长读长测序的优势！诊断结构变异导致的罕见病

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长读长测序的优势！诊断结构变异导致的罕见病9 }. O$ \. t- A7 a4 X6 W' O7 O# {
来源:测序中国 / 作者: / 2017-01-24
$ N) K1 t  L0 s* ?导读：最近发表的一项研究显示，长读长测序可以帮助诊断结构变异导致的罕见病，这类变异难以用短读长测序进行鉴定。& O' A: _. i6 w1 W5 O/ a; e$ v
斯坦福大学临床基因组服务部的研究人员近期在预印本网站 bioRxiv 上报道，他们使用 Pacific Biosciences 公司的 Sequel 测序仪对具有未知疾病的个体进行全基因组测序，找到了短读长测序技术未能发现的致病突变。2 a; U  @) w( D& b+ Y2 ?
该研究的通讯作者 Euan Ashley 说，Sequel 的测序价格对一些临床状况来说是合理的。他们团队目前正委托 PacBio 使用 Sequel 系统对其他一些病例进行测序，而且他们的临床基因组实验室正在考虑购买自己的仪器。8 J$ K8 z% B! {( m6 S
长读长测序确诊了一例结构变异导致的罕见病
/ B4 N. Y6 G) o. i: U  h5 T) c- i此次得到诊断的患者被怀疑患有卡尼综合征（Carney complex），这种疾病的特征是患粘液瘤这种良性心脏肿瘤以及内分泌腺肿瘤的风险增加。该患者在小时候得过粘液瘤，但医生不能使用分子诊断方法将其确诊为卡尼综合征。3 k/ K# b9 M" J# S1 i
对该疾病中最常见的突变基因 PRKAR1A 进行单基因测序，且使用 Illumina HiSeq 2500 进行全基因组测序，结果都是阴性。该患者正在考虑进行心脏移植，但医生想在手术前明确诊断。  n1 `, _* O: h- T
于是该团队决定使用 Sequel 做长读长全基因组测序，来确定可能的结构变异。9 \. ^+ @1 c/ v: W  N" M
他们使用的测序覆盖度为 10x，这种深度足够用来识别结构变异，但又不至于太昂贵。由于该患者已经接受过短读长测序，研究人员此次专注于识别缺失和插入，而不是单核苷酸变异（SNV）。起初他们分别鉴定了近 7,000 个缺失和插入，然后应用各种过滤器来缩小列表，除去对照个体中也出现的变异，又集中分析了与人类孟德尔遗传（OMIM）数据库中重叠的变异，最后将列表缩小到 3 个缺失和 3 个插入，对其进行人工审查。& b# \( z/ X. }6 w( ~5 h
这 6 个变异之一是 PRKAR1A 基因中的杂合缺失，该变异得到了 Sanger 测序的确认。7 `6 c. e2 D3 m7 y! N! j
Ashley 说，该病例代表了使用长读长测序来提高诊断率的潜力。过去几年，临床测序 pipeline 的诊断率在 25%~35% 之间徘徊。由于长读长测序可以更好地识别结构变异，因此可以帮助提高疾病的诊断率。然而，常规地对每个病例进行长读长测序，以及利用高深度测序来检测 SNV 仍然太昂贵。利用 Sequel 平台进行 10x 覆盖率测序的成本约为 5,000 美元，在应用该平台进行结构变异识别时需对病例和覆盖度加以选择。
9 S1 S) g% H2 s* _2 [' g# H参考文献：Long-read whole genome sequencing identifies causal structural variation in a Mendelian disease. doi: https://doi.org/10.1101/090985
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