常见罕见神经遗传病基因检测平台的构建与应用PPT课件.ppt

常见罕见神经遗传病 基因检测平台的构建和应用,1,2、疾病基因诊断数据分析原则,1、基因检测技术平台构建及质控,3、神经遗传代谢疾病基因检测,4、遗传性疾病产前诊断及应用,神经遗传疾病基因诊断及分析,2,人类基因组计划,人类基因组计划(human genome project, HGP)是由美国科学家于1985年率先提出，于1990年正式启动的。目的是揭开组成人体4万个基因的30亿个碱基对的秘密。人类基因组研究的一个关键应用是通过位置克隆寻找未知生物化学功能的疾病基因。,基因组医学时代的到来,3,临床基因检测资质：合格的遗传诊断实验室，按照”1988年临床实验室改进法案”(简称CLIA88)，凡医疗单位从事临床检测的实验室(如生化诊断、血液诊断、传染病诊断、免疫诊断、病理诊断、超声诊断、放射诊断、介入诊断、遗传诊断等)都要得到CLIA颁发的资格证书。并由多个与医疗卫生事业相关的主管部门、执行机构、行业协会等共同组成一个委员会(简称JCAHO)，每隔两年，对所有这些具临床检测资格的实验室(如遗传诊断中的染色体诊断和基因诊断)进行检查、评审，其验收合格者，继续颁发CLIA资格证书。少数非医疗单位的商业化基因诊断公司，也可由行业协会(如美国病理学院，简称CAP，也是JCAHO的成员)按CLIA标准代为进行检查验收。没有CLIA资格证书的实验室虽然仍能开展研究性质的基因诊断，但不能签发供临床使用的诊断报告，也不能从医保机构、患者或被检测者收取诊断费用。,遗传病基因诊断-美国,CLIA资质实验室质控：规定的质量控制、质量改进、质量保证等全方位要求来设计、验证、改进适合于临床使用的基因诊断方法。例如，美国政府的食品与药物管理局(FDA)己决定，对于按CLIA标准验收合格的基因诊断实验室(CLIA实验室)所研究、开发、验证的基因诊断技术和方法，不需要FDA的进一步审查或批准。 技术平台的合理性：技术方法应该尽可能达到经济实用、简便快速、高通量自动化,以符合医学诊断的规范化。所以，通过CLIA实验室的系统验证，对于促进各类技术在临床基因诊断中的广泛应用是首要任务。,4,遗传病基因诊断-美国,5,遗传病基因诊断-欧洲,6,遗传病基因诊断-欧洲,欧洲的遗传诊断实验室。以国家标准化实验室为质量控制和资质发放单位，标准化实验室制备各类需要基因检测项目的标准品供需要提供基因检测实验室作为临床基因检测资质的检验指标。,7,遗传病的基因诊断-指南,EFNS（欧洲神经科学协会联盟） 针对神经遗传疾病分子诊断做出相应的指导,8,遗传病的基因诊断-诊治标准,9,遗传病的基因诊断-诊治标准,10,遗传病的基因诊断-诊治标准,11,遗传病的基因诊断-诊治标准,12,DHPLC,表观遗传 检测平台,Q-PCR,染色体核型,FISH,测序,遗传病的基因诊断-技术平台建立,13,遗传病临床基因检测的技术要求,通用性：全基因检测技术平台， 分子遗传，细胞遗传，分子肿瘤，病原微生物 检测； 分子生物学检测分类：DNA；Oligo；RNA； siRNA 分析和纯化； 基因突变检测；片段缺失；染色体多倍体和大 片段缺失检测；基因甲基化的检测；定量分析； 准确性：方法准确性 96%(未知突变)， 99%(已知突变) 质控性: 对PCR全过程的质量控制; 灵敏度：极低含量基因突变检测能力（1:2000） 高通量：检测能力达 2000 PCR产物/天 简便性：DNA样品处理简单（PCR产物无需纯化，标记）,14,遗传病基因检测特色技术平台,DHPLC是根据在部分变性的条件下，通过杂合与纯合二倍体在柱中保留时间的差异，发现DNA突变。异源双链DNA与同源双链DNA的解链特性不同，在部分变性条件下，异源双链因有错配区的存在而更易变性，在色谱柱中的保留时间短于同源双链，故先被洗脱下来，在色谱图中表现为双峰或多峰的洗脱曲线。它是一种新型基因突变筛查技术，既能够自动化、高通量进行，且除PCR之外，勿需进行PCR引物修饰、购买特殊试剂、检测标记信号或作其它的样品处理。