基因檢測(cè)案例17-紅綠色盲

陽(yáng)匕￡0樂(lè)ORA2W察西疾病簡(jiǎn)介-紅綠色盲人類(lèi)視網(wǎng)膜含約1億個(gè)視桿細(xì)胞和600萬(wàn)個(gè)視錐細(xì)胞。視桿細(xì)胞主要分布于視網(wǎng)膜周邊部，其功能主要是暗環(huán)境下的周邊視力，視錐細(xì)胞主要分布在黃斑部，特別是中心凹區(qū)，主要發(fā)揮色覺(jué)辨識(shí)、明視環(huán)境下的中央視力和精細(xì)視力。座在灶曲 咀桿比由座在灶曲 咀桿比由可辨別紅、綠、藍(lán)三色，即三色視。色覺(jué)異常主正常人視錐細(xì)胞中含紅、綠、藍(lán)視錐蛋白，要分為以下幾類(lèi)：

可辨別紅、綠、藍(lán)三色，即三色視。色覺(jué)異常主類(lèi)別表現(xiàn)異常三色視紅色弱、綠色弱、臨色弱雙色視紅色fl綠色盲、藍(lán)色打單色視視徘細(xì)胞單色視（紅色視徘細(xì)胞單色視、黃色視錐細(xì)胞單色視藍(lán)色視椎細(xì)胞單色視）全色盲視桿細(xì)胞單色視紅綠色盲患者不能區(qū)分紅色或綠色即雙色視，臨床上較常見(jiàn)。呈X連鎖隱性遺傳。男性患病率為2%?8%,女性患病率為0.4%?1.7%?；蚪榻B-OPN1LW和OPN1MW基因編碼人類(lèi)紅-綠視蛋白的基因位于X染色體的Xq28區(qū)域上，其基因分別為OPN1LW（紅視蛋白基因）和OPN1MW（綠視蛋白基因）?；蚧蛘咂鋯?dòng)子區(qū)域異常會(huì)導(dǎo)致紅綠色盲，即對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)和中波長(zhǎng)敏感的感光色素?zé)o法產(chǎn)生相應(yīng)色覺(jué)信號(hào)。兩基因相鄰，串聯(lián)排列且具有高度相似性（約98%DNA序列相同）。由于其結(jié)構(gòu)高度相似且位置相鄰，導(dǎo)致紅/綠視蛋白基因易于發(fā)生不平等的同源重組。減數(shù)分裂時(shí)，同源紅綠視蛋白基因聯(lián)會(huì)時(shí)就可能發(fā)生連鎖互換，導(dǎo)致視蛋白基因數(shù)量改變（A）或產(chǎn)生新的紅綠混合基因（B）

基因座控制區(qū)（LCR）與紅色視蛋白或第一個(gè)綠色視蛋白基因的啟動(dòng)子交聯(lián)，可驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄并促使視網(wǎng)膜中形成紅色或綠色視錐。遠(yuǎn)端綠色視蛋白基因中的復(fù)制和終止突變，該情況對(duì)色覺(jué)無(wú)影響，因?yàn)檫h(yuǎn)端拷貝基因很少在視網(wǎng)膜中表達(dá)。大約25%的男性白種人有一個(gè)OPN1MW基因，而50%的人有兩個(gè)OPN1MW基因，其余的人有3個(gè)或更多的OPN1MW基因。多個(gè)OPN1MW拷貝序列相同，且間距較遠(yuǎn)，間隔序列相同的TEX28假基因。LCR OPNtLW OPNIMW6，kb l+.8kl) 2S.ikb l4.2kbOPN1LW和OPN1MW基因均包含6個(gè)外顯子，通過(guò)CDS區(qū)比對(duì)可以看到，兩個(gè)基因序列高度相似。

OPN1LW和OPN1MW基因外顯子1、3、6序列完全一致，外顯子2、4、5上僅有少量堿基差異?；蜃儺怘GMD數(shù)據(jù)庫(kù)中收錄的OPN1LW和OPN1MW基因變異中，大片段缺失、復(fù)雜重排占多數(shù)，約2/3,錯(cuò)義突變、無(wú)義突變、小片段插入/缺失、剪切位點(diǎn)變異等占少數(shù)，約1/3。

