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基因遺傳病指由單個(gè)或單對(duì)等位基因突變導(dǎo)致的疾病，主要由遺傳因素決定，遵循孟德爾遺傳規(guī)律，外顯率較高。通常分為常染色體顯性、常染色體隱性、X伴性顯性、X伴性隱性、Y伴性遺傳病五種。根據(jù)OMIM數(shù)據(jù)庫，目前共有23,437個(gè)基因被報(bào)道與已知疾病或病理性狀相關(guān)。 顯性遺傳家系研究 顯性遺傳家系特點(diǎn)如圖1所示，需尋找患者中共有而正常個(gè)體中沒有的雜合突變。樣本選取建議選擇4例以上患病個(gè)體（通常稱為case）；或者選取至少2例患病個(gè)體（case）和1 例正常個(gè)體（通常稱為control）， case盡量選擇親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的樣本，control盡量選擇與其中一例患病個(gè)體親緣關(guān)系較近的樣本。 案例解析 外顯子組測(cè)序解析卵細(xì)胞發(fā)育障礙Mutations in TUBB8 and Human Oocyte Meiotic Arrest 期刊：New England Journal of Medicine 一、研究背景 目前體外受精占全球出生率1-3%。通過促性腺激素調(diào)理和卵巢刺激，一些卵細(xì)胞仍發(fā)育不成熟是常見現(xiàn)象，而完全的卵細(xì)胞發(fā)育受阻只在少數(shù)女性中被報(bào)道。引起這類卵細(xì)胞成熟障礙的遺傳機(jī)制還并不清楚。 二、方法流程 取材一個(gè)四代家系中5個(gè)個(gè)體（3 cases，2 controls） 測(cè)序WES，50×有效測(cè)序深度 分析 1. Cases共有而controls中沒有的突變 驗(yàn)證 Sanger測(cè)序驗(yàn)證家系內(nèi)個(gè)體共分離 三、研究結(jié)果 1. WES發(fā)現(xiàn)TUBB8突變 選取一個(gè)4代家系中3名因卵細(xì)胞減數(shù)分裂Ⅰ期發(fā)育受阻導(dǎo)致不孕的患者和2個(gè)正常個(gè)體進(jìn)行WES測(cè)序分析，發(fā)現(xiàn)TUBB8 突變。 2. 家系內(nèi)共分離和其他患病家系患者驗(yàn)證 使用sanger測(cè)序?qū)Π摷蚁翟趦?nèi)的24個(gè)家系患病個(gè)體驗(yàn)證，共發(fā)現(xiàn)7個(gè)家系患病個(gè)體卵子減數(shù)分裂Ⅰ期發(fā)育受阻，存在7個(gè)primary-specific TUBB8 突變。該家系為罕見的常染色體顯性遺傳的女性不孕。 3. 細(xì)胞功能性驗(yàn)證 a. 組織分布特異性研究，發(fā)現(xiàn)TUBB8 只分布于卵細(xì)胞和早期胚胎。  圖1 患病個(gè)體的四代家系圖譜 四. 研究結(jié)論 TUBB8 突變呈現(xiàn)遺傳自父親的常染色體顯性遺傳模式和新生突變，具有顯性負(fù)相關(guān)效應(yīng)。突變影響微管異質(zhì)二聚體結(jié)構(gòu)，破壞了微管行為、卵子減數(shù)分裂組裝和成熟，從而導(dǎo)致女性不孕。 隱性遺傳家系研究 隱性遺傳家系特點(diǎn)如圖2所示，患病個(gè)體親代是突變攜帶者但表型正常，子代患病。需要尋找子代患者中共有的純合或者復(fù)合雜合突變。樣本選取建議選擇核心家系（如患病子代＋雙親，3～4 例cases）；但是對(duì)于非近親結(jié)婚家系，盡量避免選取表型正常的同胞作為control，因?yàn)闊o法判斷個(gè)體是否攜帶致病突變，在后續(xù)分析中容易遺漏重要突變信息。 案例解析 外顯子組測(cè)序解析常染色體隱性先天性淋巴管發(fā)育不良Impaired Piezo1 function in patients with a novel autosomal 期刊： NATURE COMMUNICATIONS 一、研究背景 Piezo1 離子通道是包括血管內(nèi)皮細(xì)胞、腎小管細(xì)胞和紅細(xì)胞等幾個(gè)細(xì)胞中機(jī)械應(yīng)力的介質(zhì)。Piezo1 功能性獲得突變引起常染色體顯性溶血性貧血--脫水遺傳性口形紅細(xì)胞增多癥。然而，Piezo1 功能性缺失突變對(duì)表型的影響仍未知。 二、方法流程 取材一個(gè)家系（2個(gè)患病孩子+正常父母） 測(cè)序WES，70×有效測(cè)序深度 分析 1. 報(bào)道的已知基因突變 驗(yàn)證 Sanger測(cè)序驗(yàn)證 三、研究結(jié)果 1. WES發(fā)現(xiàn)Piezo1 突變 選取一個(gè)家系中2個(gè)因先天性淋巴管發(fā)育不良而導(dǎo)致先天淋巴水腫的患者和正常父母進(jìn)行WES測(cè)序分析，發(fā)現(xiàn)Piezo1 發(fā)生功能缺失突變—一個(gè)復(fù)合雜合突變：（剪接位點(diǎn)突變）c.3455+1G>A 和 （錯(cuò)義突變）c.6085G>C;p.Gly2029Arg。 2. Piezo1 的功能減弱 細(xì)胞功能性驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)Piezo1 發(fā)生突變導(dǎo)致蛋白在細(xì)胞表面表達(dá)下調(diào)，Piezo1 的功能顯著減弱。  圖2 家系圖譜及患病個(gè)體 四. 研究結(jié)論 對(duì)先天性淋巴管發(fā)育不良而導(dǎo)致淋巴持續(xù)水腫的患者以及不患病的父母進(jìn)行外顯子組測(cè)序，發(fā)現(xiàn)PIEZO1發(fā)生雙等位基因突變（復(fù)合雜合突變）。分析患者的紅細(xì)胞以及不同系統(tǒng)研究顯示等位基因突變導(dǎo)致PIEZO1（蛋白）功能減弱。 |
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