基于快速和常規(guī)全外顯子組分析技術對遺傳性疾病的診斷程序比較

楊　琳　董　辰　魏澤峻　盧宇藍　吳冰冰　王慧君　周文浩

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·論著·

基于快速和常規(guī)全外顯子組分析技術對遺傳性疾病的診斷程序比較

楊琳1,3董辰1,3魏澤峻2盧宇藍1吳冰冰1王慧君1周文浩1

目的探索可被臨床醫(yī)生直接應用的全外顯子測序(WES)數(shù)據(jù)分析平臺及方法。方法選擇復旦大學附屬兒科醫(yī)院(我院)臨床診斷不明疾病的核心家系3例(例1～3)和僅先證者2例(例4和5)行WES分析，采用WuXi NextCODE臨床測序數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)(簡稱NextCODE平臺)進行快速數(shù)據(jù)分析，并與我院分子診斷中心已建立的高通量數(shù)據(jù)分析流程(簡稱常規(guī)數(shù)據(jù)分析流程)進行參與人員及耗時的比較。結果例1～3基于表型相關候選基因聯(lián)合遺傳模式的分析方法，分別檢測到FGFR2基因雜合突變、GBE1基因復合雜合突變及TBX1基因雜合突變；例4和5通過表型相關候選基因分析，分別檢測到IL10RA基因純合突變和復合雜合突變。NextCODE平臺自動完成3/7個步驟,從輸入表型至生成報告，WES數(shù)據(jù)分析用時30 min以內。常規(guī)數(shù)據(jù)分析流程自動完成1/7個步驟，6個人工完成步驟需要多個專業(yè)人員進行數(shù)據(jù)的篩選及解讀，從輸入表型至生成報告，熟練的專業(yè)人員用時2～8 h。結論5例臨床診斷不明病例通過WES明確了診斷；NextCODE是直接為臨床醫(yī)生所用、簡單快速的WES數(shù)據(jù)分析平臺，有助于協(xié)助臨床醫(yī)生直接利用高通量測序數(shù)據(jù)，準確鎖定致病突變，提高診斷效率。

全外顯子測序；診斷不明病例；WuXi NextCODE數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

截至2016年4月15日人類孟德爾遺傳病數(shù)據(jù)庫中[1]，明確遺傳學病因的疾病達4 705種。高通量測序技術可以在短時間內獲得大量遺傳信息，在快速尋找致病突變、明確診斷、精準治療和產前咨詢等方面有廣闊前景。外顯子組即一個個體的基因組DNA上所有蛋白質編碼序列 (外顯子)的總和。預計85%的人類致病突變都位于這1%的蛋白質編碼序列上[2]。在過去的3年中，將全外顯子測序(WES)用于兒科臨床診斷不明的綜合征已經取得了很多的進展 ，至少有150種遺傳性疾病發(fā)現(xiàn)了新的致病基因，或將已知致病基因與新的表型建立了關聯(lián)[3]。通過WES獲得的海量遺傳變異信息，從中挖掘出有效信息，需要臨床遺傳分析平臺具有計算機、生物信息和臨床遺傳學等多方面的能力[4～8]。為更廣大的臨床醫(yī)生較為便利地應用高通量數(shù)據(jù)分析病例，解釋臨床現(xiàn)象。WuXi NextCODE臨床測序數(shù)據(jù)分析平臺(簡稱NextCODE平臺)，通過表型-遺傳模式綜合篩選、致病突變篩選、結合多數(shù)據(jù)庫資源整合進行快速數(shù)據(jù)分析，使臨床醫(yī)生無需有專門的生物信息知識和硬件設備，就可以對高通量測序數(shù)據(jù)進行方便、快捷、準確地讀取和分析。

本文對診斷不明的兒科遺傳性疾病，以NextCODE平臺進行快速數(shù)據(jù)分析，并與復旦大學附屬兒科醫(yī)院(我院)分子診斷中心已經建立的高通量數(shù)據(jù)分析流程[7](簡稱常規(guī)數(shù)據(jù)分析流程)進行參與人員和耗時的比較。

