疾病研究选样策略(上)

2017-04-05    编辑:诺禾致源

疾病研究选样策略(上)

样本的选择不仅影响后续实验的进行,
更影响最终研究结果的获得。
在疾病研究中,选样需要综合考虑疾病类型、
样本情况和研究目的等多方面信息。

家系样本

单基因遗传病

单基因遗传病指由单个或单对等位基因突变导致的疾病,
通常分为常染色体显性、常染色体隐性、X伴性显性、X伴性隐性、Y伴性遗传病五种。

Linkage based strategy
图1 显性家系样本特征

1.1显性遗传家系[1]

寻找家系患者共有且正常个体没有的杂合突变。
• 选取4例以上病患个体(通常称为case);
• 选取至少2例病患个体(case)和1 例正常个体(通常称为control);
• case尽量选择亲缘关系较远的样本,control尽量选择与病患个体亲缘关系较近的样本。

Homozygosity based strategy
图2 隐性家系样本特征

1.2隐性遗传家系[2]

寻找子代患者中共有的纯合或者复合杂合突变。
• 选择核心家系(如病患子代+双亲,3-4 例cases);
• 非近亲结婚家系尽量避免选取表型正常的同胞作为control,因为无法判断个体是否携带致病突变,在后续分析中容易遗漏重要突变信息。

家系样本

复杂疾病

复杂疾病由多个基因及环境因素互作所致,无明显的显隐性遗传模式。

Overlap based strategy
图3 筛选共有突变家系特征

2.1携带易感基因大家系/多个小家系[3]

寻找患者共有突变基因。
• 对于携带易感基因大家系,尽量选取更多不同家系分支上的患者;
• 对于携带易感基因的多个小家系,尽量寻找更多的小家系,每个家系选取3例以上患者;
• 对于复杂疾病家系研究,建议只取患者样本,不建议选取家系对照样本,因无法判断家系正常人中是否携带致病突变。

De novo based strategy
图4 新生突变家系特征

2.2新生突变[4]

家系显示无遗传病史,寻找患者有而双亲均无的突变位点。
• 选取多个成三/成四家系(患者+正常双亲),筛选家系内及2个以上家系共有的新生突变位点。

散发样本

疾病研究大部分病例为散发样本,需依据疾病类型及样本收集难易程度适当调整选样策略。

3.1散发样本:筛选患者共有突变基因[5]

• 针对单基因遗传病,建议选择20例以上病患样本,而复杂疾病则可加大病患样本量;
• 针对罕见病,建议尽量避免人种和地域性差异等,选取疾病背景较一致的病患人群。

3.2散发样本:通过关联分析寻找与疾病有显著性关联的突变位点/基因[6]

• 选择至少100对case和control,且样本选取地区尽可能广泛、样本量越大关联到的位点/基因可信度越高。(大样本量的关联分析一般为几千到几万对研究人群,若样本量较少,则要求疾病表型具有较高的一致性。)

本文根据研究疾病类型及样本基本情况对选样问题进行简单的阐述,有任何问题或建议欢迎随时联系我们 human@novogene.com。

参考文献

[1]  Feng R, Sang Q, Kuang Y, et al. Mutations in TUBB8 cause human oocyte meiotic arrest[J]. N Engl J Med, 2016, 374(2):223-232. 阅读原文>>
[2]  Braun D A, Sadowski C E, Kohl S, et al. Mutations in nuclear pore genes NUP93, NUP205 and XPO5 cause steroid-resistant nephrotic syndrome.[J]. Nat Genet, 2016, 48(4):457-465. 阅读原文>>
[3]  Williams K L, Topp S, Yang S, et al. CCNF mutations in amyotrophic lateral sclerosis and frontotemporal dementia[J]. Nat Commun, 2016, 7:11253. 阅读原文>>
[4]  Kunrodrigues C, Ganos C, Guerreiro R, et al. A systematic screening to identify de novo mutations causing sporadic early-onset Parkinson's disease[J]. Hum Mol Genet, 2015, 24(23):6711-6720. 阅读原文>>
[5]  Brehm A, Liu Y, Sheikh A, et al. Additive loss-of-function proteasome subunit mutations in CANDLE/PRAAS patients promote type I IFN production[J]. J Clin Invest, 2015, 125(11): 4196-4211. 阅读原文>>
[6]  Consortium C. Sparse whole-genome sequencing identifies two loci for major depressive disorder[J]. Nature, 2015, 523(7562):588-591. 阅读原文>>