基因组测序揭示假外显子在罕见遗传病中的致病机制

推荐：研究人员针对临床基因检测诊断率仅30-40%的现状，通过短读长基因组测序技术（GS）对疑似孟德尔疾病患者进行深入研究。发现15.3%的家族获得分子诊断，其中55.5%因变异位于非检测区域被漏诊，首次证实深内含子变异通过异常剪接形成假外显子（pseudoexons）的致病机制，为提升遗传病诊断率提供新思路。

　　

在遗传医学领域，尽管测序技术突飞猛进，临床基因检测仍面临约30-40%的诊断缺口。这一困境主要源于现有技术对非编码区变异的检测盲区，特别是深内含子区域的致病机制尚未完全阐明。由美国加州大学尔湾分校Georgia Pitsava等学者在《Genetics in Medicine》发表的研究，首次系统揭示了假外显子（pseudoexons）这一隐藏的致病"分子陷阱"如何通过异常剪接导致罕见病。

研究团队采用短读长基因组测序（short-read genome sequencing）技术，对353个家族（754名参与者）进行多中心队列分析。样本来源于三组人群：UCI-GREGoR研究中经传统检测未确诊的疑似孟德尔疾病患者、未经过系统检测的主动脉病变（aortopathy）和扩张型心肌病（dilated cardiomyopathy）患者。通过整合基因组测序（GS）与RNA测序（RNA-seq）技术，结合生物信息学工具如spliceAI（一种剪接变异预测算法）进行多维度验证。

结果部分显示：

1. 1.

   诊断率突破：整体诊断率达15.3%，其中55.5%的确诊病例因变异位于传统检测未覆盖区域（如内含子）被漏诊。

2. 2.

   假外显子机制：发现5例深内含子变异通过激活隐蔽剪接位点，形成异常剪接的假外显子，RNA-seq直接证实这些非编码变异导致蛋白质功能异常。值得注意的是，这些变异均未被spliceAI准确预测，提示现有算法存在局限。

3. 3.

   技术互补性：26%的新诊断病例可通过外显子测序（ES）重新分析检出，凸显不同测序技术的协同价值。

结论与意义：

该研究首次在群体水平证实假外显子是深内含子变异致病的常见机制，为破解"未确诊罕见病"提供新视角。其重要发现包括：（1）基因组测序能有效检测传统方法盲区内的致病变异；（2）RNA-seq是验证异常剪接的金标准；（3）现有生物信息学工具对非经典剪接变异的预测需改进。这些成果不仅推动孟德尔疾病（Mendelian conditions）诊断范式的革新，更启示未来应开发整合基因组与非编码RNA分析的精准诊断流程。

研究团队特别指出，约8.3%的新诊断病例（占阳性结果的半数以上）归因于非外显子变异，这一数据强烈支持将基因组测序作为一线诊断工具。对于主动脉病变和心肌病等复杂遗传病，该研究建立的跨学科协作模式（涉及临床遗传学、生物信息学和分子生物学）为破解疾病异质性提供了可推广的研究框架。