基于RNA-seq技术的肥厚型心肌病患者单核苷酸变异鉴定及致病机制研究

为解决传统DNA测序技术在单核苷酸变异(SNV)检测中的局限性，俄罗斯Kurchatov研究所团队开发了基于RNA-seq的SNV鉴定新方法，应用于48例肥厚型心肌病(HCMP)患者心肌组织分析。研究成功鉴定出42,809个高质量SNV，筛选出214个错义和6个无义突变，验证了MYBPC3、MYH7等关键基因突变，并发现ANXA6、FEM1A等新候选基因。该研究为利用现有转录组数据挖掘致病突变提供了可靠方法，成果发表于《Scientific Reports》。

　　

肥厚型心肌病(HCMP)是一种威胁生命的遗传性心脏病，其特征是左心室异常增厚，可导致心源性猝死和心力衰竭。虽然已知MYBPC3、MYH7等肌节蛋白基因突变是主要致病因素，但仍有约30%病例的遗传病因尚未明确。目前临床主要依赖全基因组或外显子测序检测突变，但这些方法成本高且无法反映转录水平变异。更棘手的是，心肌组织特异性表达的基因可能被常规检测遗漏，而RNA编辑等转录后修饰导致的蛋白结构改变更是传统DNA测序的盲区。

针对这些挑战，俄罗斯国家研究中心"库尔恰托夫研究所"联合彼得罗夫斯基外科研究中心的Anastasia Chumakova团队创新性地将RNA-seq技术应用于HCMP突变筛查。研究人员开发了一套优化的生物信息学流程，通过对48例HCMP患者心肌组织的转录组分析，不仅验证了已知致病突变，还发现了新的潜在致病基因，为揭示HCMP复杂发病机制提供了新视角。相关成果发表在《Scientific Reports》期刊。

研究团队采用HiSeq 1500平台对心肌活检组织进行RNA测序，使用STAR和RSEM进行序列比对，通过BCFtools进行SNV calling（突变识别），并建立严格的质量过滤标准（QUAL≥75）。利用千人基因组计划和gnomAD数据库过滤常见变异，通过SIFT和PolyPhen-2预测错义突变功能影响，最终通过Sanger测序验证关键结果。患者队列包括48例确诊HCMP病例，平均年龄52岁，男女比例1:1，其中16例有家族史。

在"结果"部分，研究显示：

1. 流程优化：通过rs397516037突变验证，确定QUAL≥75为最佳过滤阈值，平衡敏感性与特异性。
2. 突变谱分析：共鉴定42,809个高质量SNV，筛选出214个错义和6个无义突变，其中19个满足最严格致病预测标准。
3. 关键基因验证：在MYBPC3中发现p.Q1233和p.E619无义突变，MYH7中发现p.R1712W等7个错义突变，Sanger验证准确率达100%。
4. 新候选基因：发现NEBL基因p.Y89^*无义突变与心肌病相关，ANXA6基因p.R206H突变可能通过钙调节异常参与发病。

"讨论"部分指出，相比DNA测序，RNA-seq能同时检测突变和表达变化，且成本更低。但该方法对低表达基因灵敏度有限，可能漏检NMD（无义介导的mRNA降解）靶向的突变转录本。研究发现MYBPC3无义突变未显著降低转录水平，挑战了传统的单倍剂量不足假说。特别值得注意的是，ANXA6作为钙调节蛋白，其突变可能通过影响心肌细胞兴奋-收缩耦联参与HCMP发生，这为后续研究提供了新方向。

该研究的创新性在于建立了可靠的RNA-seq突变分析流程，证实其在已知致病基因检测中的准确性，同时拓展了对HCMP遗传复杂性的认识。研究者强调，这种方法特别适合分析公共数据库中已有的转录组数据，为挖掘更多疾病相关变异提供了高效工具。然而，其应用需考虑组织特异性和表达量等因素，在临床诊断中应与DNA测序互为补充。这些发现不仅推进了对HCMP分子机制的理解，也为其他遗传病的转录组水平研究提供了方法论参考。