与传统的SSCP 、DGGE等方法相比，DHPLC有较多的优点。 主要应用：1）已知和未知遗传变异的筛查 ； 2）单基因遗传病的基因诊断； 3）多基因遗传病的研究；4）癌症和肿瘤的筛查和诊断；5）基因甲基化异常疾病的诊断。,变性高效液相色谱(DHPLC)技术,15,基因突变检测: 高灵敏度定量DNA突变检测,Detection of Mutation in APC MCR: Scanning for Minority Variants,DHPLC技术与直接测序技术突变检测比较,16,线粒体脑肌病基因检测,MELAS patient (muscle),heteroduplex,MELAS patient (blood),heteroduplex,normal DNA,MERRF 8344 Heteroplasmy?,17,质量差的OLIGO引物 (PAGE 纯化),质量好的OLIGO引物 (DHPLC 纯化),PCR所需引物 QAQC,DHPLC技术对PCR引物QAQC,18,Analysis of (NH2)-labeled, equal longth oligos with lnt difference,2002: (NH2)- ttttttttttggcctgatgaggagtactgg (30nt) 2002ag: (NH2)- ttttttttttggcctgatggggagtactgg (30nt),PCR引物,QRT-PCR探针,芯片探针QAQC,DHPLC技术 对各类Oligo 探针的质量控制,19,DHPLC技术PCR产物质量控制,BRCA1 PCR片段质控,BRCA2 PCR片段质控,20,UK National Genetics Reference Laboratory,21,遗传信息技术平台,遗传病实验数据和结果分析,22,遗传信息技术平台,国际著名的生物信息中心,NCBI National Center for Biotechnology Information (US) EMBL European Molecular Biology Laboratory EBI European Bioinformatics Institute (EU) SIB Swiss Institute of Bioinformatics (Switzerland, ExPASy) HGMP Human Genome Mapping Project Resource Centre(UK) CMBI Centre of Molecular and Biomolecule (The Netherlands) ANGIS National Genome Information Service (Australia) NIG National Institute of Genetics (Japan) BIC National Bioinformatics Centre (Singapore),23,杜氏肌营养不良（DMD）,数据库： http:/www.dmd.nl/nmdb/home.php?select_db=DMD,24,I型神经纤维瘤（NF1）,数据库：http:/medgen.ugent.be/LOVD2/home.php?select_db=NF1_germline,25,脊髓性肌萎缩症SMA（SMN1）,数据库：http:/www.dmd.nl/nmdb2/home.php?select_db=SMN1,26,异染性脑白质营养不良症（MLD）,数据库：http:/www.biochemgenetics.ca/asa/view.php,27,Emery-Dreifuss肌营养不良,数据库：http:/www.umd.be,28,脆性X综合征（FMR1）,数据库：http:/grenada.lumc.nl/LOVD2/MR/home.php?select_db=FMR1,29,家族性高钾型周期性麻痹（SCN4A）,数据库：http:/chromium.liacs.nl/LOVD2/home.php?select