基因检测案例17-红绿色盲

1、疾病简介-红绿色盲人类视网膜含约1亿个视杆细胞和600万个视锥细胞。视杆细胞主要分布于视网膜周边部，其功能主要是暗环境下的周边视力，视锥细胞主要分布在黄斑部，特别是中心凹区，主要发挥色觉辨识、明视环境下的中央视力和精细视力。正常人视锥细胞中含红、绿、蓝视锥蛋白，可辨别红、绿、蓝三色，即三色视。色觉异常主要分为以下几类：类别表现异常三色视红色弱.绿色弱监色弱双色视红色肓、绿色肓、陈色盲单色视视锥细胞单色视红色视锥细胞单色视、黄色视雄细胞电色视、蓝色视锥细胞单色视）全色百视杆细胞单色视红绿色盲患者不能区分红色或绿色即双色视，临床上较常见。呈X连锁隐性遗传。男性患病率为2%8%,女性患病率为0.4%

2、1.7%。基因介绍-OPNILVf口OPN1M邂因编码人类红-绿视蛋白的基因位于X染色体的Xq28区域上，其基因分别为OPN1LW红视蛋白基因）和OPN1MW录视蛋白基因）。基因或者其启动子区域异常会导致红绿色盲，即对长波长和中波长敏感的感光色素无法产生相应色觉信号。两基因相邻，串联排列且具有高度相似性（约98%DN附列相同）。由于其结构高度相似且位置相邻，导致红/绿视蛋白基因易于发生不平等的同源重组。减数分裂时，同源红绿视蛋白基因联会时就可能发生连锁互换，导致视蛋白基因数量改变（A）或产生新的红绿混合基因（B）AXchromowmeRedconesGreencdhesB<Normalc

3、ak>rvisionCouplingtopromotersLCROPN1LWOPN1JWWIOPN1MW2CGreencolorblindnessDdctaOnRedcolor-visiofidefectconversicniFOupKcalionNorrngJcolpFV1I5ion2-?211).11121121456-7MZ22211(L1ILi12Z22221ppppn-ppoqqQqqqqqqqr一一jLFI一匚二lr二arttfrBI-一耳一Lcotranofopsingenes基因座控制区（LCR与红色视蛋白或第一个绿色视蛋白基因的启动子交联，可驱动转录并促使视网膜中形成红

4、色或绿色视锥。远端绿色视蛋白基因中的复制和终止突变，该情况对色觉无影响，因为远端拷贝基因很少在视网膜中表达。LCROPNLLWTEX2SP2OPNlMW1LXJSP1OPSlMW；口PSIMWaTEXm大约25%勺男性白种人有一个OPN1M邂因，而50%勺人有两个OPN1M麟因，其余的人有3个或更多的OPN1M邂因。多个OPN1M廉贝序列相同，且间距较远，间隔序列相同的TEX28假基因。LCKOPNILWOPNIMW65kb14,8kb2bH.JkbOPN1LVWOPN1M邂因均包含6个外显子，通过CDS区比对可以看到，两个基因序列高度相似。OPN1LVWOPN1M邂因外显子1、3、6序列完全

5、一致，外显子2、4、5上仅有少量碱基差异。基因变异HGM敢据库中收录的OPN1LVWOPN1M谨因变异中，大片段缺失、复杂重排占多数，约2/3,错义突变、无义突变、小片段插入/缺失、剪切位点变异等占少数，约1/3。GeneSjtdIjqJLocationc*wdwcripdon0PN1LWcpm.Llongvvavesensilive(ABtm"CBBM,C&P.COK,隈1cp.AltatnC4«*史RK9by/:Opm1fem的Lha|5V*-He曲?wH0>>pttnr工muopm>MutationtyptTotalnuniberofmufi

6、tjQnsM155CH3Cttonstnse19Splicing耻料mjtnom1Rrguhiorysuhnituii由)Smalldeleticms0SmallinsemomdupLcanons0Smallindeb1Gtmsdeletjctis24GrossinsemcmsudupLcauonsiComplexlejnanaeniffiih20Repeat，'打造n6H0G#m#玄ymboiLDcationiGen«dKcriptioiOPNlMWiopsinLmediumwavesensitiveAluiea:CBBM.CBD-CODf.OCP.XqJ$Aliac

7、74;=ComliyiliEThr-5Grwa二nutphrtrzezertzapzgrrcnt.Gree=.idcmfL±E.eEl&r«si-iezLLzr.ecpiizLGOf,1OJKOpic1zaupirrncz±lkntdznEi1airm>i<sugF.PLatzfleelUipopnXKELMutatiantypeTc*a1numberofmotatjoiis.Miskhmwnsflise7SphdngsubsiiiuticHisoRefill就crysubstitinions.LSmallddm讪1Smallmmion*蚓iK

