3月23日，《Scientific Reports》杂志报道了天昊客户有关Cockayne综合征家系致病位点的最新文章，题为A complex intragenic rearrangement ofERCC8 in Chinese siblings with Cockayne syndrome。该研究定位了一个中国CS家系的发病原因为ERCC8基因的复合杂合变异，包括了一个母源性的剪切位点变异，和一个父源性的引发外显子缺失的缺失/到位/缺失型复杂重组变异。天昊生物参与完成了全外测序，基于全外数据的CNV分析，一代测序，天昊生物信息部李才华经理作为文章作者之一分享了研究成果。
 
 
本研究找到的基因内重组很复杂！！？不怕，先来看个知识点：
        2007年底，CELL杂志报道了一种导致基因拷贝数变异的基因组重排新机制：细胞分裂的过程中分裂暂停，DNA复制转换了模板。这种新机制被称为“复制叉停滞和模板转换机制”(Fork Stalling and Template Switching，FoSTeS)。FoSTeS是由于错误的DNA复制而导致的不常见又特别复杂的一种重排机制，经常引起基因或基因内某区域的拷贝数变异。一段微同源（microhomology）序列是FoSTeS过程的一个重要特征。
 
        该研究检测到的这种复杂的缺失/到位/缺失型复杂重组变异，即是来源于DNA断裂位置两侧微同源（microhomology）序列引发的2次“复制叉停滞和模板转换”(Fork Stalling and Template Switching，FoSTeS)现象。
 
文章解读
背景：
        Cockayne综合征（CS；科凯恩氏综合征；MIM＃133540,264400）是科凯恩在1936年首次发现的一种罕见常染色体隐性遗传疾病。该疾病涉及多个系统，其主要特征包括进行性发育迟滞，小头症，智力迟钝，视网膜色素变性，感觉神经性耳聋，光敏性和过早死亡。根据严重程度和表型异质性，临床上已经定义了多种CS亚型。例如，CS最经典的亚型—I型CS，在患者出生1-2年就会呈现发育异常，在10岁或20岁以内引发死亡。相比之下，II型CS更严重，出生时即出现症状, 而III型CS则症状较轻/症状晚发，即具有正常生长和认知发育。由于发病表型极其复杂多样，CS的精确诊断必须依靠基因检测。已知的CS致病基因包括：ERCC8突变（Cockayne综合征A或CSA，约占35％的CS病例）或ERCC6（Cockayne综合征B或CSB; 约占65%的CS病例）。
 
 
家系说明：         一中国CS家系，包括2名CS患者（黑色实心正方形框）。父母为非近亲婚配。2例患者已完成ERCC8/ERCC6测序，但并没有找到纯合突变或复合杂合致病突变，但提示可能存在一个影响ERCC8剪切的突变。父母也接受了核型检测和cCGH检测，未发现可疑致病基因组不平衡或单亲二倍体现象。
 
技术平台：
        全外显子组测序；比较基因组芯片；qPCR，一代测序
 
结果：
 
        1. 对2例患者进行全外显子测序，基于以下思路筛选出唯一的可能致病位点：ERCC8c.618-2A > G，该变异来源于患者母亲。
            外显子测序数据---正常样本公共数据库过滤----2例患者共有罕见变异826个--- Ingenuity Pathways Analysis (IPA)软件进行表型-基因型分析----依据美国医学遗传学和基因组学学院（ACMG）变异指南筛选致病变异---在家系中与表型共分离--- 一个可变剪切区变异（ERCC8 c.618-2A > G）
        2. 基于患者ERCC8 cDNA测序，确认该变异的确导致了ERCC8基因8号外显子的前9 bp (TGCTGACAG)序列缺失，从而编码出缺失三个氨基酸的ERCC8蛋白。
        3. 由于一个正常的同胞（患者妹妹）也携带该突变，因此，研究者猜测可能存在另一个缺失、插入型的致病突变。基于每个外显子Q-PCR， 1 M aCGH检测，长PCR测序，最终确定了2名患者都携带一个引发4号外显子丢失的3.8kb的缺失，该缺失变异来源于患者父亲。
        4. 基于PCR产物胶回收和一代测序，确认该缺失实际上包括2个缺失片段和1个1.67kb片段倒位（位于2个缺失片段中间的）。
          AB, CD之间的序列为缺失片段，但由于A、C处的序列都为TAA, B、D处的序列都为AGCT，即所谓的DNA断裂位置两侧微同源（microhomology）序列，所以片段1和片段2缺失后，中间的1.67kb序列发生了到位，A与C连接，B与D连接。这种复杂的重组机制，有可能是由DNA断裂位置两侧微同源（microhomology）序列引发了2次“复制叉停滞和模板转换”(Fork Stalling and Template Switching，FoSTeS)。

结论： 该研究定位了一个中国CS家系的发病原因为ERCC8基因的复合杂合变异，其中一个变异为来源于母亲的剪切位点变异，另一个为来源于父亲的引发外显子缺失的缺失/到位/缺失型复杂DNA重组。
 
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• 众多项目和文献支持的全外显子测序技术平台
•  基于最新流程的外显子测序数据后的基因组SNV和CNV同步分析
•  专业的团队：天昊生物信息分析和实验团队，大多数为医学遗传学专业背景，在人类医学研究方面拥有丰富的生物信息和遗传统计分析经验
•  最严格质控：天昊具备整套的实验流程质控，利用天昊特有的SNPscan 96 SNP分型质控体系确保二代测序样品及数据质量的准确性。针对大样本二代测序实验样本易混的风险，独创分子内

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