_db=SCN4A,30,家族性ALS（SOD1）,数据库：http:/alsod.iop.kcl.ac.uk/Als/Overview/gene.aspx?gene_id=SOD1,31,常染色体显性遗传病合并皮质下梗死和白质脑病(NOTCH3),数据库：http:/chromium.liacs.nl/LOVD2/home.php?select_db=NOTCH3,32,糖原累积症-GDSII（GAA）,数据库：http:/chromium.liacs.nl/LOVD2/home.php?select_db=GAA,33,黏多糖贮积症II型（IDS）,数据库：http:/grenada.lumc.nl/LOVD2/MR/home.php?select_db=IDS,34,马凡综合症（FBN1）,数据库：http:/www.umd.be/FBN1/,35,先天性肌强直（CLCN1）,数据库： http:/chromium.liacs.nl/LOVD2/home.php?select_db=CLCN1,36,先天性肾上腺皮质增生（CYP21A2）,数据库：http:/www.cypalleles.ki.se/,37,遗传性痉挛性截瘫（HSP）,数据库：/ http:/grenada.lumc.nl/LOVD2/L1CAM/home.php?select_db=L1CAM .uk/Manchester/,38,早期帕金森症Parkin（PARK2）,数据库http:/grenada.lumc.nl/LOVD2/TPI/home.php?select_db=PARK2,39,遗传咨询遗传性痉挛截瘫HSP,数据库中有临床意义的DNA变异,40,遗传咨询遗传性痉挛截瘫HSP,41,遗传咨询杜氏肌营养不良DMD,数据库已有报导突变,42,数据库未报到新突变,遗传咨询杜氏肌营养不良DMD,43,遗传咨询杜氏肌营养不良DMD,数据库未报到新突变,44,遗传咨询遗传性痉挛截瘫HSP,数据库中没有临床意义的DNA变异,45,遗传咨询遗传性痉挛截瘫HSP,46,基因检测知情同意书,47,遗传病的基因诊断-应用,遗传病新概念,遗传病-细胞内遗传物质改变所引起的 疾病称遗传病. 单基因神经系统遗传病检测应用 单基因神经系统遗传病产前诊断,48,遗传病的基因诊断-应用,遗传性疾病分类 神经系统遗传病 血液系统遗传病 心脑血管系统遗传病 泌尿系统遗传病 内分泌系统遗传病 骨骼系统遗传病 生殖系统遗传病 眼部遗传性疾病 皮肤遗传性基因 耳鼻喉遗传性基因 出生缺陷 精神性遗传病,49,遗传病的基因诊断-SMA,脊髓性肌肉萎缩症(SMA)是儿童发生率第二高的常染色体隐性遗传疾病，其新生儿发病率大约是1/6000-1/10000，基因携带率大约是1-3 %。 目前已知造成此症的原因主要是与位于第五条染色体5q11.2-13.3区域的基因有关。在这个区域中，包含了一组呈镜向对称重复的基因，约96.5%的SMA患者都可以有SMN1基因有大片段缺失。 Obstet Gynecol Clin North Am. 2010 Mar;37(1):23-36,50,1 Copies of SMN1 on One Chromosome 5 with a Deletion (Carrier),SMN Gene:位於第5號染色體(5q11.2-13.3),SMN1:具有90function, translation 出來的為穩定具完整功能的蛋白 SMN2:具有10function, translation出來的為不穩定之蛋白,1 Copy of SMN1 on Each Chromosome 5 (Not a Carrier),1 Copies of SMN1 on One Chromosome 5 with a Conversion (Carrier),51,脊髓性肌萎缩症(SMA),52,脊髓性肌萎缩症(SMA),Type I,Type II,产前诊断之重要,Type III,53,脊髓性肌萎缩症(SMA),Exon7,SMN 1 / 