臨床分子遺傳診斷之現(xiàn)況與發(fā)展

1、臨床分子遺傳診斷之現(xiàn)況與發(fā)展第1頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日第2頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日Adrenoleukodystrophy is an X-linked disorder which is secondary to a mutation in the ABCD1 gene and results in the apparent defect in peroxisomal beta oxidation and the accumulation of the saturated very long chain fatty acids

2、 in all tissues of the body. The manifestations of the disorder occur primarily in the adrenal cortex, the myelin of the central nervous system, and the Leydig cells of the testes. ABCD1 is an ATPase binding cassette protein in the same category of transporter proteins such as the CFTR and MDR prote

3、ins.腎上腺白質(zhì)退化癥 ALDGenetic informationATP-binding cassette, sub-family D (ALD), member 1Gene symbol : ABCD1Location : Xq28第3頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日第4頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日基因遺傳疾病 (Genetic disorders)細(xì)胞遺傳診斷 (Cytogenetic approach)染色體異常 (Chromosome Abnormalities) 分子遺傳診斷 (Molecular genetic approac

4、h)單一基因疾病 (Single-Gene Disorders) 多基因疾病 (Multifactorial Disorders) 粒線體疾病 (Mitochondrial Disorders) 第5頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日Cytogenetic-Related TechniquesMolecular Genetic-Related TechniquesCGHFISHSNP AnalysisGene Dose AnalysisPRINsLength Mutation AnalysisSTR AnalysisKaryotyping第6頁，共77頁，2022年，5月

5、20日，19點(diǎn)3分，星期日遺傳基因診斷(+)遺傳疾病?疾病患者照護(hù)產(chǎn)前胎兒診斷遺傳基因診斷 (-)遺傳諮詢第7頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日白化癥第8頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日Single Gene DiseasesOver 3000 known human monogenic disordersOver 600 genes involved have been mapped第9頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日遺傳方式自體顯性遺傳(AD,Autosomal dominant)自體隱性遺傳(AR,Autosomal

6、recessive)性聯(lián)遺傳(X-link dominant/ X-link recessive)第10頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日ADDe Novo Inherited第11頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日結(jié)節(jié)性硬化癥(TSC)結(jié)節(jié)性硬化癥(TSC)是一種自體顯性遺傳疾病，估計(jì)其盛行率約為1/10000。 目前研究了解，已知有兩個(gè)基因之突變與結(jié)節(jié)性硬化癥有關(guān)，分別是TSC1及TSC2。依過去之文獻(xiàn)報(bào)告，有關(guān)TSC1及TSC2之突變皆多屬于單點(diǎn)突變，且不同之患者突變點(diǎn)點(diǎn)位皆不相同，約6070之患者屬于新發(fā)生之突變，而與過去確認(rèn)之突變點(diǎn)皆不相同

7、，對(duì)突變分析而言，相當(dāng)因難進(jìn)行大規(guī)模之分析， 第12頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日第13頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日第14頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日神經(jīng)纖維瘤簡(jiǎn)介神經(jīng)纖維瘤是一種遺傳性的神經(jīng)外胚層生成疾病，依照所侵犯的范圍分為第一型(周邊型)和第二型(中樞型)。神經(jīng)纖維瘤第一型(簡(jiǎn)稱NF-1) 較為常見，這類疾病的發(fā)生率，大約是每4000個(gè)新生兒中有一位。 第15頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日神經(jīng)纖維瘤之遺傳方式在遺傳上，約有一半的患者是屬于顯性遺傳；亦即，臺(tái)灣地區(qū)約有6000個(gè)NF-

8、1的家庭。由于NF-1基因?yàn)樽泽w顯性遺傳，也就是在神經(jīng)纖維瘤家庭中，一旦此基因產(chǎn)生突變，其家族子代中所有成員皆有50%之機(jī)會(huì)帶有此突變基因。 第16頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日神經(jīng)纖維瘤基因檢測(cè)之重要在這些家族中，神經(jīng)纖維瘤之癥狀會(huì)不斷侵襲這些家族中的家屬。同一家族中癥狀嚴(yán)重程度皆不一樣所以說NF-1突變基因遺傳檢測(cè)對(duì)于早期確認(rèn)神經(jīng)纖維瘤之疾患是有其必要性的，尤其是對(duì)于具有家族性神經(jīng)纖維瘤之家族成員而言。 第17頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日第18頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日Pt.S/FLocationMolec

9、ular defectsCodon substitutionMutation typePredicted protein productReference1FExon 2118 AT AAGTAGNonsenseK40XThis report2FExon 5492.495delAACT-Frame-shiftAa164, PTC176This report3SExon 6621delT-Frame-shiftAa207, PTC210This report4SExon 91019.1022insTAAC-Frame-shiftAa340, PTC353This report5SExon 111

