快速高通量的遗传性骨病致病基因检测技术系统的建立和临床应用

Genetic （metabolic）skeletal diseases are a heterogeneous group of more than 350 inherited disorders frequently associated with orthopedic complications and varying degrees of dwarfism or short stature. The fact that the pathogenic genes are located at all parts of the skeletal metabolic regulatory pathway makes them ideal models for the research on the regulatory network of skeletal metabolism.And the accurate molecular diagnosis is of great important to both the clinical treatment as well as the following researches. The emerging targeted gene capture combined with next-generation sequencing provides a more sensitive, rapid, economic and promising method for the molecular diagnosis of the diseases.In the research we aim to establish and validate a high throughput sequencing panel including 400 genes related to skeletal diseases, and to explore its utility in clinical diagnostics of genetic (metabolic) skeletal diseases.

随着高通量测序技术的发展，遗传性疾病的分子诊断即将进入新纪元。遗传代谢性骨病是一类影响骨骼生长发育和骨代谢异常的遗传性疾病，由于其临床表现的同质性及致病基因的异质性，准确的分子诊断对于临床诊治和阐明疾病的发病机制，提高对骨骼发育和骨代谢的调控意义重大。新近发展的目标基因捕获结合及第二代高通量测序平台是一种相比传统Sanger测序及全外显子测序更敏感、更快速、更经济的新方法，在各领域均已展现出良好的应用前景。本研究旨在利用此项技术建立快速高通量的遗传性骨病致病基因检测技术系统，其中涵盖主要遗传(代谢)性骨病的相关致病基因，以及骨骼生长发育和骨代谢调控通路关键蛋白的编码基因400多个。并利用本课题组以及积累丰富的临床资料和遗传学样本库，对该系统进行充分的验证。探索该方法作为新的临床分子诊断方法在遗传（代谢）性骨病中应用的可能性，建立起国际第一个大型遗传（代谢）性骨病快速高通量分子诊断平台。

在高通量测序技术发展下，遗传性疾病的分子诊断即将进入新纪元。遗传代谢性骨病是一类影响骨骼生长发育的遗传性疾病，由于其临床表现的同质性及致病基因的异质性，准确的分子诊断对于临床诊治以及后续工作具有重要的意义。新近发展的目标基因捕获结合第二代高通量测序平台是一种相比传统Sanger测序及全外显子测序更敏感、更快速、更经济的新方法，在各领域均已展现临床应用前景。本研究旨在建立针对四百多个骨代谢疾病相关基因及其它三百多个相关通路上基因建立系统的骨代谢疾病基因检测技术，并利用本课题组丰富的临床资源对该方法进行验证。1.本研究建立并完善了遗传性骨病临床资料库及数据库的电子化管理。累计收集了3700余份遗传性骨病患者或其家系成员血液标本及临床资料数据，包括患者的基本资料、临床诊断、基因诊断信息及部分患者的临床表现、X线及骨代谢相关生化指标等。2.在患者充分知情同意下,收集本研究共筛选出尚未明确基因诊断的遗传性骨病患者DNA标本290例进行送检。使用自主构建的新型二代靶向捕获高通量测序平台进行检测后，共有227例患者明确致病基因突变及基因诊断，检出率为78.3%。其中，包含PHEX基因导致的X-连锁显性低磷性佝偻病（XLH）共148例，其他单基因突变所致遗传性骨病79例。通过该检测平台，构建了中国人群的基因突变数据库，尤其是目前全球最大的XLH疾病临床及致病突变数据库，为探索先天性骨病致病机制并发现新的治疗靶点奠定基础。4.遗传性肾性骨病，尤其是遗传性肾小管性佝偻病方面，进行了初步探索，初步建立了肾病panel芯片，共送检25例肾性骨病患者，共有16例患者鉴定出致病基因，所有突变位点中包括9个尚未报道的新突变。