2 gene,Amplified PCR product no need of purification,PCR,DHPLC analysis,54,脊髓性肌萎缩症(SMA)-SOP,SMN1基因外显子7和8缺失筛查及SMN2基因拷贝数 DHPLC检测分析标准操作程序,55,脊髓性肌萎缩症(SMA)-SOP,SMN1基因外显子7和8缺失筛查及SMN2基因拷贝数 DHPLC检测分析标准操作程序,56,脊髓性肌萎缩症(SMA)-DHPLC,正常,患者,携带者,57,脊髓性肌萎缩症(SMA)-携带者筛查,58,406 4.45 %,8732 95.56 %,Total 9138,19 4.68 %,387 95.32 %,Total 406,4 21.05 %,15 78.95 %,Total 19,59,脊髓性肌萎缩症(SMA)-基因诊断,60,脊髓性肌萎缩症(SMA)-基因诊断,61,Duchenne型肌营养不良症 (DMD),遗传病的基因诊断-DMD,杜氏肌营养不良(DMD)属于X 连锁隐性遗传病，是男性中常见的遗传性疾病。发病率约为1/3 500 活男婴，女性多为致病基因携带者，发病者罕见，且症状较轻。D M D 发病年龄偏小，起病隐袭，病程长，在男患中症状较重，且病死率高，患者常常以肌肉的进行性萎缩无力并伴有腓肠肌假性肥大为特征，多在3,5岁发病，病程进展快，大多在20岁左右死于心肺衰竭。患儿由卧到站立有特殊的过程（Gower征），走路为鸭型步态。,D M D 由抗肌萎缩蛋白（Dys）基因突变所致，属于进 行性肌营养不良症常见类型。已证实人类抗肌萎缩蛋白基因定位于X 染色体短臂上(Xp21.1 3)，基因全长约2 220kb，含79 个外显子，cDNA 长14kb，是目前已知的最大人类基因。,DMD 患者约3 0 % 为自发性突变，其余的为X染色体隐性遗传。在各种类型突变中，单个或多个外显子缺失突变患者占60% 65%；无意义或框移造成的点突变占30%，重复占5% 15%：故DMD 突变类型主要为缺失，其特点是Xp21 上外显子缺失的不均一性。,62,DHPLC技术是通过离子对反向液相色谱分析来区分异源双链核酸分子及同源双链核酸分子DNA片段,筛查DNA的变化,且不需要放射性同位素及溴化乙啶凝胶,相对高效、经济、自动化程度高。,诊断-变性高效液相色谱(DHPLC),诊断直接测序,遗传病的基因诊断-DMD,63,64,遗传病的基因诊断-DMD,DMD基因检测SOP文件,65,遗传病的基因诊断-DMD（大片段缺失）,DMD基因exon51缺失,DMD基因exon44缺失,66,遗传病的基因诊断-DMD（携带者）,DMD基因 exon89杂合缺失,67,遗传病的基因诊断-DMD（重复）,68,遗传病的基因诊断-DMD（点突变）,69,遗传病的基因诊断-DMD（点突变）,70,DMD外显子54，c.7885delAG，移码突变,DMD基因c.7885位点 未发现序列异常,c.7885delAG序列改变,父亲,母亲,儿子,遗传病的基因诊断-DMD（点突变）,检测结果在LOVD基因突变数据库进行检索分析，c.7885delAG在数据库中未见报道。该突变为移码突变，编码氨基酸终止，可能与Duchenne型肌营养不良症发生密切相关。,71,腓骨肌萎缩症1A型(CMT),压力敏感性周围神经病(HNPP),【病因及临床表现】 腓骨肌萎缩症遗传方式主要为常染色体显性遗传(AD)，也可见常染色体隐性遗传(AR)及X连锁显性或隐性遗传(XD或XR)。进行性腓骨肌萎缩症1A型（CMTIA）和遗传性压力敏感性周围神经病（HNPP）由剂量敏感的外周髓磷脂蛋白22（PMP22）基因的拷贝数改变引起，是人类外周神经最常见的遗传疾病。CMT可根据是否有伴随神经传导阻滞（CMT I）的雪旺氏细胞病变或有“神经突触病变”的末梢病变(CMT II)分为两种亚型（type1或type2）。,【遗传特点及发病率】 CMT1中最常见CMT1A则是由17号染色体17p11.2p12 间1.5Mb的复制引起，剂量敏感型外周髓鞘蛋白22基因（PMP22）定位于该DNA区域。