全外显子测序对先天缺牙伴肿瘤家系致病基因初探

发布时间：2020-11-22 20:07

　　 目的先天缺牙是一种常见的遗传性疾病,会导致咀嚼功能紊乱,造成发音、美观及社会心理等诸多方面的问题。先天缺牙的病人常常伴发一系列全身其他疾病,甚至与肿瘤的发生相关。研究表明,先天性颌面部发育不良尤其是牙齿缺失与肿瘤的发生二者共享相同的基因调节信号通路。近年研究证据提示从先天性牙齿缺失作为出发点,追踪和早期发现肿瘤的发生成为可能。癌症的早期诊断是一个有效提高生存质量和时间的方法,也具有成本效益。因此,在抗击癌症的过程中,寻找生物学或表型的风险标记物具有重要意义。本研究旨在通过对先天缺牙伴肿瘤易感家系致病基因初步锁定为切入点,研究二者的信号通路或调节方式,为肿瘤疾病的基因筛查提供参考。内容先天缺牙是指在牙胚形成过程中未能发育和未能形成牙齿,或是在牙胚发育早期,即牙蕾形成期的先天性异常。除已明确的综合征型先天缺牙,很多非综合征型先天缺牙患者也常伴随全身其他系统的疾病或发育异常。本研究通过对一个先天缺牙并伴有肿瘤多发的家系进行临床表型的分析和全基因组外显子的测序,初步探讨牙齿先天缺失与全身疾病之间的内在联系。方法1.先天缺牙伴有全身其他疾病的患者家系临床资料和血样采集:对临床接诊过程中发现的先天缺牙伴全身其他组织器官发育异常或癌变、肿瘤发生的家系进行包括口颌情况及全身状况的详细检查,必要时于综合性医院或专科医院进行专项检查,拍摄全景片以明确余留及缺失牙数、是否有埋伏阻生齿等;详细追问个人既往史、家族遗传史等病史资料,绘制家系遗传学图谱,进行遗传特征分析;在符合伦理委员会各项规定及受检者知情同意的前提下,抽取所有能取得联系的家系成员静脉外周血标本置于EDTA抗凝管中。2.全外显子测序:提取全血样的前基因组DNA,经分析检测DNA降解程度低,无RNA、蛋白质等污染,含量在0.6ug以上的合格DNA样品,经PCR线性扩增后文库质检,符合标准进行下一步测序。3.全外显子检测结果描述和分析:首先进行测序数据质量评估,测序数据量、比对率和错误率达到标准,则进行下一步分析,未达到标准的重新建库或重测序。将符合标准的测序序列人类基因组序列第37版参考基因组(GRCh37)进行比对,筛查样本中的变异信息,并对筛查出的突变进行统计和注释。最后,利用已有数据库,通过分析突变的有害性、结合样本情况和基于基因功能及表型等方法,过滤出与疾病相关的有价值的突变位点和(或)基因。结果1.通过对家系成员进行全身检查和口腔专科检查,结合基因检测结果证实,本研究家系成员的先天缺牙为典型常染色体显性遗传方式,伴有明显的肿瘤易感性。2.先证者及其母亲在牙发育相关基因DSPP上共有25个突变位点,其中包括23个位于外显子区域的8个错义突变。3.在与肿瘤及牙齿发育共同致病的基因AXIN-2上共有6个突变位点,有两个位于外显子区域的同义突变。4.发现新型致病基因ZNF609上有2个突变位点,两个突变均位于外显子区域,其中一个为具有较强致病性的错义突变。5.AXIN-2以及ZNF609基因上的突变可能是该家系成员肿瘤易感的原因。结论1、本研究检测出先证者及其母亲在AXIN-2基因上的共同突变,可能与该家族非综合征型牙齿先天缺失和巨结肠的发生有内在联系;而DSSP基因的突变可能是导致受检者牙齿先天缺失、余留牙齿形态异常的潜在原因,其致病机制仍需进一步的研究验证;AXIN-2基因和DSSP基因对先天缺牙的发生可能存在内在的协同作用,二者的突变共同导致了牙齿发育异常的发生。2、本研究结果可以进一步印证牙齿先天缺失与多种肿瘤的发生之间可能存在内在联系。3、先天缺牙可能是未来肿瘤研究中一个极具潜力的风险指标。
【学位单位】：天津医科大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R782.1;R440
【部分图文】：

表 1 非综合征型缺失患者先天缺失恒牙牙位记录患者及牙弓右侧 左侧8 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8III-4上颌 ★ ★下颌 ☆ ★ ★ ☆ ★II-7上颌 ★ ★ ★下颌 ★ ★表 1：★表示牙齿缺失，☆为乳牙滞留。从表中可看出，先证者 III-4 下颌切牙缺失，除右侧第三磨牙外第三磨牙全部缺失，侧切牙为乳牙滞留；II-7 左侧上颌第二磨牙缺失，全部第三磨牙缺失。

图 3 II-4（先证者母亲）口腔曲面体层片图 2：先证者母亲 II-7 轻中度牙周炎，先天缺失 5 颗恒牙（包括第三磨牙）。2. 基因组全外显子测序及生物信息分析结果2.1 测序深度、覆盖度分布有效测序数据通过一款基于 BWT 的快速比对工具 BWA 比对到人类基因组序列第 37 版参考基因组（The Genome Reference Consortium Human GenomeBuild，GRCh37），得到更节约空间，计算机机可读的 bam 格式的生物信息二进制文件。然后，用基于操作 sam 和 bam 文件格式的工具合集 SAMtools 对最初的比对结果进行排序；再用 Picard 标记重复 reads（mark duplicate reads）。最后，

测序深度图4：左图为不同测序深度的碱基比例，右图为不同深度上的累积碱基比例
【参考文献】

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本文编号：2894635