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Ion Torrent PGM~(TM)平台二代测序技术在线粒体病诊断中的应用

周东艳  
【摘要】:目的:线粒体疾病(mitochondrial diseases,MD)可累及多个系统,临床表现复杂多样,既往乳酸测定、影像学、呼吸链酶学、sanger测序等检测虽可以提示诊断,但缺乏足够的灵敏度或特异度,为线粒体病的诊断带来困难。二代测序(next generation sequencing,NGS)技术的出现,使多种基因层面的探索成为可能。本研究拟利用Ion Torrent PGM测序技术对19例临床上确诊为线粒体病患儿进行全线粒体基因(mitochondrial DNA,mtDNA)及97条复合体I(complexI,CI)相关核基因(nuclear DNA,nDNA)测序检查,寻找相关突变,探讨IonTorrent PGM平台二代测序技术应用于线粒体病的基因诊断价值。 方法:收集2011年10月~2013年5月就诊于首都儿科研究所神经内科的疑似MD患儿,经监护人知情同意后,予以呼吸链酶活性检测发现异常确诊为MD患儿19例。取患儿全血样本,提取白细胞中DNA,采用PCR反应进行mtDNA扩增,扩增产物定量混合制备文库,在Ion Torrent PGM上完成全测序检测。其中酶学检测复合体I异常的病例13例血样本再进行复合体I相关的97个nDNA测序。所得数据使用Ion Reporter等软件进行分析。 结果:(1)19例MD患者线粒体全基因组测序结果分析共产生8.127×106个碱基数据,其中有8.082×106个碱基可以定位到参考序列上,定位率为99.4%。(2)13例CI相关核基因组97条基因测序结果分析共得到3.095×106个碱基数据,其中有2.903×106个碱基可以定位到参考序列上,定位率为93.8%。(3)利用Ion Torrent PGM自带Torrent Suite4.0.2软件包及Torrent Browser软件分析样本序列中变异位点,共检出2357个变异位点(其中mtDNA全测序数据得出849个变异位点,而1508个变异位点位于CI相关97条nDNA上)。利用IgV软件通过质量控制的变异位点有1625个(其中mtDNA全测序数据有510个,CI相关nDNA测序数据有1115个)。重点分析mtDNA上变异位点,检索mitomap、Google学术搜索引擎相对比得到既往文献报道与MD致病相关的mtDNA变异位点5个,分别为A5514G、T12811C、T14502C、T14502C、G15927A,其中T14502C、G15927A与MD基因致病相关性更大。新发现变异位点13个。 结论:(1)本实验测序发现mtDNA5个变异位点:A5514G、T12811C、T14502C、A15924G、G15927A与MD致病相关,其中T14502C有助于早期诊断Leber遗传性视神经病,G15927A与MD基因致病相关性更大。 (2)本实验新发现变异位点13个,与MD致病相关性尚待进一步研究验证。 (3) Ion Torrent PGM平台的二代测序技术具有灵敏度高、快速、高性价比的优点,在检测线粒体病突变方面前景光明。


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