目前人類已知的疾病中，有4000多(duo)種疾病(bing)與人類的(de)(de)基(ji)因有關(guan)。利(li)用全(quan)基(ji)因組(zu)重(zhong)測序(xu)的(de)(de)方法，可以在全(quan)基(ji)因組(zu)水平(ping)上(shang)檢測與疾病(bing)相關(guan)的(de)(de)突變位(wei)點、結(jie)構變異等信息，進(jin)而找尋(xun)攻克這些疾病(bing)的(de)(de)治療手段，研(yan)發有效地治療藥(yao)物。全(quan)基(ji)因組(zu)測序(xu)的(de)(de)應用范圍(wei)涉及臨床醫藥(yao)研(yan)究(jiu)、群體(ti)遺傳(chuan)學(xue)研(yan)究(jiu)、關(guan)聯分(fen)析、進(jin)化分(fen)析等眾(zhong)多(duo)領(ling)域。
1、實(shi)驗方案
測序策略： illumina HiSeq X PE150
數據量：推薦(jian)腫(zhong)瘤50×測序(xu)深度/對照癌旁、血液30×測序深(shen)度(du)；遺傳病30~50×測序深(shen)度(du)。
2、技術(shu)優勢
（1）多種變異檢測(ce)：單核苷酸多態性（SNP）、插(cha)入(ru)缺失（InDel）和結構變異(yi)（SV）；
（2）與芯片方(fang)法相比，可以檢(jian)測到(dao)新的變異序列；
（3）與人類(lei)全基因組(zu)從頭測(ce)序相比，耗時更短、成本更低。
3、數據分析(xi)
3.1 標(biao)準信(xin)息分析
（1）按標準流(liu)程進行數(shu)據整理及(ji)數(shu)據質(zhi)量(liang)評估；
（2）與參考(kao)基因組比(bi)對；
（3）SNP的檢測(ce)及其(qi)在基因組(zu)的分(fen)布；
（4）InDel的檢測及其在基因(yin)組的分布；
（5）CNV的(de)檢(jian)測及其在基因組的(de)分布；
（6）包含變異基因的功能(neng)注釋（GO注釋、Pathway注釋(shi)）。
3.2 高(gao)級(ji)信息分析（腫(zhong)瘤基因組學）
（1）癌(ai)基因/抑癌基因(yin)/易感基(ji)因(yin)篩查；
（2）高頻突變基因統計及通路富集(ji)分析(xi)；
（3）NMF突(tu)變(bian)特征及突(tu)變(bian)頻(pin)率分(fen)析；
（4）已知驅動基(ji)因篩選；
（5）基因組(zu)變(bian)異Circos圖展示(shi)。
4、技術流(liu)程(cheng)
5、案例分析
案例（1）胰腺神(shen)經(jing)內分泌腫(zhong)瘤的全(quan)基因組圖(tu)譜
胰(yi)腺(xian)神(shen)經(jing)內分泌腫瘤(liu)(liu)（PanNETs）是第二(er)大胰(yi)腺(xian)上皮細胞腫瘤(liu)(liu)，致死率(lv)達60%。隨著檢測(ce)手(shou)段越來越靈敏(min)，胰(yi)腺(xian)神(shen)經(jing)內分泌腫瘤(liu)(liu)診(zhen)(zhen)斷數量呈現上升趨勢(shi)，這給臨床診(zhen)(zhen)療帶來了(le)一定的(de)(de)挑(tiao)戰！在一項(xiang)新(xin)的(de)(de)研究中，研究人員揭示出正常情形(xing)下與乳腺(xian)癌(ai)、卵(luan)巢癌(ai)和(he)(he)結腸癌(ai)相(xiang)關聯(lian)的(de)(de)基(ji)因變異同樣能夠促進一種罕見的(de)(de)胰(yi)腺(xian)癌(ai)產生(sheng)。EWSR1與BEND2發(fa)生(sheng)體細胞融(rong)合，確定BEND2為(wei)EWSR1的(de)(de)一個新(xin)融(rong)合基(ji)因。發(fa)生(sheng)體細胞融(rong)合的(de)(de)患者，其細胞形(xing)態和(he)(he)免疫組化特(te)征具(ju)有典型的(de)(de)胰(yi)腺(xian)神(shen)經(jing)內分泌腫瘤(liu)(liu)特(te)征。通過RNA-seq和(he)(he)RT–PCR確認(ren)了(le)EWSR1和(he)(he)FLI1發(fa)生(sheng)體細胞融(rong)合。
圖1 胰腺神經內(nei)分泌(mi)腫(zhong)瘤中的突變特征(zheng)
案(an)例（2）全基因組測序(xu)確定EN1作(zuo)為骨密度和骨折(zhe)的(de)決定因素
本研(yan)究(jiu)發(fa)(fa)現歐洲血統人種存(cun)在1個(ge)新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)非(fei)編碼低(di)頻基(ji)因突(tu)變(bian)(bian)EN1對BMD（n=53236）以(yi)及(ji)骨(gu)(gu)折(zhe)（n=508253）有(you)較大影響(xiang)。通過全基(ji)因組測(ce)(ce)序（n=2882，UK10K），全外顯子(zi)測(ce)(ce)序（n=3549），深(shen)度基(ji)因分型（n=26534），基(ji)因型從頭測(ce)(ce)序（n=20271）數據資料聯合分析，發(fa)(fa)現一個(ge)低(di)頻非(fei)編碼突(tu)變(bian)(bian)，很可(ke)(ke)能是(shi)一個(ge)新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)因座EN1，較以(yi)前(qian)報道的(de)(de)(de)(de)(de)常(chang)見的(de)(de)(de)(de)(de)位于關于腰椎BMD以(yi)及(ji)降低(di)骨(gu)(gu)折(zhe)風險的(de)(de)(de)(de)(de)突(tu)變(bian)(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)平均值要高出4倍的(de)(de)(de)(de)(de)相關性。通過建立(li)En1cre/flox小鼠(shu)(shu)模型，發(fa)(fa)現缺失了EN1會導(dao)致小鼠(shu)(shu)骨(gu)(gu)密度低(di)以(yi)及(ji)更大可(ke)(ke)能的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)生骨(gu)(gu)折(zhe)。同時也發(fa)(fa)現了一個(ge)靠(kao)近WNT16的(de)(de)(de)(de)(de)新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)低(di)頻非(fei)編碼突(tu)變(bian)(bian)與(yu)BMD有(you)重(zhong)大關聯。
圖1 腰椎BMD EN1附近的關聯信號
參(can)考文獻
[1] Scarpa et al. Whole-genome landscape of pancreatic neuroendocrine tumours. Nature, 2017.
[2] Zheng et al. Whole-genome sequencing identifies EN1 as a determinant of bone density and fracture. Nature, 2015.