1　方法

1.1分析病例選擇選取我院臨床診斷不明的核心家系和僅先證者病例。本研究經我院倫理委員會批準。

1.2DNA提取及全外顯子組捕獲采用QIAGEN公司mini blood全血試劑盒及其標準DNA抽提方法提取基因組DNA(gDNA)，用美國Thermofisher公司生產的NanoDrop紫外分光光度儀測定樣本的濃度及定量。參照SureSelct Human All Exon試劑盒說明書，基因組DNA經過超聲打斷、末端修復、接頭連接和雜交捕獲。捕獲文庫采用Illumina HiSeq2000平臺進行序列檢測。原始圖像文件經Illumina base calling Software 1.7進行圖像識別(Base calling)，去除污染及接頭序列處理后。Clean reads采用Burrows-Wheeler Aligner(BWA)軟件v.0.5.9-r16，以人類基因組hg19(GRCh37)為參考序列進行比對。

1.3NextCODE平臺數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

1.3.1輸入數(shù)據(jù)①常規(guī)高通量測序生成的BAM文件，即測序所得片段在基因組上的比對信息；②提供基因組上突變信息的VCF文件，包括SNV和INDEL；③先證者和(或)核心家系的臨床信息。

1.3.2NextCODE平臺的序列分析工具(Clinical Sequence Analyzer, CSA)系統(tǒng)①基因組信息注釋，采用Ensembl數(shù)據(jù)庫(http://www.ensembl.org/index.html)和RefSeq(The Reference Sequence, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/refseq/)；②對基因/變異與疾病關系注釋，采用OMIM、HGMD(http://www.hgmd.cf.ac.uk/ac/index.php)和ClinVar(http://www.nlm.nih.gov/clinvar)數(shù)據(jù)庫；③突變位點的相關疾病注釋，采用臨床基因組數(shù)據(jù)庫CGD(http://research.nhgri.nih.gov/CGD)和EuroGentest項目數(shù)據(jù)庫(www.eurogentest.org)；④突變功能注釋，采用VEP工具(http://asia.ensembl.org/info/docs/tools/vep/index.html)；⑤注釋變異頻率，采用千人基因組計劃(1000 Genomes， http://www.1000genomes.org)、NHLBI外顯子組測序項目(NHLBI-ESP，http://evs.gs.washington.edu/EVS/)和The Exome Aggregation Consortium (ExAC, http://exac.broadinstitute.org/)；⑥突變位點的致病性評級，根據(jù)美國遺傳學學會(ACMG)突變解讀標準指南。

NextCODE平臺用于測序數(shù)據(jù)深度解讀的Sequence Miner(SM)，可以可視化查看突變位點測序片段匹配情況。直接點擊突變的位置即可跳轉至該突變位點區(qū)域每個測序片段在基因組上的匹配情況、區(qū)域覆蓋深度和測序質量等。

1.4常規(guī)WES數(shù)據(jù)分析參見文獻[7]，以我院分子診斷中心有500例以上的WES數(shù)據(jù)分析經歷的熟練專業(yè)人員為標準，估計用時。

1.5Sanger測序驗證對于檢測到的變異，采用Primer 3在線進行引物設計，使用KAPA 2G Robust Hot Start ReadMix進行擴增反應。通過Sanger直接測序法(3500XL Genetic Analyzer，ABI)進行驗證，協(xié)助明確診斷。

