如何从上万个基因中找到关键突变基因

研究背景

酒糟鼻（Rosacea）是一种常见的慢性炎症性皮肤病，主要表现为面部潮红、持久性红斑、毛细血管扩张、丘疹和脓疱等症状。尽管已有证据表明遗传因素在酒糟鼻的发病中起重要作用，但其具体的遗传基础尚不清楚。

按照人类基因组相似度99.9%来算，就是有千分之一的不同，3G的千分之一就是3M。所以，理论上每一个人的WGS得到的 germline SNP和INDEL位点是3M个左右（如果是WES测序，得到的位点3W~6W个）。如何从这3M个突变中找到关键的突变基因或突变位点是相对较难的。

该研究通过全基因组测序（WGS）和全外显子测序（WES），探究酒糟鼻家族遗传的罕见突变基因，进一步探讨突变基因如何通过神经肽影响神经源性炎症的具体机制。

研究方法

• 患者和样本：

• 3个大型酒糟鼻家族（包括13名患者和6名健康个体）作为发现队列（Discovery cohort）。

• 49个小型酒糟鼻家族（包括114名患者和48名健康个体）作为验证队列（Validation cohort）。

• 测序策略：对于3个大型酒糟鼻家族：进行 WGS 测序；对于 49个小型酒糟鼻家族，进行 WES 测序。

• 数据处理：测序数据经过去接头、除低质量reads等处理后，比对到 GRCh38参考基因组上。

• 数据库注释和功能预测：将 MAF 小于 1% 的突变位点注释到 dbSNP、1000G、ExAC 和Novogene自建的数据库，保留 nonsynonymous, frameshift, nonsense,and splice-site variants 位点。然后用 SIFT、PolyPhen2、CADD、 GERP++等工具来进行功能预测和过滤。最后用 sanger 测序对突变位点进行验证。

研究结果

• 有害变异：在3个大型的酒糟鼻家族中的WGS数据分析中，分别发现了LRRC4, SH3PXD2A, and SLC26A8等基因突变

• 家族谱和Sanger 测序验证结果：发现队列的 3 个家族的患病情况和对应的突变基因型。