- 提高阳性率之——家系(Trios)模式
致病突变的必要条件——家系遗传共分离
如果一个变异是导致某种单基因病的,那么患者一定是以致病方式携带(比如对于常染色体显性遗传病,就是杂合携带,对于常染色体隐性遗传病,就是纯合或复合杂合方式携带),而其没有患病的家族成员(比如其父母)则应该是以非致病方式携带(比如对于常染色体显性遗传病,就是不携带的野生型,而对于常染色体隐性遗传病,就是杂合携带或不携带)。这种在一个家系里,相同表型和基因型的连锁绑定,以及不同表型和基因型的明确区分,被称为遗传学共分离。
遗传学共分离现象为判断变异的致病性提供了重要依据。
家系(Trios)模式为共分离分析提供了可能
传统的遗传病基因检测,由于成本原因,大多是先检测先证者的编码区序列,如果发现了可疑的变异,再用Sanger测序验证其父母是否携带该变异,进而判断是否存在遗传共分离,这可以叫做“单人再验证”模式。
家系(Trios)模式则是一次同时对先证者及其父母进行NGS检测,对先证者的每一个变异都进行三人的平行比对,看是否符合共分离。
非标准(超过三人)的家系模式分析
其实家系检测分析不限于标准家系——患儿加父母一家三口(Trios),非标准家系更好,非标准家系是指在此基础上再增加其他家庭成员,参与检测的家系患者成员越多越好,患病成员涉及代际越多越好,患者的无表型兄弟姐妹越多越好。
家系(Trios)模式的优越性
与传统的先证者检测相比,家系(Trios)模式可以:
降低假阳性率
在数据分析时最头疼的是在患者的数据中,有大量生物学和临床特征似是而非。难以判断致病性的变异,借助家系(Trios)模式,可以干净利索的过滤掉不符合共分离原则的变异,瞬间感觉整个世界都清净了!
提高真阳性率
有些变异可能是生物学和临床特征不那么典型支持致病的,有可能在数据分析时被过滤掉。但是借助家系(Trios)模式,可以筛选出符合共分离原则的变异,尤其是新发(Denovo)变异,这类变异在ACMG标准中可是强烈提示致病的级别!
2014年Lee H在一组800多例临床外显子组测序的研究对比中发现,家系(Trios)策略可以使临床外显子组的阳性率从22%提升至31%,甚至在发育迟缓类患者中,仅测单人的阳性率仅有9%,家系(Trios)模式高达41%!
缩短诊断周期
如果没有家系(Trios)数据,则有大量似是而非的变异需要人工分析,不仅如此,人工分析后还要用Sanger测序法去验证是否符合共分离。这对于全外显子组或全基因组来说,这个工作量是恐怖的,周期也是不确定的,一般会拖延两周以上,而且很有可能白费了半天劲,仍然漏掉了致病突变。但借助家系(Trios)模式,则可一目了然挑选出共分离的变异。
降低检测费用
看到这个说法,不少读者自然会有疑问,家系(Trios)检测三个人,怎么会比检测单人反而降低费用呢?因为如果没有家系(Trios)数据,则有大量似是而非的变异要用Sanger测序法去验证是否符合共分离。这个费用是不菲的。按国内大多数地区的基因检测收费标准来计算,一个位点一个人500元,家系三人就是1500元,如果要验证10个位点就要1万5千元!但借助家系(Trios)模式,可直接精准找到致病突变,则可大幅降低患者的检测费用。
家系(Trios)模式有这么多好处,说它带来了遗传病诊断的革命也不为过。