2　結果

表15例先證者主要臨床表型

編號家族史神經系統(tǒng)特殊面容循環(huán)/消化系統(tǒng)泌尿生殖/內分泌指趾/免疫功能/其他1,男 無頭顱形態(tài)異常,CT示后顱窩結構擁擠前額突出,耳位低,眼距寬,高腭弓房間隔缺損/肝腫大B超提示腎臟結構不清雙側多指,雙側并指/趾2,男哥哥3月齡智力落后,1歲肝損害死亡肝腫大,肝功能異常3,女哥哥28周早產,出生體重500g,生后2d死亡哭聲弱,頭顱CT提示胼胝體壓部可疑異常信號耳位低,耳廓貼顱,眼距寬,反復雙眼向上凝視,鼻梁低平胃食管反流甲狀旁腺功能減退CD3計數(shù)250,細胞免疫缺陷,低鈣血癥4,女生后2d出現(xiàn)驚厥反復腹瀉,肛瘺,肛周膿腫,腸狹窄反復發(fā)熱5,女G1P1流產,G2P2足月女嬰,1月齡反復發(fā)熱、腹瀉,5月齡死亡腹瀉,肛周膿腫,肛瘺,小腸狹窄PLT下降,發(fā)熱

2.2NextCODE平臺與常規(guī)數(shù)據(jù)分析流程參與人員及耗時的比較圖1顯示，NextCODE平臺基本數(shù)據(jù)分析流程包括7個主要步驟：上傳測序原始數(shù)據(jù)、選擇樣本建立研究、輸入表型確定候選基因、選擇遺傳模式、與表型相關性分析、結果解讀和生成報告；自動完成3個步驟；4個人工完成的步驟僅結果解讀或可由臨床遺傳學醫(yī)生協(xié)助，其余均可由臨床醫(yī)生完成；從輸入表型至生成報告5個步驟，核心家系WES數(shù)據(jù)分析一般用時10～15 min，僅先證者WES數(shù)據(jù)分析一般用時30 min。

常規(guī)數(shù)據(jù)分析流程包括7個主要步驟：獲得測序原始數(shù)據(jù)、拼接連接比對、獲得變異結果、變異注釋、生物信息學變異篩選、人工數(shù)據(jù)分析和報告書寫；自動完成1個步驟；6個人工完成步驟需要多專業(yè)人員參與才能建立起高效可行的分析流程，并且需要熟練的數(shù)據(jù)分析人員，進行數(shù)據(jù)的篩選及解讀；多專業(yè)人員包括生物信息、計算機專業(yè)和臨床遺傳學醫(yī)生，其中3個步驟需要2個專業(yè)共同完成；從輸入表型至生成報告5個步驟，無論是核心家系還是僅先證者WES數(shù)據(jù)分析基于熟練的專業(yè)人員用時2～8 h。

圖1NextCODE平臺和常規(guī)數(shù)據(jù)分析流程的WES數(shù)據(jù)分析

2.3基于NextCODE平臺WES數(shù)據(jù)分析根據(jù)例1～5臨床表現(xiàn)和輸入不同的表型關鍵詞。NextCODE平臺WES數(shù)據(jù)分析結果如表2所示。

例1表型相關候選基因共757個；患兒為先證者，家族史中無特殊描述，父母均無異常表型，故支持新發(fā)突變可能性大，也可為常染色體隱性遺傳(AR)模式；在候選基因檢測到的變異中符合新發(fā)突變1個變異，為FGFR2基因NM_000141，c.940-2A>G；沒有符合AR模式的變異。

例2表型相關候選基因共335個；患兒為先證者，其哥哥有相似表型，父母均無異常表型，故支持AR或X連鎖遺傳(XR)模式；由于患兒表型特異性不強，在表型相關候選基因中沒有檢測到符合AR或XR的變異；在CSA預置的panel里，其中兒童隱性遺傳病panel檢測到的變異中符合AR模式共2個變異，為GBE1基因NM_000158，c.C1402A:p.R468S和c.T964C:p.W322R，沒有符合XR的變異。

例3表型相關候選基因共312個；患兒為先證者，家族史中其哥哥為28周早產死亡，父親存在發(fā)音不清，母親無異常表型，故支持常染色體顯性遺傳(AD)；在候選基因檢測到的變異中符合AD模式共8個變異，其中TBX1基因所導致疾病與患兒表型相符。

