临床分子遗传诊断之现况与发展专家讲座

AdvancesinClinicalMolecularGenetics

临床分子遗传诊疗之现况与发展台大医院基因医学部苏怡宁医师临床分子遗传诊断之现况与发展第1页临床分子遗传诊断之现况与发展第2页AdrenoleukodystrophyisanX-linkeddisorderwhichissecondarytoamutationintheABCD1geneandresultsintheapparentdefectinperoxisomalbetaoxidationandtheaccumulationofthesaturatedverylongchainfattyacidsinalltissuesofthebody.Themanifestationsofthedisorderoccurprimarilyintheadrenalcortex,themyelinofthecentralnervoussystem,andtheLeydigcellsofthetestes.

ABCD1isanATPasebindingcassetteproteininthesamecategoryoftransporterproteinssuchastheCFTRandMDRproteins.肾上腺白质退化症ALDGeneticinformationATP-bindingcassette,sub-familyD(ALD),member1Genesymbol:ABCD1Location:Xq28临床分子遗传诊断之现况与发展第3页临床分子遗传诊断之现况与发展第4页基因遗传疾病(Geneticdisorders)细胞遗传诊疗(Cytogeneticapproach)染色体异常(ChromosomeAbnormalities)分子遗传诊疗(Moleculargeneticapproach)单一基因疾病(Single-GeneDisorders)多基因疾病(MultifactorialDisorders)粒线体疾病(MitochondrialDisorders)临床分子遗传诊断之现况与发展第5页Cytogenetic-RelatedTechniquesMolecularGenetic-RelatedTechniquesCGHFISHSNPAnalysisGeneDoseAnalysisPRINsLengthMutationAnalysisSTRAnalysisKaryotyping临床分子遗传诊断之现况与发展第6页遗传基因诊疗(+)遗传疾病???疾病患者照護產前胎兒診斷遺傳基因診斷(-)遺傳諮詢临床分子遗传诊断之现况与发展第7页白化症临床分子遗传诊断之现况与发展第8页SingleGeneDiseasesOver3000knownhumanmonogenicdisordersOver600genesinvolvedhavebeenmapped临床分子遗传诊断之现况与发展第9页遗传方式自体显性遗传(AD,Autosomaldominant)自体隐性遗传(AR,Autosomalrecessive)性联遗传(X-linkdominant/X-linkrecessive)临床分子遗传诊断之现况与发展第10页ADDeNovoInherited临床分子遗传诊断之现况与发展第11页结节性硬化症(TSC)结节性硬化症(TSC)是一个自体显性遗传疾病，预计其盛行率约为1/10000。当前研究了解，已知有两个基因之突变与结节性硬化症相关，分别是TSC1及TSC2。依过去之文件汇报，相关TSC1及TSC2之突变皆多属于单点突变，且不一样之患者突变点点位皆不相同，约60～70％之患者属于新发生之突变，而与过去确认之突变点皆不相同，对突变分析而言，相当因难进行大规模之分析，临床分子遗传诊断之现况与发展第12页临床分子遗传诊断之现况与发展第13页临床分子遗传诊断之现况与发展第14页神经纤维瘤介绍神经纤维瘤是一个遗传性神经外胚层生成疾病，依照所侵犯范围分为第一型(周围型)和第二型(中枢型)。神经纤维瘤第一型(简称NF-1)较为常见，这类疾病发生率，大约是每4000个新生儿中有一位。临床分子遗传诊断之现况与发展第15页神经纤维瘤之遗传方式在遗传上，约有二分之一患者是属于显性遗传；亦即，台湾地域约有6000个NF-1家庭。因为NF-1基因为自体显性遗传，也就是在神经纤维瘤家庭中，一旦此基因产生突变，其家族子代中全部组员皆有50%之机会带有此突变基因。临床分子遗传诊断之现况与发展第16页神经纤维瘤基因检测之主要在这些家族中，神经纤维瘤之症状会不停侵袭这些家族中家眷。同一家族中症状严重程度皆不一样所以说NF-1突变基因遗传检测对于早期确认神经纤维瘤之疾患是有其必要性，尤其是对于含有家族性神经纤维瘤之家族组员而言。临床分子遗传诊断之现况与发展第17页临床分子遗传诊断之现况与发展第18页Pt.S/FLocationMoleculardefectsCodonsubstitutionMutationtypePredictedproteinproductReference1FExon2118A>TAAG>TAGNonsenseK40XThisreport2FExon5492..495delAACT-Frame-shiftAa164,PTC176Thisreport3SExon6621delT-Frame-shiftAa207,PTC210Thisreport4SExon91019..1022insTAAC-Frame-shiftAa340,PTC353Thisreport5SExon111237T>CTCA>CCAMissenseS413PThisreport6SExon111241T>GCTC>CGCMissenseL414RThisreport7FExon151721G>AAGC>AACMissenseS574NFasholdetal.8FExon161756..1759delACTA-Frame-shiftAa586,PTC603Fasholdetal.9FIntron202409+2T>G-ExonskippingSpliceDSThisreport10SExon232994T>ATAT>TAANonsenseY998XFasholdetal.11FExon233114G>TAGG>AGTMissenseR1038SThisreport12SExon273634..3635delGT,insCCCC-Frame-shiftAa1212,PTC1215Thisreport13FExon273639..3641delAAT-Frame-shiftAa1213,1214del＂M＂Thisreport14SExon283826C>TCGA>TGANonsenseR1276XHeimetal.199515FExon293916C>TCGA>TGANonsenseR1306XParketal.199816SExon314169T>CCTC>CCCMissenseL1390PThisreport17FExon344614delG-Frame-shiftAa1538,PTC1552Thisreport18SExon354759..4761delTAT-Frame-shiftAa1587,1587del＂Y＂Thisreport19FExon364963G>AGCA>ACAMissenseA1655TThisreport20SExon375360C>GACG>ATGMissenseT1787MThisreport21SExon375401C>TCAG>TAGNonsenseQ1801XThisreport22FExon395792G>ATGG>TAGNonsenseW1931XThisreport23FExon395843..5844delAA-Frame-shiftAa1948,PTC1954Thisreport242526SFSIntron41Exon42Exon426365-1G>A6410T>A6555delA-TTA>TAA-ExonskippingNonsenseFrame-shiftSpliceASL2137XAa2185,PTC2196Fasholdetal.ThisreportThisreport临床分子遗传诊断之现况与发展第19页家族性神经纤维瘤之个案临床分子遗传诊断之现况与发展第20页家族性神经纤维瘤之个案病人正常人病人之父病人之妹临床分子遗传诊断之现况与发展第21页Breastcancer&cancergeneticsAbout5%-10%ofbreastandovariancancersoccurasaresultofhighlypenetrantgermlinemutationsincancerpredisposinggenesAtleasthalfoftheseareduetomutationsintheBRCA1orBRCA2genes.临床分子遗传诊断之现况与发展第22页BRCA1&BRCA2genesBRCA1andBRCA2mutationcarriers80-85%lifetimeriskforfemalebreastcancerLifetimeriskforovariancancerBRCA1:60%byage80BRCA2:27%byage80Morethan800distinctsequencevariantshavebeendescribedinBRCA1andBRCA2临床分子遗传诊断之现况与发展第23页BreastcancerBreastcancer临床分子遗传诊断之现况与发展第24页正常型突變型-2突變型-1BRCA1基因起始序列ATG→AGG之突变临床分子遗传诊断之现况与发展第25页BRCA1mutations临床分子遗传诊断之现况与发展第26页BreastcancerBreastcancer临床分子遗传诊断之现况与发展第27页60y/0OVCancer58BreastcancerBreastcancer本人58H/T80y/o8y/o48临床分子遗传诊断之现况与发展第28页临床分子遗传诊断之现况与发展第29页临床分子遗传诊断之现况与发展第30页临床分子遗传诊断之现况与发展第31页临床分子遗传诊断之现况与发展第32页？临床分子遗传诊断之现况与发展第33页视网膜母细胞瘤一个罕见眼部肿瘤，胚胎期视网膜细胞产生病变而成这些细胞原来会长成眼睛里感光器，也就是杆细胞与锥细胞，这些细胞感应光线之后，会传送电流信息，经由视神经到脑部遗传型视网膜母细胞瘤患者染色体上Rb基因原就有缺点，此基因负责对产生一个肿瘤抑制蛋白，此对视网膜细胞生长失去调整功效而长出肿瘤侦测Rb基因对分辨遗传与非遗传型视网膜母细胞瘤，以及产前诊疗有很大帮忙临床分子遗传诊断之现况与发展第34页临床分子遗传诊断之现况与发展第35页视网膜母细胞瘤偶发性患病儿童并无罹患此病近亲家族相关（遗传性）依据资料，患病儿童家族中不只一人得病，而且常好几代都出现患者。临床分子遗传诊断之现况与发展第36页视网膜母细胞瘤在先进国家，视网膜母细胞瘤全部病例中，约有10%~25%含有家族史。在较落后国家，如尼日利亚或菲律宾偏远小岛，眼睛长恶性肿瘤小孩经常因延误治疗，使得肿瘤发生脑部及眼球外蔓延，在很小年纪就死于癌症，这些肿瘤基因，因而没有机会传递到下一代，所以在落后国家，反而不易发觉含有家族史病例。在台湾早年，也是类似情形，绝少发觉有家族性病例，近年来因医药进步，罹患癌症病童能够存活到婚娶年纪，并繁衍下一代；又因健保实施，罹患癌症小孩，不致于拖垮家庭经济，被放弃治疗孩童已经越来越少，所以家族性病例有越来越多趋势。临床分子遗传诊断之现况与发展第37页视网膜母细胞瘤一个双侧性、遗传性视网膜母细胞瘤病人，其儿女有50%机会罹病。一对无家族史父母在生了一个罹癌小孩后，其下一胎再罹病机会是2%~5%，假如已经有2个罹病小孩，其下一个儿女罹病机会则提升到50%。一个单侧性无家族史眼癌病人，其下一代罹病机会则只有5%。一个双侧性眼癌病人，他健康手足或儿女下一代，仍有2%~6%机会罹病。临床分子遗传诊断之现况与发展第38页临床分子遗传诊断之现况与发展第39页遗传谘询遗传而来视网膜母细胞瘤是以体染色体显性遗传方式，传给下一代其遗传基因已被证实存在于第13对染色体。

