IEIVariantFilter：加速原发性免疫缺陷病（IEIs）患者基因诊断的生物信息学工具

该综述聚焦原发性免疫缺陷病（IEIs）基因诊断难题，介绍 IEIVariantFilter 工具。其基于合子范围、读长质量等自动过滤变异，整合免疫相关基因白名单，可缩短候选基因列表，提升诊断效率，助力精准医疗。

　　

研究背景与工具开发意义

严重感染是全球儿童和青壮年的主要死因之一，单基因原发性免疫缺陷病（IEIs）是一类影响免疫系统功能的罕见遗传性疾病，目前临床已定义 485 种单基因 IEIs。全外显子测序（WES）在 IEI 基因诊断中愈发重要，但现有流程依赖手动过滤基因列表，耗时且易因人为误差出错。IEIVariantFilter 作为新型基于网络的生物信息学工具，旨在为生物医学领域用户加速和优化 IEI 患者的基因诊断，无需生物信息学专业知识即可使用。

工具架构与过滤机制

IEIVariantFilter 基于患者和对照的 WES 数据读取获得的遗传变异特征开发，仅适用于 WES 文件，支持 GRCh37.p13 或 GRCh38.p14 参考基因组装配。用户通过网页图形界面上传含注释变异的表格格式输入文件，软件以健康对照或不同病理患者样本作为对照过滤 “良性” 特征。

该工具采用 PHP 开发前端，Java 开发通信和后端，使用 Spring Batch 框架批量处理信息。过滤功能包括：按合子范围（杂合 / 纯合）、读长质量、黑名单基因（非免疫相关）、3′和 5′非翻译区（UTR）及同义变异过滤；突出复合杂合变异和白名单基因（7393 个免疫相关基因）；考虑隐性假设，对患者进行纯合过滤，父母进行杂合过滤。此外，通过索引、查询优化和结果缓存提升搜索效率。

工具使用流程与案例验证

软件访问网址为http://185.49.184.146:8080/exome-web/login?redirect=%2Fapp%2Fdashboard，用户需注册申请权限，数据私密且可申请共享。输入文件需按特定表格格式，可预先过滤常见变异和内含子变异以加快上传。用户选择患者、对照和近亲父母（如需），应用过滤条件后，从 “Filter Performed” section 下载过滤后的变异列表。

在对已知携带EZR基因纯合致病变异的 IEI 患者案例中，使用该工具过滤后，从 1770 个变异中筛选出 592 个免疫相关基因变异，进一步结合近亲情况和读长质量，最终确定EZR为最佳候选基因，验证了工具的有效性。

讨论与工具局限

IEIs 因症状重叠和疾病相似性诊断治疗困难，全球至少影响 1000 万人，WES/WGS 结合现有知识可明确约 50% 患者的遗传病因。IEIVariantFilter 通过自动过滤和优先排序变异，显著减少手动过滤工作量，候选变异列表较标准手动过滤减少 10 倍，未来可与连接组学工具结合研究多基因等复杂场景。

工具局限在于专为 IEI 研究设计，通用性有限；网络服务器有大小限制，需按用户指南包含注释文件；不包含基于等位基因频率的过滤，建议用户自行处理所需分析的等位基因频率变异。