例4表型相關候選基因共1 028個；因沒有家系數(shù)據(jù)可以進行遺傳模式的選擇，在表型相關候選基因檢測到的35個變異中逐個根據(jù)已知的基因功能與疾病的關聯(lián)性行手工分析，最終鎖定IL10RA基因純合突變：NM_001558，c.C301T:p.R101W。

例5表型相關候選基因共356個；因沒有家系數(shù)據(jù)可以進行遺傳模式的選擇，在表型相關候選基因檢測到的14個變異中逐個根據(jù)已知的基因功能、與疾病的關聯(lián)性行手工分析，鎖定IL10RA基因符合雜合突變NM_001558，c.T299G:p.V100G和c.C301T:p.R101W(圖2)。

表2NextCODE平臺WES數(shù)據(jù)分析結果

編號類型候選基因類型(數(shù)量)遺傳模式符合遺傳模式變異數(shù)量基因1家系表型相關候選基因(757)新發(fā)突變1FGFR2AR/XR0/0美國遺傳學學會推薦篩選基因(56)新發(fā)突變/AR/XR0/0/0兒童隱性遺傳病篩選基因(514)新發(fā)突變/XR0/0AR20USH2A2家系表型相關候選基因(335)新發(fā)突變/AR/XR0/0/0美國遺傳學學會推薦篩選基因(56)新發(fā)突變/AR/XR0/0/0兒童隱性遺傳病篩選基因(514)新發(fā)突變/XR0/0AR2GBE13家系表型相關候選基因(312)新發(fā)突變0AD8GATA3,KMT2D,GNPTAB,ATP5A1,CCDC114,SMARCAL1,TBX1,LRBAAR3LRBA美國遺傳學學會推薦篩選基因(56)新發(fā)突變/AR0/0AD1BRCA1兒童隱性遺傳病篩選基因(514)新發(fā)突變0AD3GNPTAB,PLEC,FANCCAR2GAA4先證者表型相關候選基因(1028)未知35ECM1,ASPM,ALG11,EPG5,MBD5,IL17RA,UPB1,SHANK3,WFS1,GLRA1,TFAP2A,FBXL4,TBP,ASAH1,ANK1,KCNT1,MSH2,LAMB1,PTCH1,GJB2,KRT18,UNC13D,SLC12A3,CPOX,IL7R,TTC37,IL10RA5先證者表型相關候選基因(356)未知14LYST,NLRP3,IL10RA,VWF,FANCA,CTC1,UNC13D,DOCK6,SCN9A,TCN2,BTD,IKBKB

注AR: 常染色體隱性遺傳; AD:常染色體顯性遺傳; XR: X連鎖隱性遺傳;基因中紅色字體為致病突變所在基因

圖2Sequence Miner顯示先證者(例5)檢測到的IL10RA基因突變位點圖

注A：紅色柱狀顯示突變位點所在區(qū)域在染色體上的定位；B：突變位點所在區(qū)域正反向堿基的參考排列順序；C：測序產生的reads與參考序列比對的結果：其中橘黃色和藍色的reads分別代表正反2個方向；黃色突出的堿基為突變的堿基；藍色豎線指示的突變位點參考序列為T，部分reads上突變?yōu)镚，即c.T299G:p.V100G位點雜合突變；位于其后間隔1個堿基的位置參考序列為C，部分reads上突變?yōu)門即c.C301T:p.R101W雜合突變

