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一例白内障病例反映参考基因组对变异检测的影响


患者基本信息


        患者:女,双眼考虑先天性白内障母亲、外婆均有白内障,视力减退、眼球震颤、弱视

        进行trio-WES检测,初步分析结果为阴性

        但家族史提示极有可能是一种常染色体显性遗传疾病,对数据进行二次复核,依旧未能找到候选变异。


        山穷水尽即将放弃时,意外看到上半年学习的一篇文献(PMID: 34129815)。

        这篇文献主要讲的是,参考基因组不同引起的变异检测结果差异。



        其中提到:PRODH(MIM:606810), SIK1 (MIM:605705),CBS(MIM:613381),H19(MIM:103280),CRYAA(MIM:123580)和KCNE1(MIM:176261)基因及其附近的所有或绝大多数变异只能通过GRCh37检测到;


        而RPS17(MIM:180472)ADAMTSL2(MIM:612277)基因则富集了只能使用GRCh38检测到的变异(如下表1)

        更换参考基因组导致这些基因没有call到相关变异,是由于比对到参考基因的reads发生了多重比对导致的。

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表1

        文中提到的CRYAA基因与白内障相关,并且今年5月份实验室完成了参考基因组从GRCh37到GRCh38的转换

        受文献启发,通过与生信团队讨论,为了在不更换基因组版本(GRCh38)的情况下检出这些基因的变异,我们找到了这些基因的同源序列,发现这些同源序列大多为相关基因在scaffold上的一个冗余的假重复,因此将这些同源序列进行了mask,解决了reads的多重比对问题。并对上述trio-WES数据进行了重分析。



我们惊喜的发现在受检者及其母亲样本中均检出了以下变异

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图1



        人类孟德尔遗传学(OMIM)数据库中记载,CRYAA基因的致病性变异可导致常染色体显性/隐性遗传的多类型白内障9型( CTRCT9)。

        CTRCT9的特征为先天性多类型白内障,包括核性白内障、带状中央核性白内障、层状白内障、板层性白内障、前极性白内障、后极性白内障、皮质性白内障、胚胎性白内障、前囊下性白内障、扇形白内障和完全性白内障等,其他常见的临床表型包括视力下降、眼球震颤、弱视、斜视和青光眼等。CRYAA基因突变还可引起与小角膜相关的白内障,称为白内障-小角膜综合征。

(OMIM,https://www.omim.org/entry/604219)

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        参照ACMG相关指南,该变异评级为致病性变异(PM2_Supporting+PS4_Supporting+PP4+PP1_Strong+PM5+ PS3_Supporting)

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图2


        经trio-WES数据分析,该变异遗传自母亲,母亲也具有白内障CRYAA基因相关的CTRCT9在较大程度上可以解释受检者的表型。建议对受检者的其他家系成员进行验证,以完善表型-基因型相关性分析。


思考

        除了文章中提到的8个与孟德尔疾病相关的基因,还有57个旁系同源基因和28个假基因等,都会受参考基因组选择的影响。虽然人类参考基因组从GRCh37更新迭代至GRCh38已成为趋势,但在日常分析中我们需要考虑参考基因组选择引起的变异检测差异。