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研究背景皮肤罕见疾病种类繁多,发病率虽低但病情严重,如着色性干皮病、遗传性掌跖角化病、先天性厚甲症等,不仅严重影响患者的身心健康,给社会和家庭带来严重的经济负担,严重者还可危及生命,对于此组疾病目前尚无有效的治疗方法,早期诊断和及早预防具有重要的现实意义。有些罕见疾病表型复杂,可伴发多系统损害,使得传统的临床诊断面临挑战,对其开展致病基因突变筛查具有广阔的应用前景。近年来,基因诊断技术得到了飞速发展,可在DNA或RNA水平检测患者基因结构变异和表达水平的变化,目前已在临床多个领域得到广泛应用。其中,基因测序技术如高通量测序得到了飞速发展,并在疾病致病基因检测与分子诊断等研究中发挥了重要的作用。鉴于皮肤罕见疾病具有复杂的表型异质性及遗传异质性,针对不同的遗传病选择不同的策略方案,是目前基因诊断的主要原则。目的根据患者临床症状与既往遗传学研究基础,通过全基因组外显子测序联合一代测序对临床疑似着色性干皮病及遗传性掌跖角化病的家系进行突变筛查,完成基因诊断及相关遗传咨询,为症状前基因诊断如产前诊断提供理论支持。方法(1)选择临床疑似诊断着色性干皮病的家系1个、遗传性掌跖角化病的家系5个;(2)在着色性干皮病家系中选择患者及其父母样本,抽提外周血DNA,经纯化后使用Agilent液相Sure Select XT Library Prep及Sure Select Human All Exon V6试剂盒进行建库捕获,通过Illumina Hiseq XTen高通量测序平台进行测序,经数据质控、序列比对、变异识别及位点注释后得到变异位点列表,根据病例-对照分析、变异有害性及基因功能分析,筛选出与疾病相关的有害变异位点或基因,同时重点分析已报道的着色性干皮病致病基因在三个样本中的突变情况,并在家系内其他样本中进行验证;(3)通过一代测序在5个遗传性掌跖角化病家系中验证已知致病基因KRT9和/或KRT1,在验证结果阴性的家系中选择2个病例及1个对照进行全基因组外显子测序筛选致病基因,再将可疑致病突变在原家系样本中进行一代测序验证,以检测基因型-表型共分离情况。结果(1)在着色性干皮病家系中发现XPC基因上一处复合杂合突变-位于12号外显子上的c.22182220del(p.Glu740740del)和位于13号外显子上的c.2257dup C(p.Arg753fs),既往未曾报道;先证者父母各携带一个突变位点,在家系内符合基因型-表型共分离;氨基酸保守性分析发现突变位点所对应的第740位及753位氨基酸序列在多个物种中高度保守;通过临床表现结合基因检测,先证者着色性干皮病C型诊断明确。(2)在三个遗传性掌跖角化病家系中分别检出3种不同的已知KRT9突变,分别是c.482A>G,c.487C>T和c.488G>A,其中突变c.482A>G与指节垫表型相关,三个家系诊断为表皮松解性掌跖角化病明确。(3)在一个疑似遗传性掌跖角化症家系未发现KRT9及KRT1基因突变,全基因组外显子测序发现KRT16基因存在突变-c.T1262C,此突变位点既往被发现可导致先天性厚甲症,结合先证者及家系内患者临床表现及基因检测结果,诊断先天性厚甲症Ⅰ型明确。(4)一个遗传性掌跖角化症家系经全基因组外显子测序及靶向测序未发现角蛋白基因致病突变,基因诊断阴性,提示该病可能存在新的突变形式或致病基因。结论:一代测序结合全基因组外显子测序可快速、经济、有效地鉴定出已知致病基因的突变位点。通过对6个皮肤罕见病家系进行基因突变筛查,对其中5个家系进行了明确的基因诊断,强调了基因诊断作为一种逆向诊断方法在临床工作中的重要作用;同时本研究发现了一种新的致病突变位点,丰富了着色性干皮病致病基因突变谱。报告一例基因诊断阴性的家系,分析相关因素并总结经验。