3　討論

3.1NextCODE平臺對于家系遺傳疾病的WES數(shù)據(jù)分析本文分析例1～3為家系WES數(shù)據(jù)，采用NextCODE平臺CSA系統(tǒng)進行分析時，通過表型縮小候選基因范圍，其中例1和3，致病突變均在表型相關基因中。再通過家系遺傳模式的進一步刪選，直接鎖定致病突變，整個分析過程簡單、快捷和準確。其中，例1檢測到得FGFR2基因的剪切位點突變?yōu)橐阎狿feiffer綜合征致病位點[9,10]，Pfeiffer綜合征為AD疾病，主要表現(xiàn)為顱縫早閉、面中部發(fā)育不良和并指趾畸形[11]，與患兒表型相符，支持Pfeiffer綜合征診斷。例3符合AD模式的共8個變異，分別為GATA3、KMT2D、GNPTAB、ATP5A1、CCDC114、SMARCAL1、TBX1和LRBA基因，其中TBX1基因NM_080647，c.G385A:p.E129K，既往針對非22q11缺失的圓錐動脈干畸形患兒檢出該位點的突變[12]。例3特殊面容、細胞免疫功能缺陷、胸腺缺如及低鈣血癥，臨床高度懷疑為22q11微缺失所致[13]，但是細胞遺傳學檢測沒有發(fā)現(xiàn)該區(qū)段的異常，行WES檢測，且檢測到得TBX1基因突變符合臨床表型[14]，明確診斷。

CSA系統(tǒng)內置了3組已知致病基因，一是ACMG推薦基因，包括56個在臨床外顯子和全基因組測序檢測診斷中需要報道的致病基因[15]，覆蓋24種疾病。兒童隱性遺傳病基因，包含由Stephen Kingsmore總結的514個存在已知致病突變的基因。這些基因在兒童遺傳病診斷中被建議優(yōu)先考慮[16]。線粒體疾病基因(mitochondria)，包含2 659個對線粒體功能有影響的染色體/線粒體基因。此外，CSA高級分析也支持加入自定義候選基因作為篩選條件。除了候選基因分析模式中的3組基因以外，CSA在高級分析中也內置了幾組其他類型致病基因可供選擇，包括致癌基因(cancer，87個基因)、先天性心臟病基因(cardiomyopathy，41個基因)、纖毛疾病基因(cillia，2 737個基因)、免疫系統(tǒng)疾病(immuno，910個基因)和美國國立癌癥研究所推薦的遺傳性癌癥致病基因(nci37，35個)。

例2表型中僅有肝腫大、肝功能異常的非特征性表型，沒有在表型相關候選基因中找到致病突變，在兒童常見隱性遺傳病panel中，檢測到了GBE1基因的復合雜合突變c.C1402A:p.R468S和c.T964C:p.W322R。GBE1基因為糖原累積癥Ⅳ的致病基因[17]，可以解釋患兒及其已經死亡的哥哥的表型。

總之，NextCODE平臺對于家系WES數(shù)據(jù)，基于表型相關候選基因聯(lián)合遺傳模式的分析方法，可以減小數(shù)據(jù)分析的壓力，減少手工分析的環(huán)節(jié)，縮短數(shù)據(jù)分析的時間，較快的形成診斷。

3.2NextCODE平臺對于先證者遺傳疾病的WES數(shù)據(jù)分析本文例4和5尚未發(fā)現(xiàn)家系原因所致疾病。主要表型均為腹瀉、肛瘺、肛周膿腫及腸狹窄，例4還有驚厥表型，故表型相關候選基因遠多于例5。根據(jù)表型相關候選基因檢測到的變異行逐個人工篩選，均鎖定IL10RA基因，導致早發(fā)的炎癥性腸病，符合AR模式[18]。其中例4為R101W純合突變，該位點為炎癥性腸病已知的致病位點[19]。例5為R101W和V100G復合雜合突變。

例2和5為復合雜合突變，在沒有進行父母驗證之前，需要通過原始數(shù)據(jù)協(xié)助判斷2個突變非同一來源。NextCODE平臺提供的SM分析工具，可以查看突變位點測序片段匹配情況。如突變位點區(qū)域每個測序片段在基因組上的匹配情況以及該區(qū)域的覆蓋深度和測序質量等(圖2)，對于家系樣本，可以同時看到突變位點在不同成員中的分布情況。此外，SM還提供了不同數(shù)據(jù)庫在區(qū)域的注釋信息，例如Ensembl、ClinVar、UCSC Genome Browser和dbSNP等，可以方便進行相關數(shù)據(jù)庫的比較。