GeneSymbolLoc-atioaGeaedescriptionOPN1LW丹工RD/Xq28apsiin1BlongvraveKiisrtivc{Almn: J 6迎I(cwzwe。蟲(chóng)皿+Mqi+ggv**RF apsu:艮血 gw4十pLgHfpr：以噸一附飛pp同MutationtypeTotalnumberafinutaliousMisaensemonscnse19Splicmgsubstrtutions1Rjegulafor}.rsubstitutions1Smalldeletions0SmalluisertLonsduplicataong0SmalluidelsIGrossdeletiQas24Grossiii5eitLonidupEcations1C0nlpkxrearrangements20Repeat1MiatiamQTOTAL67GeneSymbol LocarionG?tiedescriptionOPXl'lW opsmLmediuaaTiVaves^nsrtii'eC-Uujcs:CBBM.CED.COD5.GCP, XCj2S (Aliiiez:Coaedyili口阿?E Gretaohmpbotefrceptorpiiznent&etz?z-nnepimefiitGrwn-i&iin^中業(yè)：,GOp!OJNlinin.) Opuu1(cbmpirai￡ti).4mdrnomvtntuEbvv:PkolD^soziimEipoiprcm)MutationhpeTotalnmniberofuiularionsMisstn&rnon軾n轉(zhuǎn)7Splicingsubshtutians0Regulatcn'subsutuli?？?1Smalldeletions1Smalltn眈品口&duplications0Smalliitdeh0Grotsdeleticms3GrosiinisertiDti^duplications0Complexre3irMgHnenta9Repeatranatisis0TOTAL21檢測(cè)難點(diǎn)(1)OPN1LW(紅視蛋白基因)和OPN1MW(綠視蛋白基因)序列高度相似。(2)基因間隔序列高度相似且片段較大。(3)OPN1MW(綠視蛋白基因)存在多個(gè)拷貝，但僅第一個(gè)拷貝會(huì)影響表型。(4)常規(guī)一代測(cè)序和二代測(cè)序均無(wú)法實(shí)現(xiàn)變異檢測(cè)，而三代測(cè)序成本太高。檢測(cè)方案基于OPN1LW和OPN1MW基因的序列高度相似性及變異特點(diǎn)，確定的檢測(cè)方案如下:(1)外顯子通用引物分析Exon1-6區(qū)域內(nèi)是否有錯(cuò)義突變、無(wú)義突變、小片段插入/缺失、剪切位點(diǎn)變異；分析是否存在基因缺失。(2)外顯子特異性引物分析基因檢測(cè)區(qū)域內(nèi)是否有缺失；熒光定量PCR法分析基因數(shù)量或可能存在的融合情況；測(cè)序法檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的變異。(3)長(zhǎng)片段特異性引物分析基因擴(kuò)增區(qū)域內(nèi)是否存在缺失；測(cè)序檢測(cè)區(qū)域內(nèi)變異；驗(yàn)證可能的基因融合形式。(4)長(zhǎng)片段通用引物分析基因的排列順序。案例分析臨床診斷受檢者，女，32歲，臨床表型正常，其父親色弱。檢測(cè)項(xiàng)目眼科遺傳病基因檢測(cè)(441個(gè)基因)及紅綠色盲基因OPN1LW、OPN1MW變異檢測(cè)。檢測(cè)方法方法：從受檢者外周血中提取基因組DNA，構(gòu)建基因組文庫(kù)，通過(guò)探針雜交捕獲相關(guān)的目的基因外顯子及相鄰內(nèi)含子部分區(qū)域，進(jìn)行富集。富集的目的基因片段通過(guò)高通量測(cè)序平臺(tái)測(cè)序，對(duì)明確的致病性變異，采用Sanger測(cè)序進(jìn)行驗(yàn)證。OPN1LW、OPN1MW基因變異檢測(cè)采用實(shí)驗(yàn)室自建的檢測(cè)方法。檢測(cè)結(jié)果檢出一個(gè)與受檢者父親臨床表型匹配的致病性基因變異:

