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高通量测序揭示汉族散发特发性肺纤维化患者

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华中科技大学同医院熊维宁教授团队的原创性研究论文「靶向测序揭示散发特发性肺纤维化患者的遗传学危险因素」于年9月发表于HumanMutation杂志。熊维宁医院张晓菊教授为共同通讯作者，邓燕晗博士和李宗哲博士为共同第一作者。

本研究是国内首个针对特发性肺纤维化患者的大规模多中心遗传学研究，在实验设计和实验医院汪道文教授团队的大力支持。该研究共有14家医院的研究者参与，医院之外，医院张晓菊教授、汪铮教授，医院王笑梅教授，医院程真顺教授，医院杨敬平教授、武敏医生，医院王迎难主任、朱晶医生，医院彭清臻主任、魏光医生，湖北医院杨华主任、方诗容医生，医院李荆萍主任、舒鹰医生，医院莫碧文教授、韦江红医生，医院罗光伟主任、杨硕医生，医院徐旭燕主任、葛仁英医生，医院李亚清教授，中国人民解放军医院罗莉漫教授，在此一并表示感谢！

研究背景介绍

特发性肺纤维化（idiopathicpulmonaryfibrosis，IPF）是一种慢性进行性纤维化间质性肺炎，病因不明，发生于中老年人，主要影响肺实质，导致进行性呼吸困难和肺功能减退。在欧洲和北美，IPF的保守发病率为每年3～9/，东亚地区发病率为1.2～4.16/。在过去的30年间，不同国家和地区的IPF发病率总体上呈现明显增长的趋势，且随着年龄的增长而急剧上升。IPF起病隐匿，临床上缺乏有效的早期诊断方法，一旦发现多为中晚期，且预后较差，中位生存期2～4年，不同患者的病情进展速度具有高度异质性和不可预测性。

IPF的发病是由遗传和环境因素共同决定的。近年来，越来越多的证据表明，遗传因素在散发和家族性IPF患者中都起着重要作用。对家族性病例的研究发现了多个基因的罕见遗传变异与家族性IPF相关，包括肺泡表面活性蛋白相关基因（SFTPC，SFTPA2，SFTPA1），端粒功能相关基因（TERT，TERC，DKC1，TINF2，RTEL1）等，其中部分变异在散发IPF患者中也有发现。全基因组关联研究不仅验证了TERT、TERC等基因变异与IPF发病的关系，还发现了FAM13A、DSP、OBFC1、ATP11A、DPP、MUC5B等新的关联基因变异。

目前的数据表明，至少1/3的散发和家族性IPF可以通过大型全基因组关联研究确定的常见遗传变异来解释，其中部分变异在不同人群不同种族中存在频率差异，部分变异与患者的预后或药物治疗反应相关。

在中国汉族人群中，IPF相关的遗传变异少有研究。因此，本研究基于高通量测序技术，设计了一个包含92个基因的靶向测序panel，在中国汉族散发IPF患者中检测这些基因的变异情况，筛选可疑致病变异，探索不同功能基因在散发IPF中的特征性基因变异。

研究流程图

致病变异、可疑致病变异及功能缺失变异的鉴定

本研究共纳入例IPF患者及例性别年龄匹配的正常对照。通过高通量测序、生物信息学分析及Sanger测序验证，筛选出2个已报到的致病变异，10个功能缺失变异（包括3个移码插入变异，2个移码缺失变异，4个无义变异，1个剪切位点变异）。其中位于RTEL1基因上的两个变异预测为可疑致病变异。这些变异分布于4.74%（12/）的IPF患者中，其中50%（6/12）的变异是新发现的变异。

罕见错义变异负荷分析

为了揭示候选基因和IPF可能的新关联，我们对例IPF病例和例健康对照中鉴定出的罕见错义变异基于三种统计方法进行了负荷分析。发现三个基因（CSF3R，DSP，LAMA3）在至少一种分析方法中具有统计学意义（P0.05），即相对于正常对照，位于这三个基因上的罕见错义变异在IPF患者中存在更高的变异负荷。

基于常见变异的危险分层模型的构建

针对常见变异的等位基因关联分析发现四个SNP位点（rs，rs，rs，rs）可增加IPF的发病风险。基于这四个位点，我们构建了一种新的危险分层模型：高危组（风险评分4-6分）人群的IPF发病风险是低危组人群（风险评分0-3分）的3.47倍（OR=3.47，95%CI:2.07-5.81，P=2.34x10^-6）。

IPF患者和正常对照端粒相对长度的比较

IPF患者的端粒相对长度（0.96±0.32）短于性别年龄匹配的正常对照组（1.14±0.27，P0.）。IPF患者端粒相对长度随年龄下降的趋势（b=?0.）比正常对照更显著（b=-0.）。

总结

本研究首次在中国汉族人群中揭示了散发IPF患者的遗传学危险因素（包括罕见变异和常见变异），鉴定出多个可增加IPF发病风险的新的变异，并构建了一种新的累积风险分层模型，为临床工作中IPF的风险预测和危险分层提供可能。

DengY,LiZ,LiuJ,etal.Targetedresequencingrevealsgeneticrisksinpatientswithsporadicidiopathicpulmonaryfibrosis.Humanmutation.;39(9):-.

作者介绍

熊维宁

教授，主任医师，博士生导师，华中科技大学同医院呼吸与危重症医学科。

张晓菊

教授，主任医师，博士生导师，医院呼吸与危重症医学科。

邓燕晗

博士研究生，华中科技大学同医院呼吸与危重症医学科。

李宗哲

医学博士，华中科技大学同医院基因诊断中心主治医师。