纳米孔测序快速准确地诊断罕见遗传疾病
使用纳米孔测序，一种快速的第三代细胞遗传学分析工具，研究人员现在能够在进行传统和分子细胞遗传学检测所需时间的一小部分内准确检测特定的基因组疾病。这有助于对遗传疾病进行早期诊断，并加快对患者及其家属进行适当的临床管理。他们的研究成果发表在分子诊断学杂志．
纳米孔测序是第三代可扩展测序技术，能够直接、实时分析长DNA或RNA片段。在广泛的可能应用中，它已被证明在识别方面有效拷贝数变量(基因拷贝数异变)。CNVs是内部遗传物质的额外或缺失副本染色体它们是许多神经、精神和畸形疾病的基础。通常，CNVs通过细胞基因组学技术进行研究，但在分辨率和周转时间方面存在显著限制。
佛罗伦萨大学信息工程系首席研究员Alberto Magi博士解释说:“传统的细胞遗传学和染色体微阵列分析仍然分别是检测大型和小型CNVs的金标准，而针对不同基因改变开发的第二代测序已被用于识别CNVs;和意大利米兰塞格莱特国家研究委员会生物医学技术研究所。“但由于检测速度慢、费用高，而且往往无法得出结论，患者需要进行连续的基因检测，直到最终确定潜在的遗传原因。这可能导致几周甚至几个月的诊断不确定。我们想看看一种更新的第三代技术，长读纳米孔测序，是否可以加快这一过程。”
长读纳米孔测序可以解析高度同源和重复的基因组区域，提高CNV的检测和定位。纳米孔技术易于使用，能够在24到48小时内完成测序。它们还有一个额外的好处，可以在测序过程进行时进行实时数据分析，这可能会大大减少检测时间。这种高效的诊断工具适用于遗传实验室的广泛应用。
研究人员测试了来自7名患者的DNA样本，这些患者之前已经确定了不同大小和镶嵌程度的CNV(即CNV并不是存在于身体的所有细胞中，而是存在于其中的一部分细胞中)。这些样品使用长读纳米孔测序技术Nano-GLADIATOR进行分析。它在在线模式下用于实时分析从30分钟到48小时的几个时间点的读取，并在离线模式下用于评估不同大小的基因组改变的完整纳米孔运行的分辨率。样本到结果的时间与最先进的基于阵列的比较基因组杂交(aCGH)进行比较。研究人员还评估了纳米孔测序鉴定致病小型CNVs的敏感性和特异性。
该研究表明，较大的染色体改变的诊断可以在一天内完成，而较小的CNVs的周转时间估计需要两天。与传统的CNVs诊断测试相比，这表明了持续的改进，估计报告时间从3天到15天。
此外,纳米孔测序与aCGH相比具有更高的灵敏度。事实上，它在一个患者样本中诊断出了一种镶嵌CNV，而aCGH诊断算法并没有显示出这种镶嵌CNV。
“在大约0.3%至0.77%的患者中，已经确定了致病的马赛克结构变异发育障碍共同研究人员Tommaso Pippucci博士和Pamela Magini博士，U.O.遗传学医学，IRCCS Azienda Ospedaliero-Universitaria di Bologna, Bologna，意大利，观察到。“由于目前CNV镶嵌检测方法的灵敏度有限，频率可能被低估。此外，在患有新生致病性CNVs的儿童的父母中，镶嵌现象可能会被遗漏，导致对复发风险的不准确指导和对未来妊娠的不当管理。”
“在过去的几十年里，快速的技术创新使医学遗传学发生了革命性的变化。纳米孔测序完美地适应了这场生物医学革命，提高了对一类因技术原因被忽视的基因组改变的检测，”共同研究人员Alessandra Mingrino博士和Barbara Gega，意大利佛罗伦萨大学实验与临床医学系理学士补充道。“快速技术的实施可能会显著减少技术时间，并大大提高对染色体增益或损失引起的基因组疾病的诊断。”
