今天学习这篇发表在《GENES,CHROMOSOMESCANCER》的文章,影响因子4分。希望不仅可以学到研究思路,还可以弄清一些遗传名词。题目是
在Ⅱ型神经纤维瘤且为体细胞嵌合体的患者中,通过深度测序的方法测定等位基因的突变频率
摘要
Ⅱ型神经纤维瘤病是常染色体显性遗传,是由NF2基因的突变引起的,然而有50%以上的病人的父母并未患病,其携带的是denovo突变,此突变可能来自合子前或合子后。如果发生在合子后,那么将会出现嵌合体现象,这种现象在Ⅱ型神经纤维瘤病人中是非常常见的。
之前的报道发现通过Sanger测序的方法只可检测肿瘤组织中的突变,而检测不出来血液中的突变。因此本文就通过高通量测序的方法检测血液中的低频率的NF2突变,不负众望,成功的检测到了突变,不过有些病人中还是未检测出,也许在血液中根本不存在这个突变。值得一提的是,还发现了发病年龄与突变频率之间的关系。因此,深度高通量测序是一个灵敏度非常高且有效的检测嵌合体病人中NF2基因的突变频率。
背景介绍
主要介绍Ⅱ型神经纤维瘤病是啥,以前都研究了什么,遗留什么问题,需要解决啥问题。
以前都研究了什么
Ⅱ型神经纤维瘤病是多发性神经肿瘤,常染色体显性遗传病,由位于22q12.1的NF2基因突变引起的,属于germlinemutation(生殖腺突变),常见表现为双侧前庭神经鞘瘤,发病率1:35,-1:40,。
先以这张图来说明什么是常染色体显性遗传病:
常染色体显性遗传的特点:垂直传递,代代相关,不错过任何一代。即每代都有可能出现患者,患者的父母之一必为患者,而非患病的后代都正常。
Germlinemutation(生殖腺突变)又是什么?再上一张图,为与somaticmutation(体细胞突变)的比较:
Germline突变是生殖腺发生突变,且可传给下一代,在个体中的所有细胞中都可以检测到突变,因为其在出生前就存在这样的突变;somatic突变则是体细胞突变,在个体一生中的任何一个时期都可能发生的突变,但是其不传给下一代,比较典型的例子是癌症,当然也可能只是展示一下遗传多样性并不致病。因此在对基因突变进行分类的时候需要注意是germline还是somatic?就像BRCA1中的突变有些属于germline,有些则属于somatic突变,之前学习的一篇文献就属于germline突变,对病人的血液进行的检测,回复12查询。题目是:Frequencyofgermlinemutationsin25cancersusceptibilitygenesinasequentialseriesofpatientswithbreastcancer。
然而在Ⅱ型神经纤维瘤病中会出现自发突变,也可称之为新突变,denovo突变:即父母任何一方都未患病,但是子代却患病。据目前的统计,50%以上Ⅱ型神经纤维瘤病患者是这样的情况。同样,研究报道显示,具有这样denovo突变的患者中,多数是以嵌合体的现象存在,即不是所有的细胞都存在NF2基因的突变,这也就意味着突变是在受精后发生的,如图所示
嵌合体病人的症状更加轻一些,毕竟不是所有的细胞都是突变的,且症状更容易发生在生命后期。关于上图对嵌合体的发生只是一个猜想,至于究竟是从第二个分裂到第三个还是第四个的时候发生突变并不清楚。在嵌合体患者中,肿瘤组织中发生突变的细胞更多一些,血液中比例频率却较低。
遗留什么问题
到目前为止,关于嵌合体中具有NF2突变的细胞数目是否与临床特征之间存在关系并未报道,尤其与发病年龄和肿瘤个数之间的关系并不清楚,并且也没有高灵敏度的方法去鉴定具有NF2突变的细胞数量。
需要解决啥问题
这篇文章的目的就是开发一种深度测序的方法研究在嵌合体病人的血液或肿瘤组织中,NF2等位基因的突变频率,从而确定临床表型和突变频率之间存在的可能关系。
