多基因遗传病症风险基因和风险突变的筛选方法及筛选系统技术方案

本发明专利技术提供一种多基因遗传病症风险基因和风险突变的筛选方法，包括筛选已知的遗传危险因素和筛查研究样本中的风险变异；所述风险变异基于不同的基因集制定3种不同的过滤策略，分别为过滤策略1、过滤策略2和过滤策略3；所述过滤策略1为确证与待检多基因遗传病症相关的基因的突变筛选过滤策略；所述过滤策略2为可能与待检多基因遗传病症相关的基因的突变筛选过滤策略；所述过滤策略3为其他基因的突变筛选过滤策略。本发明专利技术解决了现有技术中对多基因遗传病症风险基因和风险突变的筛选存在错筛、漏筛，精确度需进一步提升的技术问题。精确度需进一步提升的技术问题。精确度需进一步提升的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
多基因遗传病症风险基因和风险突变的筛选方法及筛选系统


[0001]本专利技术属于基因检测领域，具体涉及一种多基因遗传病症风险基因和风险突变的筛选方法及筛选系统。

技术介绍

[0002]多基因遗传病是遗传信息通过两对以上致病基因的累积效应所致的遗传病，其遗传效应较多地受环境因素的影响。常见的多基因遗传病种有先天性心脏病、小儿精神分裂症、家族性智力低下、脊柱裂、无脑儿、少年型糖尿病、先天性肥大性幽门狭窄、重度肌无力、先天性巨结肠、气道食道瘘、先天性腭裂、先天性髋脱位、先天性食道闭锁、马蹄内翻足、原发性癫痫、躁狂抑郁精神病、尿道下裂、先天性哮喘、睾丸下降不全、脑积水等。
[0003]与单基因遗传病相比，多基因遗传病不是只由遗传因素决定，而是遗传因素与环境因素共同起作用。与环境因素相比，遗传因素所起的作用大小叫遗传度，用百分数表示。如精神病中最常见的也是危害人类精神健康最大的疾病——精神分裂症，是多基因遗传病，其遗传度为80％，也就是说精神分裂症的形成中，遗传因素起了很大作用，而环境因素所起的作用则相对较小。又如静脉血栓栓塞症(VTE)，已被证明是由遗传风险主导且存在种族特异性的一种多基因遗传病。多基因遗传病一般有家族性倾向，如精神分裂症患者的近亲中发病率比普通人群高出数倍，与患者血缘关系越近，患病率越高。
[0004]找出并确认导致病患的致病基因和突变位点将对多基因遗传病症的预防和改善起到重要的作用。现有技术中有很多基因突变致病性预测软件用于初步判断基因突变致病性，如早期的SIFT，PolyPhen，MutationTaster，到最近几年发展起来的LRT,FATHMM,PROVEAN,VEST3,fathmm
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MKL,MetaSVM,MetaLR等。但一方面可能存在不符合家系遗传规律的突变，另一方面某些致病相关联的罕见突变无法检出。
[0005]现有公布号为CN11091867A的中国专利申请公开了“基因变异位点筛选方法及系统”，该方法包括：获取包含指定人群基因变异位点的第一数据集；对所述第一数据集中的基因变异位点进行聚类，获得多簇基因变异位点；对每簇中的基因变异位点进行评分，筛选出评分大于预设阈值的基因变异位点。该方法以一定数量中国人的30倍测序深度的全基因组测序数据为基本数据集，利用GATK工具从基础数据集中提取基因变异位点，得到原始数据集，然后利用affymetr i x软件从原始数据集中筛选出第一基因变异位点，进而进行聚类，及后续评分等。该方法缺乏针对性的样本，对于复杂的多基因遗传病症仍存在罕见突变的漏检。
[0006]另有公布号为CN112375815A的中国专利申请公开了“基于核心家系的遗传病高通量测序致病突变筛选方法”，该方法包括：获得待检测的基因组样本，所述的基因组样本源自子代及其父母；使用高通量方法测定待检测的基因组样本的DNA序列，将测序结果与人类参考基因组进行比对和注释，形成注释文件；使用二分法对注释文件进行分析和筛选，去除高频突变，为检测到的基因突变分类；根据检测到的基因突变的分类和注释去除非致病突变。该方法存在问题仅支持核心家系，对于非核心家系不能计算；仅对单个家系进行计算，
而不能综合多个家系来分析；仅筛选致病突变位点，并没有筛选风险基因，这种缺陷存在于一些致病的罕见突变通常因为人群频率低，在其他家系中较难发现重复，但不同家系的风险突变基因却是一致的。

