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本周分享文献：Systematicanalysisofshorttandemrepeatsin38,exomesprovidesanadditionaldiagnosticyield，于年4月12日发表在Geneticsinmedicine(IF=10.)上。
短串联重复序列(Shorttandemrepeats，STR)，也被称为微卫星，占人类基因组的~3%，分布于全基因组。STR大小有所不同，但通常定义为长度为2~12碱基对的串联重复核苷酸基序。特异性STR的扩增可导致约30种不同的人类遗传疾病。大量STR扩增可引起不同形式的脊髓小脑共济失调，而其他类型则引起亨廷顿病(OMIM)、脆性X综合征(OMIM)或强直性肌营养不良(例如OMIM和OMIM)等。
尽管外显子组测序(Exomesequencing，ES)在常规诊断性基因检测中得到了广泛的应用，并且发表了许多STR检测研究，但是很多实验室并没有常规地对ES数据进行STR检测，也缺乏利用ES检测STR的诊断潜力的大样本研究。在本项研究中，研究者基于38,个临床外显子测序数据，评估在ES数据中检测STR扩增对诊断(疑似)罕见遗传病患者的临床实用性。本研究结果显示在38,个临床外显子队列中，STR检测分析提高了ES诊断率。
样本信息
◆本研究收集了2,例运动障碍患者队列和38,个ES样本。在这项研究中，研究者基于2,例运动障碍患者和38,个临床外显子的队列，评估在ES数据中检测STR扩增用于诊断(疑似)罕见遗传病患者的临床价值。研究路线如图1c：
详见原文Figure1c：以2,例运动障碍患者队列为例，ES数据的STR分析流程
运动障碍人群STR的系统分析
◆本研究使用ExpansionHunter在ES数据中检测异常扩增等位基因，首先将该工具应用于运动障碍队列中的2,例患者，在84例(2,例中的2.9%)不同患者中发现87个异常STR等位基因(图1a和1c)。人工核查排除了51个扩增等位基因，剩余36个可能有异常STR长度的等位基因。在36个可能存在重复扩增的样本中，通过PCR和/或重复引物PCR(RP-PCR)技术验证11个样本中存在异常扩增等位基因(验证率为31%)。由于25个假阳性和67%的特异性，本研究重新分析了假阳性样本的检出图，发现STR两侧的序列质量较低，碱基错位较多，reads深度较低。
38,例ES样本中的异常STR检测
◆使用优化后的STR检测方法，本研究系统地检测38,个ES样本中的STR(图1b)。在1,个不同样本中发现了1,个异常扩增等位基因(38,的2.8%)。应用严格的过滤条件，在个不同的样本(38,个样本中的0.4%)中，共发现了40个可能的异常扩增等位基因。通过PCR和/或RP-PCR进行验证，确认存在70个异常扩增等位基因(50%)(图1e）。在70个确认的扩增等位基因中，48个高于致病性重复阈值，22个位于灰色/预突变区。
详见原文Figure1(abde)：两组ES样本STR大小检测结果
(左为运动障碍患者队列的2,个ES样本，右为38,个ES样本)
新发STR的诊断意义
◆在来自运动障碍队列的11(11/2,)个样本中，ExpansionHunter检测到异常的扩增等位基因，并通过PCR和RP-PCR进行确认。其中，一个扩增等位基因位于ATXN1，四个位于ATXN3，三个位于ATXN7，两个位于NOP56，一个位于PPP2R2B(图1d)，分别导致脊髓小脑共济失调1、3、7、36和12(OMIM、OMIM150、OMIM、OMIM、OMIM)。
◆对于运动障碍队列11个样本中的7个，基因型与表型描述一致(图2)。对于其他四个确认的扩增等位基因，基因型与临床表型描述不一致。基于此，STR检测分析在预先筛查的运动障碍患者中的额外诊断率至少为0.2%(7/2,)。
◆对于38,例ES样本队列中已确认的70个扩增等位基因，因为该队列中的样本已匿名，无法将基因型与表型描述进行比较。
详见原文Figure2：3例患者接受STR检测并确定新致病基因及其临床表型相关性验证
本研究为临床ES中STR分析的实施提供了指导，结果表明系统的STR检测可使外显子组测序诊断率提高0.2%，建议将STR检测作为基因检测实验室外显子组测序解释的常规部分。
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