一个单侧性、无家族史视网膜母细胞瘤患者，其下一代罹病机会只有5%。

一个双侧性视网膜母细胞瘤患者，他健康手足或儿女下一代，仍有2-6%机会罹病。临床分子遗传诊断之现况与发展第40页遗传谘询遗传型网膜母细胞瘤与双眼均受侵犯患者很轻易得到次发性癌症，其中以骨肉瘤（骨癌）最多，次常见则为肺癌与乳癌。

现今已可将网膜母细胞瘤相关基因Rb基因判定出来，对这些Rb基因缺乏或失去功效病人，更应终生亲密追踪，以期早日发觉次发性癌症。至于非遗传型病人，以后产生第二种癌症危险性和普通人大致相同。临床分子遗传诊断之现况与发展第41页遗传谘询高危险群病人家族组员，应该做遗传谘询。假如能经由产前检验之基因判定，事先知道胎儿是否罹病，对病人家眷将是莫大福音因为近年来医学进步，使得罹患癌症儿童有机会能够存活到生育年纪，所以家族性病例偶有发觉，不能掉以轻心；不然一旦再生出一个罹病小孩，对整个家族将造成相当大打击。临床分子遗传诊断之现况与发展第42页临床分子遗传诊断之现况与发展第43页临床分子遗传诊断之现况与发展第44页临床分子遗传诊断之现况与发展第45页CerebralCavernousHemangiomas临床分子遗传诊断之现况与发展第46页exonPrimersequencePCRLength(bp)AnnealTemp(℃)DHPLCTemp(℃)ElutionProfile(B%)1FTTCCAATGGCTACTTCTACCTG326565654RAAAACGTCTTTTAAATCAGAGC2FTGACAAAGCTCTTAATGGGT261565550RGACTACAATGCATACAAATTGC52523FAAACAATTTTTACAGTCCTGTTG280565848RAGAACAGTCTTGAAAAGAAGGA52524FCATTTCAGATGATCTTTTTAGG286565750RTGTCATTACTTGTTATTCACTGCT53535FATTGGATGACATTTTCCCTT281565552RAGCCATCTAATCGTCTTTCC6FAGCACATGAAGTTGAAGGAA292565553RCCCAAAAAGGAATAATGAGG临床分子遗传诊断之现况与发展第47页7FGAAGTGCAGACAGTTTAATACAAA293565652RCTCAACAGATTTTGTGCATTT8FGCTTTTTCTTTTCCCATATT283565452RTAGCACAAGACCATGCATAA9FCGTTACTGAAAGCCATTTGT281565452RCAGGACTATAAATTTAATCTACCTCTG10FCAATGGTACATTTTCCTTTCA329565552RAGGTTGGTACTGTTGTTTTAACT11FCTGAACTATTATATTTAGAGCAGACA261565352RCACAATAGTTTATGAAGTCCAAA12FCCCAATGTCATGAATTTCC233565357RGCTCGGCCAAAAGTAATAexonPrimersequencePCRLength(bp)AnnealTemp(℃)DHPLCTemp(℃)ElutionProfile(B%)临床分子遗传诊断之现况与发展第48页临床分子遗传诊断之现况与发展第49页CasenumberAgeCCMslocationNumberofCCMsinMRIAssociateddiseaseMutationsite151Cingulatedgyrus,insula,cortex,subcorticalwhitematter9Acousticneuromac.1846delA240Centrumsemiovale,parietaldeepwhitematter6nilc.1846delA316Subcorticalwhitematter1Venousmalformationc.1846delA414Frontalparietalcortexandsubcorticalwhitematter5nilc.1846delA538Cerebellum,bil.cerebralhemispheresanddeepgraymatter7nilc.1846delA637Thalamus1hepatomac.587C>G(Ala->Gly)750Medulla,subcorticalwhitematter3nilc.535C>G(Arg->stop)临床分子遗传诊断之现况与发展第50页X-linked临床分子遗传诊断之现况与发展第51页Hemophila血友病是一个遗传血科疾病，患者血液中缺乏一个凝血因子，以致受伤后，伤口血液凝固比常人较慢，故轻易因失血过多，而造成生命危险。血友病病人主要是男性，因为女性另有一个相正确正常遗传因子，故不会发病，只会将病变因子遗传下一代。临床分子遗传诊断之现况与发展第52页血友病(Haemophilia)不论A型或B型血友病,携带血友病基因女性有二分之一机会传给儿女,即儿子有二分之一成为血友病人者,而二分之一女儿将成为带因者。带因者大都无症状,且血浆中凝固因子Ⅷ活性大都正常,通常只能用分子诊疗来做检测,以往利用linkageanalysis来筛检,linkageanalysis即使廉价,但受限在必须有家族史,即必须有病人检体,另外还必须考虑重组(recombinantevents)和gemlinemutation等问题。而直接检测基因序列(directsequence),即使敏感高,但花费较高,且所须时间较长,临床分子遗传诊断之现况与发展第53页临床分子遗传诊断之现况与发展第54页DuchenneMuscularDystroply

