Science Advances：邢毅团队开发出长读长RNA测序方法，助力罕见病诊断

　　

尽管临床检测已十分普及，但罕见遗传病的诊断仍是一项重大挑战。长读长RNA测序能够捕捉遗传变异对转录组的影响，但测序覆盖度、成本和可扩展性等问题限制了其在临床中的应用。

费城儿童医院（CHOP）的研究人员近日开发出一种名为STRIPE的RNA测序策略，可以揭示遗传变异如何破坏基因功能，并提高罕见病的诊断率。这项成果于4月15日发表在《Science Advances》杂志上。

研究团队证明，该平台能够发现致病性的遗传变异，并为此前未确诊的患者提供分子诊断，其中包括五例在常规检测后仍未明确病因的患者。

人们目前主要采用外显子组测序和全基因组测序方法来鉴定罕见病的致病变异。然而，这些方法的诊断率仅为20%至50%，这意味着超过半数的疑似罕见病患者无法获得分子诊断。

许多遗传变异是通过干扰RNA分子的转录和加工过程而致病的，这意味着仅凭DNA序列无法完全了解其致病性。因此，研究人员和临床医生开始转向RNA测序，以便更好地解读遗传变异如何改变基因功能并引发疾病。

共同通讯作者、费城儿童医院的邢毅教授表示：“RNA是诊断罕见病的一种强大手段。通过直接观察RNA分子，我们可以更全面地了解遗传变异如何改变基因产物，而仅凭DNA测序很难揭示这一点。”

传统的RNA测序方法会在测序前将RNA分子片段化，这样就很难重建全长RNA分子，也难以将疾病相关变异与同一分子上的异常RNA加工事件关联起来。

为了突破这些限制，研究人员开发出STRIPE方法，这是一种靶向长读长RNA测序策略，能够对定制的疾病特异性基因组合进行深度的全长转录本测序。

STRIPE是在团队之前开发的TEQUILA-seq的基础上开发的，后者是一种可扩展且低成本的全长RNA测序技术。

共同通讯作者、TEQUILA-seq技术开发者Lan Lin博士表示：“在STRIPE平台上，从RNA到数据的成本约为每个样本100美元，因此能够对疾病相关基因进行超深度的全长RNA测序，且规模满足临床应用的需求。”

为了评估STRIPE平台，研究人员将其应用于费城儿童医院广泛研究的两类罕见病——先天性糖基化障碍（CDG）和原发性线粒体疾病（PMD）。这类疾病包含许多遗传上多样的疾病，且仍在不断发现新的致病变异，因此特别适合评估STRIPE的有效性。

费城儿童医院的Rebecca Ganetzky博士表示：“基于RNA的罕见病诊断面临的一大挑战是，很难从患者身上获取与疾病相关的组织。STRIPE能够对皮肤成纤维细胞和血液等组织中的RNA进行高质量分析，同时还能捕捉到疾病相关的信号来解读遗传变异在RNA水平的影响。”

他们将STRIPE方法应用于疾病患者组和健康对照组的88名个体。该平台不仅准确鉴定了已知的致病变异，并揭示了这些变异在RNA水平上的复杂后果，有时甚至出乎意料。他们发现患者的剪接位点变异经常会激活隐性内含子的polyA位点，导致转录本提前终止。

重要的是，STRIPE阐明了此前已发现但意义不明的变异的作用，并在5例此前未确诊的患者中发现了新的致病变异，让临床医生能够实现分子诊断。

自开发以来，STRIPE已应用于多个临床项目中超过500名患者的分析，证明了其在罕见病诊断方面的实际应用潜力和可扩展性。

邢毅教授表示：“通过直接揭示遗传变异如何破坏RNA分子，STRIPE架起了从基因诊断到疾病机制再到靶向治疗的桥梁。我们相信，STRIPE可作为罕见病精准医疗的基础，将精准诊断与精准治疗联系起来。”