揄測(cè)站果基因名靜蓼考序列校背班蔑費(fèi)氨基酸改變級(jí)臺(tái)雜合致旗性行叫地蓿方式變異來(lái)源NM_0005132entire4el嶷合PAihogenicX-linked交源備注：按照美國(guó)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)學(xué)會(huì)(ACMG)制定的遺傳變異分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，變異分為以下5種類(lèi)型,Pathogenic表示致病的變異;Likelypathogenic表示可能致病的變異;Benign表示良性的變異；Likelybenign表示可能良性的變異；Uncertainsignificance表示意義不明確的變異。AD表示常染色體顯性遺傳；AR表示常染色體隱性遺傳；X-linked表示X連鎖遺傳。遺傳解析(1)OPN1MW(OMIM:300821)基因變異常導(dǎo)致綠色盲，以X連鎖隱性方式遺傳。(2)受檢者父親攜帶半合子變異：OPN1MWentiregenedel，此變異已被的乂0數(shù)據(jù)庫(kù)收錄，已有文獻(xiàn)報(bào)道為致病變異。(3)受檢者理論上應(yīng)為雜合攜帶者。一代測(cè)序結(jié)果CTNJHT-E1受上斤定型由JMP-tJ 匚晶＞?匚GT[:胃匚T 七U匚GtU*WUGC=青〉＞＞匚＞k弋匚區(qū)GCGTkGfG3A匚匚＞心三斤匚TJLT…幽向同疝磯m兒帆山版%喻山沛加刑癡mJ"刪|iT-rQTa~gT「JLUi-ni：R*ulhtt.rrt*-a-rauahk『k,'：rr.r-lu.ri:k0"二.■. -a aef.r■-f.■an■::c:?.nn--::"r：■:場(chǎng)打用yj：場(chǎng)打用yj：帆帆機(jī)徐加州碗嘛做Mm赧!而初確帆如岫確帆忘-rt.tis.41t■t--nril-r-1-n.rr" -n，■:1■■,■＞.ahr,="fi_-p凡—i*m■-ra..,I.=■?l1巴-I=■,■ 111"mr: riaa.■s=-0n.n-■,■■■■,-

UJI」omlrwx-i&GM4RR旭HHfl-F*交府片父親變構(gòu)片I盤(pán)M血血加皿娜曲碘UJI」omlrwx-i&GM4RR旭HHfl-F*交府片父親變構(gòu)片I盤(pán)M血血加皿娜曲碘I!一?幽娜就血血?jiǎng)?lì)=4'：匕匚亡■匚1匚/二UG二九q匕亡：心亡：白匚R1七a：匚之24t二1二型亡二二T匚■=.；匚A.工亡匕：r匚■:：匚：?生匚■,：，二■二X又白丁，:丁￡，：匚丁，：G匚亡號(hào)Tt亡GJG■七；二盤(pán)*.：:心":?士士7?亡AHG白“匚成亡亡】UL：；UL：電?『匚洱L亡七亡禺t」匚口nFl1廠(chǎng)十八：4口IUUI亡.H：1r亡工+亡匚：匚?L：機(jī)A5IG■丁U，；L：15UL：4具丁士CGA.G匕：/U匕UR￡仁二G45匕￡CWIUT-KI5fHi?l-ES啜股和k卮n~愛(ài)也界OPN1MWentiregenedel,受檢者父親攜帶半合子變異，受檢者理論上應(yīng)為雜合攜帶者。參考文獻(xiàn)AyyagariR,KakukLE,BinghamEL,etal.Spectrumofcolorgenedeletionsandphenotypeinpatientswithblueconemonochromacy[J].HumanGenetics,2000,107(1):75-82.DeebSS,LindseyDT,HibiyaY,etal.Genotype-phenotyperelationshipsinhumanred/greencolor-visiondefects:Molecularandpsychophysicalstudies[J].TheAmericanJournalofHumanGenetics,1992,51(4):687-700.EvanEEichler.Geneticvariation,comparativegenomics,andthediagnosisofdisease[J].NEnglJMed2019;