利用全外显子组测序技术搜寻蛛网膜下腔出血破裂颅内动脉瘤发生发展相关易感基因的研究

Subarachnoid hemorrhage (SAH), most often due to spontaneous rupture of an intracranial aneurysm (IA), is the least common but most lethal type of stroke which leads to a similar loss of productive life years as cerebral infarction. In addition to the importance of environmental risk factors, studies have also consistently demonstrated a genetic component to the risk of SAH and IA. Although many studies that mainly refer to un-ruptured IA showed many genetic sites related to the development of IA, they were lack of stability and repeatability, and the mechanism is still uncertain. The whole exome sequencing technology is the targeted region sequencing one which can detect the genetic mutation that related to variation of protein function. Limited studies conducted in western countries have found 96 candidate genes that related to angiogenesis, basement membrane and collagen, but there is no report in China. We found a family in which two people had ruptured IAs in our previous study (CHina Epidemiology Research In Subarachnoid Hemorrhage, CHERISH), so we aimed to detect susceptibility genes of IA by combining the family with sporadic cases, and to verify in large samples. These will provide the reference of early diagnosis, individual treatment, and health economy policy of ruptured aneurysms.

蛛网膜下腔出血是一种发病年龄较轻，致残率和死亡率较高的疾病，为社会和家庭带来巨大负担，主要病因是由于颅内动脉瘤（IA）破裂所致，大量证据表明是环境因素与多基因共同作用的复杂性疾病。虽然目前研究发现了许多与动脉瘤发生发展的相关染色体及其基因位点，但主要针对未破裂动脉瘤，也缺乏稳定性和重复性，其机制仍未完全阐明。全外显子组测序技术属于目标区域测序的一种,能够直接发现与蛋白质功能变异相关的遗传突变,在欧美人群中利用全外显子组测序结果发现96个与血管发生发展、基底膜和胶原蛋白相关的候选基因，在国内未见报道，本课题组前期在中国蛛网膜下腔出血流行病学研究中发现1个家系中有两人发生了颅内动脉瘤并破裂，我们将采用核心家系结合典型散发病例，利用该技术进一步搜寻国人破裂颅内动脉瘤发生发展的易感基因，并在大样本散发病例中进一步验证，为破裂颅内动脉瘤患者的早期诊断、个体化治疗及卫生经济政策制定提供参考依据。

蛛网膜下腔出血是一种发病年龄较轻，致残率和死亡率较高的疾病，为社会和家庭带来巨大负担，主要病因是由于颅内动脉瘤（IA）破裂所致，大量证据表明是环境因素与多基因共同作用的复杂性疾病。虽然目前研究发现了许多与动脉瘤发生发展的相关染色体及其基因位点，但主要针对未破裂动脉瘤，也缺乏稳定性和重复性，其机制仍未完全阐明。全外显子组测序技术属于目标区域测序的一种,能够直接发现与蛋白质功能变异相关的遗传突变,在欧美人群中利用全外显子组测序结果发现96个与血管发生发展、基底膜和胶原蛋白相关的候选基因，在国内未见报道。本课题组在2015年1月至2018年12月共收集一共采集了196个样本，其中包含了3个家系，经进一步分析其中一个家系不符合实验要求，剩余2个家系，根据遗传学信息每个家系4个样本，剩下的188个样本分别按年龄等表型匹配的病例对照样本，其中动脉瘤性蛛网膜下腔出血94例和对照94例，利用BGI-seq 500进行WES（全外显子）平均深度100X测序，采用Agilent V6作为捕获芯片，搜寻国人破裂颅内动脉瘤发生发展的易感基因，以基因为单位筛选出142个相关基因，富集到了18条通路，其中25个基因为已知基因，其余未新发现基因，进一步利用GeneBurden和SKATO以及PPI对142个候选基因进行进一步过滤，最终筛选出2类优势基因，一类为LAMB2、BMP7、COL18A1、LLGL2、EXOC7、TTN、DNAH14；另一类为DST、COL1A2、ARRB2、DNAH2，将为中国汉族人群动脉瘤性蛛网膜下腔出血的发病机制研究和药物靶点的筛选提供新的思路，可能为颅内动脉瘤患者的早期筛查和诊断增添新手段。