在17号染色体17p11.2p12上同一区域的相互缺失可引起遗传性压力敏感性周围神经病（HNPP）。CMT1A的病人有3个PMP22基因拷贝，而HNPP则只有1个拷贝。70% 的常染色体显性遗传的CMT 1型患者及90% 的散发病例是由位于17p11.2 的周围髓鞘蛋白22 基因(PMP22)发生片段大小为1.5Mb的正向串联重复突变所致。其余患者的发病由基因的点突变引起，具有高度遗传异质性，目前发现的致病基因包括PMP22、MPZ、Cx32、EGR 2、LMNA等。腓骨肌萎缩症发病率为1/2500。,72,腓骨肌萎缩症1A型(CMT),压力敏感性周围神经病（HNPP）,CMT1A和HNPP疾病的PMP22基因检测sop,73,腓骨肌萎缩症1A型(CMT),压力敏感性周围神经病（HNPP）,拷贝数在腓骨肌萎缩症1A型疾病中呈增加,74,CMT1A基因定量检测阳性报告,拷贝数在腓骨肌萎缩症1A型疾病中呈增加,拷贝数在遗传性压迫易感性神经病 （HNPP）中呈减少,腓骨肌萎缩症1A型(CMT),压力敏感性周围神经病（HNPP）,75,腓骨肌萎缩症1A型(CMT),压力敏感性周围神经病（HNPP）,腓骨肌萎缩症1A型(CMT),压力敏感性周围神经病（HNPP）,76,遗传病的基因诊断-Emery-Dreifuss肌营养不良症,Emery-Dreifuss肌营养不良症(Emery-Dreifuss muscular dystrophy，EDMD)是一种以早期出现肘部屈肌、颈部伸肌和小腿腓肠肌挛缩，伴有不同程度的心脏受累的疾病。,绝大多数EDMD患者都为x连锁隐性遗传，少数患者为常染色体显性遗传和隐 性遗传。,11 EMD基因：能够引起XL-EDMD的EMD基因定位于Xq28区域，基因组跨度 2 100bp，含有6个外显子，编码由254个氨基酸组成34kDa的富含丝氨酸的emerin蛋白。EMD基因突变类型约有100余种。约95的突变为无义突变，少数为错义突变和框架内缺失突变 。无义突变导致病变基因在翻译过程中提前终止，没有相应的蛋白产物生成。少数患者基因突变导致异常蛋白表达，这些异常蛋白缺乏跨膜区域，不能与核膜结合，导致蛋白离开原来位置，出现在核浆内或细胞浆中。部分患者由于基因错义突变而导致蛋白数量下降，或产生的异常蛋白位于细胞核边缘，与核膜的相互作用减弱，从而出现较轻的临床表现,12 LMNA基因：常染色体显性遗传的EDMD的LMNA基因定位于lq21，约24kb，有l2个外显子。已知180多种LMNA基因突变；约80突变是错义突变，少数为无义突变、框架缺失插入突变、结合点突变等。,77,遗传病的基因诊断-Emery-Dreifuss肌营养不良症,Emery-Dreifuss肌营养不良症基因检测SOP文件,78,遗传病的基因诊断-Emery-Dreifuss肌营养不良症,弟弟 EMD 基因外显子1 存在纯合缺失,姐姐 EMD 基因序列未发现异常,79,遗传病的基因诊断-Emery-Dreifuss肌营养不良症,母亲 EMD基因发现外显子1杂合缺失,父亲 EMD基因外显子1未发现序列异常,80,肢带型肌营养不良症( LGMD2B),肢带型肌营养不良症( lmi b-girdle muscular dys- trophy, LGMD)是一组遗传模式和临床症状具有高度异质性的常染色体连锁遗传性肌营养不良,主要累及肢体近端。其遗传模式分为显性与隐性遗传, 但约有半数为散发病例。Bushby和Beckmann根据基因分析结果,将显性遗传者以LGMD1表示,隐性遗传者以LGMD2表示。目前已发现的常染色体显性遗传LGMD有6种: LGMD1A、LGMD1B、LG- MD1C、LGMD1D、LGMD1E、LGMD1F。常染色体隐性遗传LGMD有10种,其中轻型6种: LGMD2A、 LGMD2B、LGMD2G、LGMD2H、LGMD2 I、LGMD2J; 重型4种: LGMD2C、LGMD2D、LGMD2E、LGMD2F, 致病基因均与编码肌聚糖蛋白有关。