8、ahtnu0Smallmdels0Gtoiscklnions3Grewin&enioniduplicarioiuQComplexrearranflementi9Repeatranatig.0TOTAL21检测难点(1) OPN1LVV红视蛋白基因)和OPN1MW绿视蛋白基因)序列高度相似。(2) 基因间隔序列高度相似且片段较大。(3) OPN1MW彖视蛋白基因)存在多个拷贝，但仅第一个拷贝会影响表型。(4) 常规一代测序和二代测序均无法实现变异检测，而三代测序成本太高。检测方案基于OPN1LVWOPN1M邂因的序列高度相似性及变异特点，确定的检测方案如下:(1) 外显子通用引物分析Ex

9、on1-6区域内是否有错义突变、无义突变、小片段插入/缺失、剪切位点变异；分析是否存在基因缺失。(2) 外显子特异性引物分析基因检测区域内是否有缺失；荧光定量PCRt分析基因数量或可能存在的融合情况；测序法检测区域内的变异。(3) 长片段特异性引物分析基因扩增区域内是否存在缺失；测序检测区域内变异；验证可能的基因融合形式。(4) 长片段通用引物分析基因的排列顺序。案例分析临床诊断受检者，女，32岁，临床表型正常，其父亲色弱。检测项目眼科遗传病基因检测(441个基因)及红绿色盲基因OPN1LWOPN1M破异检测。检测方法方法：从受检者外周血中提取基因组DNA构建基因组文库，通过探针杂交捕获相关的

10、目的基因外显子及相邻内含子部分区域，进行富集。富集的目的基因片段通过高通量测序平台测序，对明确的致病性变异，采用Sanger测序进行验证。OPN1LWOPN1M涯因变异检测采用实验室自建的检测方法。检测结果检出一个与受检者父亲临床表型匹配的致病性基因变异:检毒站果基因名馨春等序列模管酸前受碑吉於吉致嗝性分析遭性方式要算聚源O#¥J5fMKM00051JJentue回营1出del杂合了打师日加Xhuked父谭备注：按照美国医学遗传学与基因组学学会(ACMG制定的遗传变异分类标准，变异分为以下5种类型，Pathogenic表示致病的变异；Likelypathogenic表示可能致病的变异

11、；Benign表示良性的变异；Likelybenign表示可能良性的变异；Uncertainsignificance表示意义不明确的变异。AD表示常染色体显性遗传；AR表示常染色体隐性遗传；X-linked表示X连锁遗传。遗传解析(1) OPN1MWOMIM:300821)基因变异常导致绿色盲，以X连锁隐性方式遗传。(2) 受检者父亲携带半合子变异：OPN1MWentiregenedel,此变异已被HGM瞰据库收录，已有文献报道为致病变异。(3) 受检者理论上应为杂合携带者。代测序结果&FW3UT跖1L史上上亚H二Jh仁工盯上也立上匚百立上上心£县月/：£GH匚匚&

12、#174;:二*f亡4亡七田SiV*工，鱼二£*山工立Ki上上上上品口土二立.57.而包fti&l'lglE'flCiiYtC-CaifdE-Gtt'TCtCC-ditiCl.Giiti-CGfEii.VCfiClCiLGCAClA.fC.llLiGeiEt'S&»CAA.CCl.C-GfCSAf-匚匚匚舄二H匚具鼻匚鼻工二岛！匚WHGUI匚TG匚HXU匚TUUaJfcGEGTGG二HGG匚匚ATk：匚«MbtuI.启【JEiU_I>一：Ur.nn*.I.*:CnJIjJl.£/Cnz,-.；-q一口

13、A；p丫士P,二I,310HIN3。骷1.Hl1Ift.'二YN&UI*'H01.OPN1MWentiregenedel,受检者父亲携巾半合子变异，受检者理论上应为杂合携市者。参考文献1 AyyagariR,KakukLE,BinghamEL,etal.SpectrumofcolorgenedeletionsandphenotypeinpatientswithblueconemonochromacyJ.HumanGenetics,2000,107(1):75-82.2 DeebSS,LindseyDT,HibiyaY,etal.Genotype-phenotyperelationshipsinhumanred/greencolor-visiondefects:MolecularandpsychophysicalstudiesJ.TheAmericanJournalofHumanGenetics,1992,51(4):687-700.3 EvanEEichler.Geneticvariation,comparativegenomics,andthediagnosisofdiseaseJ.NEngl