10、237 TCTCACCAMissenseS413PThis report6SExon 111241 TGCTCCGCMissenseL414RThis report7FExon 151721 GAAGCAACMissenseS574NFashold et al. 20008FExon 161756.1759delACTA-Frame-shiftAa586, PTC603Fashold et al. 20009FIntron 202409+ 2 TG-Exon skippingSplice DSThis report10SExon 232994 TATATTAANonsenseY998XFash

11、old et al. 200011FExon 233114 GTAGGAGTMissenseR1038SThis report12SExon 273634.3635delGT, insCCCC-Frame-shiftAa1212, PTC1215This report13FExon 273639.3641delAAT-Frame-shiftAa1213,1214delMThis report14SExon 283826 CTCGATGANonsenseR1276XHeim et al. 199515FExon 293916 CTCGATGANonsenseR1306XPark et al. 1

12、99816SExon 314169 TCCTCCCCMissenseL1390PThis report17FExon 344614delG-Frame-shiftAa1538, PTC1552This report18SExon 354759.4761delTAT-Frame-shiftAa1587, 1587delYThis report19FExon 364963 GAGCAACAMissenseA1655TThis report20SExon 375360 CGACGATGMissenseT1787MThis report21SExon 375401 CTCAGTAGNonsenseQ1

13、801XThis report22FExon 395792 GATGGTAGNonsenseW1931XThis report23FExon 395843.5844delAA-Frame-shiftAa1948, PTC1954This report242526SFSIntron 41Exon 42Exon 426365 -1 GA6410 TA6555delA-TTATAA-Exon skippingNonsenseFrame-shiftSplice ASL2137XAa2185, PTC2196Fashold et al. 2000This reportThis report第19頁，共7

14、7頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日家族性神經(jīng)纖維瘤之個(gè)案第20頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日家族性神經(jīng)纖維瘤之個(gè)案病人正常人病人之父病人之妹第21頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日Breast cancer & cancer geneticsAbout 5%-10% of breast and ovarian cancers occur as a result of highly penetrant germline mutations in cancer predisposing genesAt least half of the

15、se are due to mutations in the BRCA1 or BRCA2 genes. 第22頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日BRCA1 & BRCA2 genesBRCA1 and BRCA2 mutation carriers80-85% lifetime risk for female breast cancerLifetime risk for ovarian cancerBRCA1: 60% by age 80 BRCA2: 27% by age 80More than 800 distinct sequence variants have

16、been described in BRCA1 and BRCA2第23頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日Breast cancerBreast cancer第24頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日正常型突變型-2突變型-1BRCA1基因起始序列ATGAGG之突變第25頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日BRCA1 mutations第26頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日Breast cancerBreast cancer第27頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日60y/0OV Canc

17、er58Breast cancerBreast cancer本人58H/T80 y/o 8y/o 48第28頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日第29頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日第30頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日第31頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日第32頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日？第33頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤一種罕見的眼部腫瘤，胚胎期視網(wǎng)膜細(xì)胞產(chǎn)生病變而成這些細(xì)胞本來會(huì)長(zhǎng)成眼睛里的感光器，也就是桿細(xì)胞與錐細(xì)胞，這些細(xì)

18、胞感應(yīng)光線之后，會(huì)傳送電流信息，經(jīng)由視神經(jīng)到腦部遺傳型的視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的患者染色體上Rb基因原就有缺陷，此基因負(fù)責(zé)對(duì)產(chǎn)生一種腫瘤抑制蛋白，此對(duì)視網(wǎng)膜細(xì)胞的生長(zhǎng)失去調(diào)節(jié)功能而長(zhǎng)出腫瘤偵測(cè)Rb基因?qū)Ψ直孢z傳與非遺傳型的視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤，以及產(chǎn)前診斷有很大幫忙第34頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日第35頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤偶發(fā)性患病的兒童并無罹患此病的近親家族有關(guān)（遺傳性）根據(jù)資料，患病兒童的家族中不只一人得病，而且常好幾代都出現(xiàn)患者 。第36頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤在先進(jìn)國(guó)家，視網(wǎng)

