基因组拷贝数变异

1、基因组拷贝数变异（基因组拷贝数变异（CNVCNV） -疾病遗传学研究新方向疾病遗传学研究新方向邓林贝邓林贝国家人才培养与生命科学基地国家人才培养与生命科学基地2021-12-15拷贝数变异拷贝数变异(Copy number variation, CNV) 是由基因组发生重排而导致的,一般指长度1 kb 以上的基因组大片段的拷贝数增加或者减少, 主要表现为亚显微水平的缺失和重复。2021-12-15正常正常人类人类基因组构成基因组构成成分成分是是成对存在成对存在，即，即2份拷贝份拷贝 当基因组片段出现当基因组片段出现缺失缺失或或重复重复时，导致时，导致CNV2021-12-15CNV领域的奠基之

2、作领域的奠基之作自然自然遗传学遗传学： 在人类基因组上发现大尺度变异大尺度变异科学科学： 人类基因组上的大尺大尺度拷贝数多态度拷贝数多态2021-12-15基因组拷贝数多态和结构多态基因组拷贝数多态和结构多态Zhang et al.(2009) Annu .Rev. Genomics Hum, Genet2021-12-152021-12-152021-12-15致病性致病性2021-12-15 非等位同源重组非等位同源重组(NAHR) 主要发生在减数分裂中主要发生在减数分裂中, 可导致可导致重复重复、缺失缺失和和倒位倒位 非同源末端连接非同源末端连接(NHEJ) 产生一些结构简单的产生一些结

3、构简单的 CNV 复制叉停滞和模板转换复制叉停滞和模板转换(Fos Tes) 产生含复杂结构的产生含复杂结构的 CNV2021-12-15CNV 突变机理突变机理2021-12-15基因组技术的分辨率基因组技术的分辨率2021-12-15G banding 4Mb FISH40 to 250Kb per clone2021-12-15TSC2：c. 1221 CATSC2： c. 5238-5255 delTSC2： c. 5121 ins ATSC2：c. 2071 del CDNA sequencing 1 bp 全基因组规模的全基因组规模的CNV分析平台分析平台2021-12-15Nex

4、t generation sequencingSNP array 技术平台的实际应用 对不明原因不明原因智力障碍智力障碍/ /生长发育迟缓生长发育迟缓患者患者行全基因组拷贝数变异分析行全基因组拷贝数变异分析2021-12-15 智力障碍智力障碍：又称为又称为精神发育迟滞精神发育迟滞（Mental RetardationMental Retardation，MRMR），是一组以），是一组以1818周岁前起病、认识功能障碍（周岁前起病、认识功能障碍（IQIQ小于小于7070）、）、社会适应能力缺陷为特征的疾病社会适应能力缺陷为特征的疾病 。MRMR群体发病率约为群体发病率约为1-3%1-3%。 M

5、RMR患者在学龄前（患者在学龄前（5 5岁前）常表现为语言、运动发育迟滞，岁前）常表现为语言、运动发育迟滞，故亦称之为故亦称之为生长发育迟缓生长发育迟缓（Development DelayDevelopment Delay，DDDD） MR/DDMR/DD的病因复杂，主要包括环境致畸致愚因素、围产期缺的病因复杂，主要包括环境致畸致愚因素、围产期缺氧窒息和遗传因素。其中遗传因素约占氧窒息和遗传因素。其中遗传因素约占2/32/3。目前只有一半。目前只有一半的患者能够明确病因诊断。的患者能够明确病因诊断。 2021-12-15用用SNP arraySNP array芯片行全基因组拷贝数变异检测芯片行

6、全基因组拷贝数变异检测Illumina Setrix BeadChipIllumina Setrix BeadChip2021-12-15研究方法研究方法 CNV CNV分析软件：分析软件：cnvPartition cnvPartition （IlluminaIllumina提供）提供）2021-12-15Illumina Infinium Illumina Infinium 实验流程实验流程（）拷贝数变异（拷贝数变异（CNVs)CNVs)是否致病判断流程是否致病判断流程 （参考（参考Koolen DAKoolen DA，20092009）2021-12-15完成基因芯片检测情况完成基因芯片检

7、测情况 目前已通过目前已通过Illumina BeadArray 系统系统共完成共完成426例智力障碍例智力障碍/生长发育迟缓患者的全基因组拷贝数变异检测；生长发育迟缓患者的全基因组拷贝数变异检测； 85例确诊为致病性例确诊为致病性CNVs，阳性率，阳性率19.9%； 50例例pCNVs已完成来源的验证已完成来源的验证,其中：其中： 缺失型缺失型pCNVs大小大小0.6218.5Mb，平均，平均4.9Mb； 重复型重复型pCNVs大小大小1.338Mb，平均，平均9.5Mb 。2021-12-15结果结果-患者诊断为已知综合征的类型包括患者诊断为已知综合征的类型包括22q11.2122q11.

8、21微缺失综合征微缺失综合征22q11.2122q11.21微重复综合征微重复综合征Pallister-KillianPallister-Killian综合征综合征1q21.11q21.1微重复综合征微重复综合征9p-9p-综合征综合征睑裂狭小睑裂狭小- -上睑下垂上睑下垂- -倒转型內眦赘皮综合征倒转型內眦赘皮综合征Prader-WilliPrader-Willi综合征综合征Greig Greig 头头- -并指（趾）多指（趾）综合征并指（趾）多指（趾）综合征1p361p36单体综合征单体综合征Williams-BeurenWilliams-Beuren综合征综合征先天性颅锁骨发育不全先天性

9、颅锁骨发育不全2021-12-152021-12-15睑裂狭小睑裂狭小- -上睑下垂上睑下垂- -倒转倒转型內眦赘皮综合征型內眦赘皮综合征 A示3q22.2-q23 缺失约4.2Mb；B示患者并趾畸形、面部畸形特征（包括小头、上睑下垂、睑裂狭小、倒转型內眦赘皮、低位耳、鼻梁低平、人中长、小嘴）； C、D、E分别为患者及其父亲、母亲FISH分析结果图，目的探针RP11-79L9 ，对照探针RP11-636D10 ，可见患者间期核和中期染色体均缺失一个红色信号。2021-12-15GreigGreig头头- -并指（趾）多并指（趾）多指（趾）综合征指（趾）综合征 A示 7p14.1-p14.3缺失约10Mb；B示患者脚部并趾多趾畸形及面部畸形特征（前额窄、额嵴、眼距宽、內眦赘皮、眼裂上斜、缩下颌）；C、D、E分别为患者及其父亲、母亲FISH分析结果图，目的探针RP11-121A8 ，对照探针RP11-1005L7 ，可见患者中期染色体缺失一个橙色信号 2021-12-15Williams-Beuren综合征综合征 A A示7q11.23缺