LGMD1较罕见,病情通常较轻,占所有LGMD不到10%。较之LGMD1, LGMD2更为常见,发病率为1：15000,但地域差别也很大。,LGMD2B和Miyoshi肌病(MM )是由同一基因 (DYSF)突变引起两种临床症状不同的常染色体隐性遗传病。LGMD2B儿童期活动正常, 20岁左右起病,以近端肌营养不良为主,进展缓慢,肢体远端前部肌肉到疾病晚期也很少受累。,81,Dysferlin基因DYSF位于2p13，有55个外显子，可以出现错义、无义、缺失和插入等各种形式的突变，至今已发现50多种突变与dysferlinopathy有关,肢带型肌营养不良症( LGMD2B),82,肢带型肌营养不良症( LGMD2B),83,患者A在5号外显子和11号外显子同时出现点突变,肢带型肌营养不良症( LGMD2B),84,患者A姐姐,患者A妹妹,肢带型肌营养不良症( LGMD2B),85,患者A亲属,患者A亲属,肢带型肌营养不良症( LGMD2B),86,遗传病的基因诊断-异染性脑白质营养不良(MLD),异染性脑白质营养不良(metachromatic leukodystrophy，MLD)又称脑硫质沉积病，是脑白质营养不良中最常见的一种类型，为常染色体隐性遗传病。酶的缺陷主要是芳香硫酸酯酶A缺乏，,MLD有遗传异质性，致病基因主要为芳基硫酯酶A基因(ARSA基因)，位于染色体22q133， ARSA基因有8个外显子，7个内含子，覆盖32K8的DNA区 域_1，基因5端非翻译区是一典型的管家基因，表达产物为含507个氨基酸的多肽，分子量为53KD，N端的18个氨基酸是一个典型的信号序列，使原ASA不经过蛋白消化的加工过程即为成熟的ASA，迄今为止分析发现有40多种不同的基因突变，它们对酶的活性的影响程度也不一样。,87,遗传病的基因诊断-异染性脑白质营养不良(MLD),MLD基因检测SOP文件,88,遗传病的基因诊断-异染性脑白质营养不良(MLD),MLD基因外显子3存在纯合缺失，c.622del.C，移码突变,89,遗传病的基因诊断-异染性脑白质营养不良(MLD),父亲 MLD基因发现外显子3杂合缺失突变,母亲 MLD基因发现外显子3杂合缺失突变,90,遗传病的基因诊断-亨廷顿病 HD,常染色体显性遗传,外显率为100%，受累个体后代50%发病，男女无显著差异。 致病基因(IT15)位于4号染色体4p16.3区域D4S180 和D4S182之间长约210Kb的片断（Huntingtin，亨廷顿因子），在其开放阅读框架的5端有一个多态性的（CAG，胞嘧啶-腺嘌呤-鸟嘌呤）三核苷酸重复序列，正常值一般在11-34之间，而在HD患者则明显增加(n40)。通常CAG重复扩增越多，发病越早。,亨廷顿病(Huntington disease，HD)是一种以不自主运动、精神异常和进行性痴呆为主要临床特点的显性遗传性神经系统变性病。属于基因动态突变病或多谷酰胺重复病的范畴。,91,遗传病的基因诊断-亨廷顿病 HD,亨廷顿病IT15基因突变分析标准操作程序,92,遗传病的基因诊断-亨廷顿病 HD,93,遗传病的基因诊断-TSC,结节性硬化症 Tuberous sclerosis complex(TSC)又称Bourneville-Pringle病，是以颜面皮脂腺瘤、癫痫发作和智能减退为主要临床特征的常染色体显性遗传疾病,儿童和成人均可受累，LAM是其表现之一。所谓常染色体遗传，与性别无关。所谓显性遗传，遗传缺陷下传给下一代也会出现TSC。而散发的LAM不具有遗传性。,TSC的基因突变发生在TSC1或TSC2。TSC1位于第9号染色体(9q34)，TSC2位于第16号染色体(16p13)。TSC1和TSC2编码的蛋白缺失可导致mTOR的活化而导致细胞异常分化和增生。散发的LAM也存在TSC1或TSC2突变，但大部分为TSC2突变。雷帕霉素(Rapamycin)是一种mTOR抑制剂，是TSC和LAM很有潜力的治疗药物。