19、膜母細(xì)胞瘤的所有病例中，約有10%25%具有家族史。在較落后的國(guó)家，如尼日利亞或菲律賓的偏遠(yuǎn)小島，眼睛長(zhǎng)惡性腫瘤的小孩經(jīng)常因延誤治療，使得腫瘤發(fā)生腦部及眼球外的蔓延，在很小的年齡就死于癌癥，這些腫瘤的基因，因而沒有機(jī)會(huì)傳遞到下一代，所以在落后的國(guó)家，反而不易發(fā)現(xiàn)具有家族史的病例。在臺(tái)灣早年，也是類似的情形，絕少發(fā)現(xiàn)有家族性病例，近年來因醫(yī)藥的進(jìn)步，罹患癌癥的病童可以存活到婚娶的年齡，并繁衍下一代；又因健保的實(shí)施，罹患癌癥的小孩，不致于拖垮家庭的經(jīng)濟(jì)，被放棄治療的孩童已經(jīng)越來越少，所以家族性病例有越來越多的趨勢(shì)。第37頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤一個(gè)雙側(cè)

20、性、遺傳性的視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的病人，其子女有50%機(jī)會(huì)罹病。一對(duì)無家族史的父母在生了一個(gè)罹癌的小孩后，其下一胎再罹病的機(jī)會(huì)是2%5%，如果已有2個(gè)罹病的小孩，其下一個(gè)子女罹病的機(jī)會(huì)則提高到50%。一個(gè)單側(cè)性無家族史眼癌的病人，其下一代罹病的機(jī)會(huì)則只有5%。一個(gè)雙側(cè)性眼癌的病人，他的健康的手足或子女的下一代，仍有2%6%的機(jī)會(huì)罹病。第38頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日第39頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日遺傳諮詢遺傳而來的視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤是以體染色體顯性遺傳的方式，傳給下一代其遺傳基因已被證實(shí)存在于第13對(duì)染色體。一個(gè)單側(cè)性、無家族史視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的

21、患者，其下一代罹病的機(jī)會(huì)只有5%。一個(gè)雙側(cè)性視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的患者，他的健康的手足或子女的下一代，仍有2-6%的機(jī)會(huì)罹病。第40頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日遺傳諮詢遺傳型的網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤與雙眼均受侵犯的患者很容易得到次發(fā)性癌癥，其中以骨肉瘤（骨癌）最多，次常見的則為肺癌與乳癌?，F(xiàn)今已可將網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的相關(guān)基因Rb基因鑒定出來，對(duì)這些Rb基因缺乏或失去功能的病人，更應(yīng)終生密切追蹤，以期早日發(fā)現(xiàn)次發(fā)性癌癥。至于非遺傳型病人，以后產(chǎn)生第二種癌癥的危險(xiǎn)性和一般人大致相同。第41頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日遺傳諮詢高危險(xiǎn)群的病人家族成員，應(yīng)該做遺傳諮詢

22、。如果能經(jīng)由產(chǎn)前檢查之基因鑒定，事先知道胎兒是否罹病，對(duì)病人家屬將是莫大的福音由于近年來醫(yī)學(xué)的進(jìn)步，使得罹患癌癥的小朋友有機(jī)會(huì)可以存活到生育年齡，因此家族性病例偶有發(fā)現(xiàn)，不能掉以輕心；否則一旦再生出一個(gè)罹病小孩，對(duì)整個(gè)家族將造成相當(dāng)大的打擊。第42頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日第43頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日第44頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日第45頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日Cerebral Cavernous Hemangiomas第46頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)

23、3分，星期日exonPrimer sequencePCR Length (bp)Anneal Temp()DHPLC Temp()Elution Profile (B %)1FTTC CAA TGG CTA CTT CTA CCT G326565654RAAA ACG TCT TTT AAA TCA GAG C2FTGA CAA AGC TCT TAA TGG GT261565550RGAC TAC AAT GCA TAC AAA TTG C52523FAAA CAA TTT TTA CAG TCC TGT TG280565848RAGA ACA GTC TTG AAA AGA AGG A52

24、524FCAT TTC AGA TGA TCT TTT TAG G286565750RTGT CAT TAC TTG TTA TTC ACT GCT53535FATT GGA TGA CAT TTT CCC TT281565552RAGC CAT CTA ATC GTC TTT CC6FAGC ACA TGA AGT TGA AGG AA292565553RCCC AAA AAG GAA TAA TGA GG第47頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日7FGAA GTG CAG ACA GTT TAA TAC AAA293565652RCTC AAC AGA TTT TGT

25、GCA TTT8FGCT TTT TCT TTT CCC ATA TT283565452RTAG CAC AAG ACC ATG CAT AA9FCGT TAC TGA AAG CCA TTT GT281565452RCAG GAC TAT AAA TTT AAT CTA CCT CTG10FCAA TGG TAC ATT TTC CTT TCA329565552RAGG TTG GTA CTG TTG TTT TAA CT11FCTG AAC TAT TAT ATT TAG AGC AGA CA261565352RCAC AAT AGT TTA TGA AGT CCA AA12FCCC AA