(DMD)为全部肌肉萎缩症中较常见一个，通常只发生在男性身上。与人类X染色体上DMD基因相关。60-65%属于大片段缺失(deletion)或重复(duplication)突变。其它则可能属于小片段缺失/插入突变(smalldeletions/insertions)或点突变(pointmutation)。临床分子遗传诊断之现况与发展第55页临床分子遗传诊断之现况与发展第56页临床分子遗传诊断之现况与发展第57页对于自体隐性遗传疾病而言,高效率之带因者检验计划及流程为进行产前诊疗及预防疾病发生之唯一路径海洋性贫血是台湾最常见之单一基因自体隐性遗传疾病,且是当前唯一能够进行全国性带因者筛检之单一基因疾病AR临床分子遗传诊断之现况与发展第58页β-thalassemia乙型海洋性贫血(β-Thalassemia)是一个常见单基因遗传性血液疾病，属自体隐性(autosomalrecessive)遗传。台湾大约有1%人民为某种乙型海洋性贫血带因者。临床分子遗传诊断之现况与发展第59页a-thalassemia甲型海洋性贫血(a-Thalassemia)是一个常见单基因遗传性血液疾病，属自体隐性(autosomalrecessive)遗传。台湾大约有3-5%人民为某种甲型海洋性贫血带因者。临床分子遗传诊断之现况与发展第60页筛检成功是否之关键,为是否具备高效率之带因者检验计划临床分子遗传诊断之现况与发展第61页临床分子遗传诊断之现况与发展第62页临床分子遗传诊断之现况与发展第63页SpinalMuscularAtrophy(SMA)1.一个脊髓性肌肉萎缩症:是因脊髓前角运动神经元渐进性退化，造成肌肉逐步软弱无力、萎缩一个疾病。2.AotosomalRecessiveInheritance(隐性遗传)3.也是人类常见新生儿疾病,仅次于海洋性贫血。4.Carrierrate高达1/35~1/50。RodriguesNR,etal(1995)HumMolGenet4:631634临床分子遗传诊断之现况与发展第64页SpinalMuscularAtrophy(SMA)平均每5000-10000个新生儿就有一个得到这种疾病Carrierrate高达1/35~1/50临床分子遗传诊断之现况与发展第65页SMA遗传方式隐性遗传疾病AR临床分子遗传