3.3NextCODE平臺數(shù)據(jù)分析參與人員NextCODE平臺自動完成步驟比例較高，且大部分手工步驟可由臨床醫(yī)生自行完成，僅結果解讀需要臨床遺傳學?？漆t(yī)生的協(xié)助。

常規(guī)數(shù)據(jù)分析流程，需要多專業(yè)人員共同參與，才能建立起高效可行的分析流程，并且需要熟練的數(shù)據(jù)分析人員，進行數(shù)據(jù)的篩選及解讀。但是，對于臨床表型不詳細或不典型，不能直接鎖定致病突變的病例，采用常規(guī)WES數(shù)據(jù)分析流程，可以對于每個變異進行詳細的評估及注釋標記；可以根據(jù)每個病例的特殊性進行細微的調整。對于熟練的專業(yè)數(shù)據(jù)分析人員，也可以較快的完成WES數(shù)據(jù)分析。

隨著測序成本的不斷降低和臨床對于高通量測序認識的不斷深入，一方面，臨床不能診斷的疾病、有效/敏感藥物的選擇、遺傳相關危象的快速篩查等，越來越依賴于先進的分子診斷技術，另一方面，將需要經過長期專業(yè)培訓才能使用的WES數(shù)據(jù)分析流程，轉化為可以直接為臨床醫(yī)生所使用的平臺，對臨床同樣是必要的和現(xiàn)實的。WES數(shù)據(jù)分析流程的智能化，使得醫(yī)生無需借助生物信息平臺和相關專業(yè)人員處理高通量測序數(shù)據(jù)，即可找到準確和可靠的致病突變，提高診斷效率，是大勢所趨。

致謝感謝患兒及其家屬的積極參與和配合；感謝明碼(上海)生物科技有限公司提供的支持和幫助。

[1] Schorderet DF．Using OMIM (On-line Mendelian Inheritance in Man) as an expert system in medical genetics．Am J Med Genet，1991，39 (3):278-284

[2] Choi M，Scholl UI，Ji W，et al．Genetic diagnosis by whole exome capture and massively parallel DNA sequencing．Proc Natl Acad Sci U S A，2009，106 (45):19096-19101

[3] Grody WW，Thompson BH，Hudgins L．Whole-exome /genome sequencing and genomics．Pediatrics，2013，132 (S3):211-215

[4] Need AC，Shashi V，Hitomi Y，et al．Clinical application of exome sequencing in undiagnosed genetic conditions．J Med Genet，2012，49(6):353-361

[5] Hane Lee P，Joshua L．Deignan P，Naghmeh Dorrani M，CGC，et al．Clinical Exome Sequencing for Genetic Identification of Rare Mendelian Disorders．JAMA，2014，312(18):1880-1887

[6] Frederick E．Dewey M，Megan E．Grove M，Cuiping Pan P，et al．Clinical Interpretation and Implications of Whole-Genome Sequencing．JAMA，2014，311 (10):1035-1044

[7]黎籽秀，劉博，徐凌麗，等．高通量測序數(shù)據(jù)分析和臨床診斷流程的解讀．中國循證兒科雜志，2015，10 (1):19-24中國循證兒科雜志2016 年4 月第11 卷第2 期·135·

[8]Yang Y，Muzny DM，Reid JG，et al．Clinical whole-exome sequencing for the diagnosis of mendelian disorders．N Engl J Med，2013，369 (16):1502-1511

[9]Jang JH，Shin KH，Park JG．Mutations in fibroblast growth factor receptor 2 and fibroblast growth factor receptor 3 genes associated with human gastric and colorectal cancers．Cancer Res，2001，61 (9):3541-3543

[10]Schell U，Hehr A，F(xiàn)eldman GJ，et al．Mutations in FGFR1 and FGFR2 cause familial and sporadic Pfeiffer syndrome．Hum Mol Genet，1995，4 (3):323-328

[11]Plomp AS，Hamel BC，Cobben JM，et al．Pfeiffer syndrome type 2:further delineation and review of the literature．Am J Med Genet，1998，75 (3):245-251