26、T GTC ATG AAT TTC C233565357RGCT CGG CCA AAA GTA ATAexonPrimer sequencePCR Length (bp)Anneal Temp()DHPLC Temp()Elution Profile (B %)第48頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日第49頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日Case numberAgeCCMs locationNumber of CCMs in MRIAssociated diseaseMutation site151Cingulated gyrus, insula

27、,cortex, subcortical white matter9Acoustic neuromac.1846delA240Centrum semiovale, parietal deep white matter6nilc.1846delA316Subcortical white matter1Venous malformationc.1846delA414Frontal parietal cortex and subcortical white matter5nilc.1846delA538Cerebellum, bil. cerebral hemispheres and deep gr

28、ay matter7nilc.1846delA637Thalamus1hepatomac.587CG (Ala-Gly)750Medulla, subcortical white matter3nilc.535CG (Arg-stop)第50頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日X-linked第51頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日Hemophila血友病是一種遺傳的血科疾病，患者的血液中缺少一種凝血因子，以致受傷后，傷口的血液凝固比常人較慢，故容易因失血過多，而導(dǎo)致生命危險(xiǎn)。血友病病人主要是男性，因?yàn)榕粤碛幸粋€(gè)相對(duì)的正常遺傳因子，故不會(huì)發(fā)病，只會(huì)將

29、病變因子遺傳下一代。第52頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日血友病 ( Haemophilia )不論A型或B型血友病,攜帶血友病基因的女性有二分之一的機(jī)會(huì)傳給子女,即兒子有二分之一成為血友病人者,而二分之一的女兒將成為帶因者。帶因者大都無癥狀,且血漿中凝固因子活性大都正常,通常只能用分子診斷來做檢測(cè),以往利用linkage analysis來篩檢, linkage analysis雖然便宜,但受限在必須有家族史,即必須有病人檢體,另外還必須考慮重組(recombinant events)和gemline mutation等問題。而直接檢測(cè)基因序列(direct sequ

30、ence),雖然敏感高,但花費(fèi)較高,且所須時(shí)間較長(zhǎng), 第53頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日第54頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日Duchenne Muscular Dystroply (DMD) 為所有肌肉萎縮癥中較常見的一種，通常只發(fā)生在男性身上。與人類X染色體上的DMD基因有關(guān)。60-65 %屬于大片段缺失(deletion)或重復(fù)(duplication)突變。其他則可能屬于小片段缺失/插入突變 (small deletions/ insertions)或點(diǎn)突變(point mutation)。 第55頁，共77頁，2022年，5月20日

31、，19點(diǎn)3分，星期日第56頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日第57頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日對(duì)于自體隱性遺傳疾病而言,高效率之帶因者檢驗(yàn)計(jì)劃及流程為進(jìn)行產(chǎn)前診斷及預(yù)防疾病發(fā)生之唯一途徑海洋性貧血是臺(tái)灣最常見之單一基因自體隱性遺傳疾病,且是目前唯一能夠進(jìn)行全國(guó)性帶因者篩檢之單一基因疾病AR第58頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日- thalassemia乙型海洋性貧血 (-Thalassemia) 是一種 常見的單基因遺傳性血液疾病，屬自體隱 性 (autosomal recessive) 遺傳。 臺(tái)灣大約有 1% 的人民

32、為某種乙型海洋性 貧血的帶因者。第59頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日a-thalassemia甲型海洋性貧血 (a-Thalassemia) 是一種常見的單基因遺傳性血液疾病，屬自體隱性 (autosomal recessive) 遺傳。 臺(tái)灣大約有 3-5% 的人民為某種甲型海洋性貧血的帶因者。第60頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日篩檢成功與否之關(guān)鍵,為是否具備高效率之帶因者檢驗(yàn)計(jì)劃第61頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日第62頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日第63頁，共77頁，2022年，5月2

33、0日，19點(diǎn)3分，星期日Spinal Muscular Atrophy (SMA)1. 一種脊髓性的肌肉萎縮癥: 是因脊髓的前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元漸進(jìn)性退化，造成肌肉逐漸軟弱無力、萎縮的一種疾病 。2.Aotosomal Recessive Inheritance (隱性遺傳)3. 也是人類常見的新生兒疾病,僅次于海洋性貧血。4. Carrier rate 高達(dá) 1/351/50。Rodrigues NR, et al (1995) Hum Mol Genet 4:631 634第64頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日Spinal Muscular Atrophy (SMA)平均每 5000-10000 個(gè)新生兒就有一個(gè)得到這種疾病Carrier rate 高達(dá) 1/351/50第65頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日SMA 的遺傳方式隱性遺傳疾病AR第66頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日第67頁，共77頁，2022年，5月20日，19點(diǎn)3分，星期日第68頁，共7