方法
1共11个携带NF2基因突变的“体细胞(somatic)嵌合体”病人,其中10个人以前都有文章报道过。
2提取白细胞DNA。
3NF2外显子的PCR扩增及高通量深度测序。
4数据分析,包括决定突变等位基因频率。
5统计分析:线性回归分析。
结果
(对结果描述清楚即可)
在体细胞嵌合体的病人中NF2等位基因突变的频率
表1和表2中展现了reads数目,突变类型及突变的百分数,错误核苷酸数,还有之前文献报道的情况(reads,即读长,是高通量测序中一个反应获得的测序序列,在测序中对于一个位点会不止读一次,这种情况就反映在reads数上)
以下为对结果的描述
1在Patient,.1和74中观察到0-0.1%的NF2等位基因突变。有些突变存在于肿瘤组织但是不存在于血液中,对于血液中的突变之前用sanger测序未检出,现在用深度测序也未检测出。推断血液中不存在此突变或者只是在生命后期才会出现(这是作者的一个推断,在撰写科技论文的时候是可以有这样的合理推断的)。
2在Patient13和的血液中检测到突变,但是之前只是在肿瘤组织中采用Sanger测序检测出。因此,深度测序是一个非常成功的检测血液中NF2突变基因的方法。
临床表型vs突变频率
主要是描述突变的NF2等位基因频率与年龄、性别和临床表型之间的关系,临床表型包括是否存在双侧前庭神经鞘瘤,不对称双侧前庭神经鞘瘤,眼部异常,以及脑膜瘤的存在,三叉神经纤维瘤,脊髓肿瘤和皮肤的神经鞘瘤,如表所示。
结果如下:
1我们未观察到突变NF2等位基因比例与临床特征之间的相关性。
2等位突变基因频率与发病年龄之间存在关系。即NF2等位基因突变高频率的患者的年龄更年轻些。此结论仍需后续大样本进行研究和验证。
讨论
第一段是文章的内容的概括,在这里就不再重复了。在第二,三,四其实只是描述了一下结果,与结果有些重复,只是换了种说法,这里就不详细介绍了。不过在后边还是两段内容是不重复的:
第一个内容:截短突变对于临床表型的影响。
前人的报道:相对于非截短突变而言,截短突变如无义突变或者移码突变所展现的表型会更加严重,且发病年龄更早,如错义突变(这与之前我们学的指南的说法一致,这样的突变一般定义为强致病,更详细的可回复16查询)。相比遗传性的病人而言,嵌合体病人中基因似乎更容易发生截短突变。
本文的研究:只有一个病人是截短突变。而且一个框架内缺失c.delTTC嵌合体病人并不比那些截短突变的症状轻。
这一段讨论时说这个研究结果与前人研究不太一样,但是并没有解释为什么。
第二个内容是:NF2突变是否可传递给后代
前人的报道:突变传递风险依赖于病人是否为双侧还是单侧前庭神经鞘瘤。单侧前庭神经鞘瘤病人的病症轻一些且传递风险降低50%。NF2突变嵌合体在单侧前庭神经鞘瘤嵌合体在病人中的频率更高且可能降低了子代传递风险。
本文的研究:未发现NF2突变等位基因传递给后代。
结论
最后,作者叙述了这样的深度测序确实很棒,尤其对于这些突变频率低的疾病,因此可以将它应用到其他的疾病中,如Andersen-Tawil综合症,视网膜母细胞瘤,结节性硬化综合征,神经鞘瘤病等。突变频率和临床表型之间关联的研究需要大样本,同样,也可以对病人的不同组织进行研究,如毛发,唾液,尿液,从而帮助理解NF2突变在受精卵后的什么时期发生的突变。总之一句话,深度测序是非常棒的!
注:虽然我们也建议使用变异不使用突变,但是无奈太多人用突变,因此本文中为不影响大家阅读英文文章,仍参照原文使用突变一词。(想了解为什么提倡用变异吗?可回复13查询)
PS.搞晕的和未晕的小伙伴都可以留言哦!
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