技术实现思路

[0007]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种多基因遗传病症风险基因和风险突变的筛选方法及筛选系统。解决现有技术中对多基因遗传病症风险基因和风险突变的筛选存在错筛、漏筛，精确度需进一步提升的技术问题。
[0008]本专利技术提供的一个技术方案为多基因遗传病症风险基因和风险突变的筛选方法，包括筛选已知的遗传危险因素和筛查研究样本中的风险变异；所述风险变异基于不同的基因集制定3种不同的过滤策略，分别为过滤策略1、过滤策略2和过滤策略3；所述过滤策略1为确证与待检多基因遗传病症相关的基因的突变筛选过滤策略；所述过滤策略2为可能与待检多基因遗传病症相关的基因的突变筛选过滤策略；所述过滤策略3为其他基因的突变筛选过滤策略。
[0009]优选的，所述研究样本包括家系研究队列和人群验证队列；所述家系研究队列选自特定地域特定种族家系，包括患病成员和未患病成员；所述人群验证队列选自与所述家系研究队列的相同地域相同种族的普通人群，包括无诱因的散发患病者和健康对照。
[0010]优选的，所述风险变异为筛查家系研究队列中的所有共分离变异。
[0011]优选的，所述过滤策略1，通过GWAS研究或功能实验验证获得所有已确定的待检多基因遗传病症遗传危险因素，即确证基因，过滤规则为:
[0012]a)筛选所有已确认基因区域上的变异，
[0013]b)过滤非双等位突变或同义突变位点，
[0014]c)至少在一个家系中共分离，且在其他家系中的健康成员的突变携带者不超过1位；
[0015]由此得到过滤策略1的候选位点列表，进而筛选功能缺失性突变或罕见的非同义突变，进行测序验证。
[0016]优选的，所述过滤策略2，根据现有的文献收集其他已知基因或可能与待检多基因遗传病症相关的基因，即候选基因，过滤规则为:
[0017]a)筛选获得的候选基因中的变异，
[0018]b)过滤非双等位突变或同义突变位点，
[0019]c)至少在一个家系中共分离，且在其他家系中的健康成员的突变携带者不超过1位；
[0020]由此得到过滤策略2的候选位点列表，进而筛选功能缺失性突变或至少2个家系共有的罕见致病的非同义突变或至少3个家系共有的罕见致病基因的非同义突变，进行测序验证。
[0021]优选的，所述过滤策略3的过滤规则为:
[0022]a)筛选罕见的位于外显子区和可变剪切区的变异，
[0023]b)过滤非双等位突变或同义突变位点，
[0024]c)至少在一个家系中共分离，且在其他家系中的健康成员的突变携带者不超过1
位；
[0025]由此得到过滤策略3的候选位点列表，再根据位点致病性预测以及在人群队列中筛查的结果选取人群中非纯合子的显著性位点得到潜在与待检多基因遗传病症相关的新基因位点。
[0026]优选的，得到潜在与待检多基因遗传病症相关的新基因位点后，进行显著突变位点分析和基因负荷检验，包括变异与待检多基因遗传病症的关联分析和基因与待检多基因遗传病症之间关联的负荷分析。
[0027]优选的，所述变异与待检多基因遗传病症的关联分析为：针对三种不同过滤策略筛选得到的每个变异，分析得到在家系研究突变数据集和人群验证突变数据集的病例和对照组的等位基因频率，分别基于logistic回归模型和Fisher精确检验分析各变异与是否患病进行关联分析，p<0.05的关联被定义为显著突变；
[0028]所述基因与待检多基因遗传病症之间关联的负荷分析为：以基因为单位，将突变累本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.多基因遗传病症风险基因和风险突变的筛选方法，其特征在于，包括筛选已知的遗传危险因素和筛查研究样本中的风险变异；所述风险变异基于不同的基因集制定3种不同的过滤策略，分别为过滤策略1、过滤策略2和过滤策略3；所述过滤策略1为确证与待检多基因遗传病症相关的基因的突变筛选过滤策略；所述过滤策略2为可能与待检多基因遗传病症相关的基因的突变筛选过滤策略；所述过滤策略3为其他基因的突变筛选过滤策略。2.根据权利要求1所述的多基因遗传病症风险基因和风险突变的筛选方法，其特征在于，所述研究样本包括家系研究队列和人群验证队列；所述家系研究队列选自特定地域特定种族家系，包括患病成员和未患病成员；所述人群验证队列选自与所述家系研究队列的相同地域相同种族的普通人群，包括无诱因的散发患病者和健康对照。3.根据权利要求2所述的多基因遗传病症风险基因和风险突变的筛选方法，其特征在于，所述风险变异为筛查家系研究队列中的所有共分离变异。4.根据权利要求3所述的多基因遗传病症风险基因和风险突变的筛选方法，其特征在于，所述过滤策略1，通过GWAS研究或功能实验验证获得所有已确定的待检多基因遗传病症遗传危险因素，即确证基因，过滤规则为:a)筛选所有已确认基因区域上的变异，b)过滤非双等位突变或同义突变位点，c)至少在一个家系中共分离，且在其他家系中的健康成员的突变携带者不超过1位；由此得到过滤策略1的候选位点列表，进而筛选功能缺失性突变或罕见的非同义突变，进行测序验证。5.根据权利要求3所述的多基因遗传病症风险基因和风险突变的筛选方法，其特征在于，所述过滤策略2，根据现有的文献收集其他已知基因或可能与待检多基因遗传病症相关的基因，即候选基因，过滤规则为:a)筛选获得的候选基因中的变异，b)过滤非双等位突变或同义突变位点，c)至少在一个家系中共分离，且在其他家系中的健康成员的突变携带者不超过1位；由此得到过滤策略2的候选位点列表，进而筛选功能缺失性突变或至少2个家系共有的罕见致病的非同义突变或至少3个家系共有的罕见致病基因的非同义突变，进行测序验证。6.根据权利要求3所述的多基因遗传病症风险基因和风险突...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏明明，张鑫磊，翟振国，张竹，万昭曼，李昊搏，黄泽炽，谢万木，杨沛然，张宇，蒋太交，
申请(专利权)人：中日友好医院中日友好临床医学研究所，
类型：发明
国别省市：