复合杂合变异的PID家系进行PGD诊断。经胚胎活检、全基因组扩增、多个目标位点的多重PCR扩增获得目标序列、NGS测序,获取目标区域上下游SNP数据。以标记SNP作为遗传标记对目标基因进行单体型分析,结合突变位点直接检测结果,获得未携带突变位点胚胎。结合胚胎形态学评分,选择合适胚胎移植,妊娠后孕中期抽取羊水细胞的检测证明PGD检测结果的准确性。 结果: 共分析了10个样本,包括7个胚胎样本。NGS测序10个样本共获得了0.47G的数据,单个样本获得112有效的SNP位点。单体型分析ADA基因上下游有效的SNP位点,胚胎2未携带ADA基因突变的单倍型,结果与Sanger测序一致。本研究完成了1例ADA基因变异家系和1例SH2D1A基因变异家系的出生缺陷防控,两个家系分别获得了一个健康子代。 结论: 1.本研究建立了一套有效的NGS-PGH检测体系,并具有低成本、高准确率、适用性强的优点; 2.初步证明了多个目标位点的多重PCR扩增结合NGS用于胚胎植入前PID相关致病基因检测的有效性。