,94,遗传病的基因诊断-TSC,95,遗传病的基因诊断-TSC,96,遗传病的基因诊断-TSC,97,基因诊断-遗传性痉挛截瘫（HSP）,98,遗传病的基因诊断-HSP,遗传性痉挛性截瘫基因检测sop文件,99,遗传病的基因诊断-HSP（SPG4点突变）,100,遗传病的基因诊断-HSP（SPG4大片段缺失）,101,遗传病的基因诊断-糖原累积,又称酸性-葡萄糖苷酶缺陷症，或称Pompe病 呈常染色体隐性遗传 致病基因：酸性-葡萄糖苷酶基因 （acid alpha- glucosidase, GAA）,致病基因：GAA基因 染色体17q25.2-q25.3， 基因组长度约为20kb，含20个外显子， 编码酸性-1，4-葡萄糖苷酶，或称酸性麦芽 糖酶 （acid alpha-glucosidase, GAA） 该酶的缺乏主要引起肌肉中糖原在溶酶体中沉积、溶酶体酶的释放导致一系列的细胞结构破环，从而引起各种临床表现,102,遗传病的基因诊断-糖原累积,103,遗传病的基因诊断-糖原累积,104,遗传病的基因诊断-糖原累积,105,癫痫基因,电压门控离子通道 神经递质受体基因 能量代谢基因 大脑皮层发育基因 大脑脂类代谢基因,106,癫痫基因SCN1A基因,癫痫是神经系统最常见疾病，表现为发作性神经功能障碍伴有脑电图异常。我国约有900万左右的癫痫患者，同时每年新增患者约40万。50%的癫痫与遗传相关，目前已经发现多个癫痫致病基因，其编码蛋白多与跨膜转运离子通道有关，其中最为常见的是编码电压依赖型钠通道（Nav）的SCN1A基因。 SCN1A基因突变导致的癫痫综合征临床表现多样化，轻者表现为预后良好的热性惊厥， 重者表现为难治性癫痫。SCN1A基因突变相关的遗传性癫痫主要有Dravet综合征和全面性癫痫伴热性惊厥附加症（GEFS+），其中Dravet综合征超过70%的患者可发现SCN1A基因突变，而GEFS+仅有10%左右发现SCN1A基因突变，其他癫痫综合征中SCN1A基因突变率较低。,通道亚单位结构模式图,107,癫痫基因SCN1A基因,Dravet综合征又称婴儿严重肌阵挛性癫痫，属于难治性癫痫。临床上2岁以内诊断一般较为困难，易于导致延误治疗或错误治疗。大规模临床研究发现，对于可疑Dravet综合征患儿进行SCN1A基因检测，可帮助进行早期诊断，一方面可避免反复进行其他医疗检查，减轻患者负担；另一方面可帮助选择治疗Dravet综合征更为有效的药物，减少或停止使用已经证明治疗Dravet综合征效果较差的癫痫治疗药物，从而获得更好的临床效果。除此以外，进行SCN1A基因检测的家庭更倾向于积极接受不同的治疗方式，有利于控制病情。 SCN1A基因突变类型与临床表型存在关联。其他癫痫综合征进行SCN1A基因突变检测可帮助明确诊断，判断病情进展与预后。SCN1A基因突变患者更适合哪些抗癫痫药物治疗目前已有一些研究，对于SCN1A基因突变阳性的癫痫患者可选择更为合适的治疗措施，实现个体化诊治。,108,癫痫基因SCN1A基因,109,单基因神经遗传病产前诊断,单基因遗传病产前诊断的指导原则： 1） 单基因遗传病：指由单个基因异常导致且以孟 德尔方式遗传的疾病； 2） 对无法治疗单基因遗传病，进行产前诊断，是 避免致死、致残、致畸性疾病胎儿出生的重要 手段； 3）患者家族中的突变基因已被确认，或突变基因 所在的染色体能用遗传标记所识别； 4）胎儿父母以及家庭中先证者的标本均可获得； 5）检测必须由经过考核合格的基因诊断室进行： 严格的产前诊断质量控制。,110,单基因遗传病产前诊断实践指南,111,单基因遗传病产前诊断流程,检测先证者的致病基因,112,单基因神经遗传病产前诊断-DMD SOP,113,单基因神经遗传病产前诊断DMD SOP,114,欧洲产前诊断指南中明确建议，至少要做2个可以排除母源污染的STR位点，且要求检测灵敏度在10%以下并需附上灵敏度结果。STR位点检测分析方法很多，如PCR-STR荧光检测、探针法、GeneScan分析等，但是成本较高，且无灵敏度标准，无形中增加了基因检测的成本且降低了检测质量。 应用DHPLC技术分析，以排除母源细胞污染,随机扩增16个STR位点，,单基因神经