[12]Xu YJ，Chen S，Zhang J，et al．Novel TBX1 loss-of-function mutation causes isolated conotruncal heart defects in Chinese patients without 22q11．2 deletion．BMC Med Genet，2014，15:78

[13]Bartsch O，Nemeckova M，Kocarek E，et al．DiGeorge /velocardiofacial syndrome:FISH studies of chromosomes 22q11 and 10p14，and clinical reports on the proximal 22q11 deletion．Am J Med Genet A，2003，117A (1):1-5

[14]Yagi H，F(xiàn)urutani Y，Hamada H，et al．Role of TBX1 in human del22q11．2 syndrome．Lancet，2003，362 (9393):1366-1373

[15]Green RC，Berg JS，Grody WW，et al．ACMG recommendations for reporting of incidental findings in clinical exome and genome sequencing．Genet Med，2013，15 (7): 565-574

[16]Kingsmore S．Comprehensive carrier screening and molecular diagnostic testing for recessive childhood diseases．PLoS Curr，2012，e4f9877ab8ffa9

[17]Bao Y，Kishnani P，Wu JY，et al．Hepatic and neuromuscular forms of glycogen storage disease type IV causedby mutations in the same glycogen-branching enzyme gene．J Clin Invest，1996，97 (4):941-948

[18]Gasche C，Grundtner P，Zwirn P，et al．Novel variants of the IL-10 receptor 1 affect inhibition of monocyte TNF-alpha production．J Immunol，2003，170(11):5578-5582

[19]Mao H，Yang W，Lee PP，et al．Exome sequencing identifies novel compound heterozygous mutations of IL-10 receptor 1 in neonatal-onset Crohn's disease．Genes Immun，2012，13 (5):437-442

(本文編輯：張崇凡)

Procedure comparison between rapid and standard whole-exome data interpretation for clinical diagnosis of genetic disorder

YANGLin1,3,DONGChen1,3,WEIZe-jun2,LUYu-lan1,WUBin-bin1,WANGHui-jun1,ZHOUWen-hao1

(1Children′sHospitalofFudanUniversity,Shanghai201102; 2WuXiNextCODEGenorvics(Shanghai)Co;Ltd,Shanghai200131,China; 3Co-firstauthor)

ZHOU Wen-hao，E-mail:zwhchfu@126.com

Whole-exome sequencing; Undiagnosed cases；WuXi NextCODE software

10.3969/j.issn.1673-5501.2016.02.010

上海科學技術委員會/醫(yī)學領域重點項目子課題:14411950402；上海市衛(wèi)生和計劃生育委員會課題：滬衛(wèi)計科教[2013]018號

1 復旦大學附屬兒科醫(yī)院分子診斷中心上海，201102；2 明碼(上海)生物科技有限公司上海，200131;3 共同第一作者

周文浩，E-mail:zwhchfu@126.com

2016-03-10

2016-04-03)

AbstractObjectiveA difficult hurdle in whole exome sequencing application is rapid data interpretation. In this study, whole-exome sequencing and WuXi NextCODE software were used to rapidly identify pathogenic mutations in 5 undiagnosed cases.MethodsThe exome targets of the patient′s DNA were captured with the SureSelct Human All Exon kit followed by sequencing with the Illumina HiSeq2000 platform. The WuXi NextCODE software was used for the data analysis. The detected variant was confirmed with Sanger direct sequencing. Results5 trio families with undiagnosed probands were recruited. A heterozygous missense mutation was identified inFGFR2 gene in proband 1, compound heterozygous missense mutations inGBE1 gene in proband 2, and a heterozygous missense mutation inTBX1 gene in proband 3 by whole-exome sequencing of trio samples. A homozygous missense mutation was identified inIL10RAgene in proband 4, and compound heterozygous missense mutations in IL10RA gene in proband 5 by whole-exome sequencing of proband only.ConclusionThis study clearly showed the efficacy of whole-exome sequencing and was helpful to rapid genetic diagnosis for undiagnosed cases.