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基于LR-PCR-SMRT技术体系的常染色体显性多囊肾病基因诊断新方法研究

批准号:
81671475
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
马定远
依托单位:
学科分类:
胎儿相关性疾病与胎源性疾病
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
胡平、张菁菁、成建、刘刚、孟露露、刘安、刘翠云、胡焕然

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要
常染色体显性多囊肾病(ADPKD)是一种危害严重的常见单基因遗传病,基因诊断对该病的防治具有重要的临床价值。现行ADPKD基因诊断方法存在读长短、受GC含量影响大、成本高等局限,亟需发展高效、准确、经济的基因检测方法。前期研究中,我们提出了长片段PCR(LR-PCR)直接联合单分子实时(SMRT)测序的新策略,即LR-PCR-SMRT技术体系,实验结果显示该体系技术路线可行,对假基因干扰严重、GC含量高的ADPKD基因诊断有较其它方法更好的检测效果,且具有快速、经济的优势。本项目拟通过优化LR-PCR-SMRT体系参数设置和检测流程,提高检测灵敏度和特异性,降低检测成本,采用回顾性和前瞻性研究策略评估该方法在临床的应用价值,从而建立基于LR-PCR-SMRT技术体系的ADPKD基因诊断新方法,为发挥其重要的临床应用价值奠定科学依据与实验基础,并为其它疑难单基因遗传病的基因诊断研究提供借鉴。
英文摘要
Autosomal dominant polycystic kidney disease (ADPKD) is the most common inherited kidney disease, which can cause the life-threatening end-stage renal disease. Genetic diagnosis is very important for the prevention and early medical management of the disease. The present methods developed for genetic diagnosis of ADPKD still have some limitations including short reads length, bias caused by GC content and high cost. Therefore, it is necessary to develop efficient, accurate and economic method for molecular diagnosis of ADPKD. In our preliminary study, we presented a new strategy based on long-range PCR (LR-PCR) combined with direct single molecule real time (SMRT) sequencing, and the results showed that the LR-PCR-SMRT procedure is feasible. This approach is suitable for distinguishing PKD1 from the pseudogenes and detecting GC-rich regions. It also has a fast and economic advantage. In this study, we will systematically optimize the setting of system parameters and the testing processes to improve the sensitivity and specificity of our method and lower testing cost. We will perform validation and clinical application in order to establish a novel method based on the LR-PCR-SMRT strategy for genetic diagnosis of ADPKD. Our study will give the scientific evidence for clinical application of the method, and provide a paradigm for genetic diagnosis of other complicated single-gene disorders.
常染色体显性多囊肾病(ADPKD)是一种危害严重的常见单基因遗传病,基因诊断对该病的防治具有重要的临床价值。本项目将LR-PCR的总反应数降低为9个(PKD1基因5个,PKD2基因4个),改进了临床原有LR-PCR-NGS技术体系,应用于临床完成了88例患者基因检测,发现66个突变,突变类型以无功能的无义突变和移码突变为主,有19个突变是未报道的新突变。本项目采用PacBio SMRT HiFi测序模式对优化的LR-PCR扩增产物进行长读长测序,实现长片段的高准确性测序,并采用先检测PKD1基因突变再检测PKD2基因突变的诊断策略,实现一个Sequel II SMRT 8M芯片上样片段的均一性。单个PKD1基因文库可产生0.16Gb的HiFi数据,HiFi reads数目为24924,平均准确性为0.9989,平均循环数为30,PKD1基因最低测序深度300×,平均测序深度839.95×。单个PKD2基因文库产生0.31Gb的HiFi数据,HiFi reads数目为34170,平均准确性为0.99882,平均循环数为21,PKD2基因最低测序深度500×,平均测序深度1467.87×。共对30例多囊肾病患者样本进行了PKD1基因的PacBio SMRT HiFi测序,25例阳性突变样本均检出相应突变,在5例LR-PCR-NGS检测阴性样本中,PacBio SMRT HiFi测序检出一例4个突变连锁在一起的假基因转换突变。共对10例多囊肾病患者样本进行了PKD2基因的PacBio SMRT HiFi测序,2例阳性突变样本均检出相应突变。本研究建立的PacBio SMRT HiFi测序方法达到了和NGS相当的准确性,并可进行突变位点的连锁分析,是一种准确、临床可行的ADPKD基因诊断方法。本项目可为其它疑难单基因遗传病的基因诊断研究提供借鉴。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI: --
发表时间: 2019
期刊: 中华医学遗传学杂志
影响因子: --
作者: [程威, 孙云, 王彦云, 马定远, 蒋涛]
通讯作者: 蒋涛
DOI: 10.13602/j.cnki.jcls.2018.11.04
发表时间: 2018
期刊: 临床检验杂志
影响因子: --
作者: [孙云, 马定远, 王彦云, 蒋涛]
通讯作者: 蒋涛
DOI: --
发表时间: 2020
期刊: 中华围产医学杂志
影响因子: --
作者: [孙云, 王彦云, 马定远, 张志蕾, 程威, 蒋涛]
通讯作者: 蒋涛
Identification of Two Novel LAMA2 Mutations in a Chinese Patient with Congenital Muscular Dystrophy.
中国先天性肌营养不良症患者体内两种新型 LAMA2 突变的鉴定
DOI: 10.3389/fgene.2018.00043
发表时间: 2018
期刊: Frontiers in genetics
影响因子: 3.7
作者: [Zhou J, Tan J, Ma D, Zhang J, Cheng J, Luo C, Liu G, Wang Y, Xu Z]
通讯作者: Xu Z
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