中国西北地区3000例耳聋患者大规模平行测序鉴定新致聋基因

Deafness is a common clinical disease leading to disability. The discovery of new deafness genes dominates the important source of innovation in the prevention and treatment of deafness research field. A clear genetic deafness molecular etiology and hereditary deafness gene diagnosis, has important significance to find the cause of deafness and to reduce the genetic deafness birth rate. In the last decade, the project applicant has collected the clinical data of 2435 deafness patients from the Northwest China, and set up a valuable congenital deafness genetic resource library in this area. In the previous work, Sanger sequencing technique was used to test the two common deafness genes (GJB2 and SLC26A4) and two sites of the mitochondrial gene (1494, 1555). The result showed 811 cases of deafness patients (33.31%) are related to the deafness gene defects, and there are still 66.69% left to find the cause. With the method of the next generation sequencing technology, the project intends to conduct a massively parallel sequencing of 620 deafness related genes on 3000 congenital deafness patients from the Northwest China, and to build the common and uncommon deafness genes mutation database in this area. Additionally, the overall goal of reducing the incidence of deafness will be achieved by system research on new deafness gene deafness mechanisms and intervention and prevention strategies on deafness.

耳聋是临床上常见的遗传性致残疾病，新致聋基因的发现在耳聋防治研究领域一直占据着重要的源头创新地位。明确遗传性耳聋分子病因，开展遗传性耳聋基因诊断对于解析耳聋的病因、降低遗传性耳聋出生率具有重要的意义。本项目申请人历经十年，在中国西北地区收集了2435例耳聋患者的临床资料，建立了宝贵的中国西北地区先天性耳聋遗传资源库。在前期工作中，我们运用Sanger测序技术进行了GJB2和SLC26A4两个常见耳聋基因及线粒体基因1494、1555两个位点的检测，为811例耳聋患者（占33.31%）找到了致聋基因缺陷，仍有66.69%的耳聋病例未找到病因。本项目拟借助二代测序技术对3000例中国西北地区先天性耳聋患者进行620个耳聋相关基因的大规模平行测序，建立3000例西北地区耳聋样本常见及非常见耳聋基因变异数据库,并对发现的新致聋基因进行致聋机制及干预预防策略的系统研究，实现降低耳聋发病率的总体目标。

耳聋是导致言语交流障碍的常见疾病，而耳聋病因的检测和诊断又会对耳聋的治疗和预防产生重要的影响。在过去的十几年中，临床常规耳聋基因诊断服务仅限于 GJB2 和 SLC26A4两个常见耳聋基因及线粒体基因 1494、1555 两个位点，远不能满足临床需求，而新一代测序技术的应时而生，并以其高通量、低成本的优势，在聋病基因检测领域中很快得到广泛应用。本研究即是利用一系列覆盖了耳聋基因诊断和筛查检测的前沿新技术，实现了高效、快速、低成本的耳聋基因检测，初步建立了西北地区遗传性耳聋的致病基因谱和突变谱数据库。本项目对西北地区4251例耳聋患者进行大规模平行测序，结果显示为866例（20.37%，866/4251）患者明确了耳聋的分子病因，共检测出包括GJB2、GJB3、SLC26A4、MT-RNA、TMC1、OTOF及MYO7A在内的25种耳聋相关基因。该地区最主要的致聋基因仍为GJB2，占耳聋人群的9.08%；其次为SLC26A4基因、MT-RNA突变和MYO7A基因，分别占耳聋人群的6.63%、2.14%和2.14%。本项目对西北地区 97 例非综合征型耳聋患者和376 例听力正常人群进行线粒体 DNA 全序列扩增测序，结果发现了五个与耳聋相关的线粒体候选基因，并通过对一例遗传性耳聋家系构建永生化淋巴细胞系和转线粒体融合细胞系来分析线粒体 DNA593T>C 突变对线粒体功能的影响，进而研究并阐明了线粒体 DNA593T>C突变的可能分子致聋机制。本项目运用靶向序列捕获测序技术对98例耳聋家系，使用个性化定制的耳聋基因Panel对目前所报道的246个己知耳聋基因进行靶向捕获并富集，然后再使用Illumina测序平台进行二代测序。通过生物信息学分析发现181个基因的1127种非同义或剪接位点变异，其中有52个基因是在耳聋人群中尚未发现的基因。本研究还发现一个尚未报道过的新的致病变异，即SOX10：c.342G>A(p.Trp114X)。总之，通过本项目研究发现了新的致聋基因并进行了相关基因功能研究，完善了中国西北地区耳聋基因突变谱数据库，为遗传性耳聋家庭的产前诊断和预防提供了有力的证据。