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以 CMDX Bac Array CA2500/ CA3000 觀察 1015 個產前檢查樣本其基因組劑 量變異在基因組的分佈,總計發現 4152 個劑量變異(gain or loss)的訊號,分佈在 438 個 Bac Clone 與 252 個 Cytobands 中。平均每個人可觀察到 4.36 個基因組劑量 變異,但如果將 CA2500 與 CA3000 平台分開統計,CA2500 可觀察到的平均基因 組劑量變異次數為 4.84 次,CA3000 則略低,為 3.88 次。

全基因體結果圖示(Whole genome View)

表一:分析檢體來源一覽表

表二:個體的平均基因組劑量變異

圖五:樣本 509 的全基因組基因組劑量變異掃描結果圖

以 Multi-Plex PCR 方法驗證 CMDX Bac Array 的可信度,挑選於 6p25.3、

4p16.1、12p12.3 等位置有劑量變化的樣本共 57 個,而由 Multi-Plex PCR 取得一致 性的結果共 56 個,評估偽陽性率為 1.75%。其中,分析結過呈現不一致的樣本為 Sample313-2,經重覆分析後 Sample313-2 的 Multi-Plex PCR 結果仍為 Wild Type (Bac Array 結果為 Deletion Type),此偽陽性的結果極可能為 Multi-Plex PCR 於 6p25.3 所設計的探針位置,並未和 sample313-2 產生劑量變異的位置重疊,因此使 得 CMDX Bac Array 的分析結果與 Multi-Plex PCR 不一致。另於上述位置挑選沒有 劑量變化的樣本 30 個,以 Multi-Plex PCR 取得一致性的結果為 30 個,評估偽陰 性率為零。由上述精確度的分析,評估此 Bac Array 的平台適合用於鑑別基因組劑 量變異的存在。

圖六:樣本 313-2 在 Chr 6 的 aCGH 結

圖七:參考檢體在 6p25.3/ DUSP22 gene 的劑量

圖八:樣本 313-2 在 6p25.3/ DUSP22 第一次 Multi-Plex PCR 結果

圖九:樣本 313-2 在 6p25.3/ DUSP22 第二次 FGFR2

FGFR2 FGFR2

Kirt Kirt Kirt

DUSP22 DUSP22 DUSP22

圖十一:參考檢體在 6p25.3/

DUSP22 gene 的劑量表現

FGFR2

DUSP22

圖十二:樣本 H268 在 6p25.3/

DUSP22 gene 的 Deletion 表現

圖十四:參考檢體在 4p16.1/ CPZ gene 的劑量表現

圖十五:樣本 H490 在 4p16.1/ CPZ gene 的 Duplication 表現

FGFR2

Kirt

CPZ CPZ FGFR2

DUSP22 Kirt

圖十:樣本 H268 在 Chr 6 的 aCGH 結 果,6p25.3 有一 clone 為 Deletion 表現

Kirt

Kirt

FGFR2 Kirt

圖十三:樣本 H490 在的 Chr 4 的 aCGH 結 果,4p16.1 有一 clone 為 Duplication 表現

註:樣本 H268、H490 與 321 的 Multi-Plex PCR 分析結果與 Bac Array 結果一致 圖十七:參考檢體在 12p12.3/

RERG gene 的劑量表現

圖十八:樣本 321 在 12p12.3/

RERG gene 的 Duplication 表現 FGFR2

RERG RERG

圖十九:參考檢體在 12p12.3/

PIK3C2G gene 的劑量表現 PIK3C2G

圖二十:樣本 321 在 12p12.3/ PIK3C2G gene 的 Duplication 表現

FGFR2 Kirt

PIK3C2G Kirt

Kirt FGFR2

圖十六:樣本 321 在的 Chr 12 的 aCGH 結果,有 2 個 clone 為 Duplication 表現

Kirt FGFR2

圖二十一:台灣族群基因組劑量變異分佈

根據 CMDX Bac Array 的觀察結果,台灣族群常見的 CNV 大多都發生於 Centromere 與 Telomere 的位置,與先前文獻的觀察一致。而在台灣族群中,第 3、

13、18、20、21 是比較少出現 CNV 的,最常出現 CNV 的位置是 14q11.2(32.41%)、

14q32.33(42.66%) 、 15q11.2(44.14%) 、 19p13.2(31.03%) 、 22q11.22(31.33%) 、 Yq12(23.05%)等位置,這些位置在台灣族群中出現 CNV 的頻率皆超過 20%。

圖二十二:台灣族群常見發生基因組劑量變異的位置 (Incidence>1%)

分析於台灣族群所看到的基因組劑量變異,其中有 39.60%的區域屬於缺失 的形式;36.47%的區域屬於複製的形式;而有 23.93%的區域是兩種形式兼有之。

這 些 基 因 組 劑 量 變 異 分 佈 的 區 域 有 54.79% 與 基 因 組 中 已 知 的 Segmental Duplication 分佈的位置重複,Segmental Duplication 和基因組劑量變異的高相關 性與先前文獻的觀察是一致的,顯示 Segmental Duplication 的存在及 Non-Allel Homologous Recombination 的發生是造成大片段基因組劑量變異的主要機制。這 些基因組劑量變異的訊號,絕大多數(92.44%)的涵蓋範圍不超過 1~3 Bac Clones 的長度,大小不及 1Mb;只有少數(7.56%)的涵蓋範圍大於 1Mb,其主要分佈在 2p11.2~p11.1、5q13.2、9p13.1~q12、15q13.1~q13.2、15q11.2、16p13.11 等位置。

甚至少數人在 9p13.1~q12 的基因組劑量變化可達 28~30Mb。而這些基因組劑量 變異分佈的區域有 64.49%與已知基因的位置重複,顯示基因組劑量變異的涵蓋 範圍廣泛,經由改變基因的劑量或影響調控基因表現的機制,來造成個體之間表 型的多樣性。再者,於台灣族群所觀察到的 438 個 CNV 區域,其中有 405 個

(92.47%)已在先前 Copy Number Variation 相關文獻中被報導過,或是進一步分析 個案的健康雙親,確認該 CNV 屬於遺傳性的 CNV;而有 33 個(7.53%)是首次在 此次研究中發現,首次發現的 CNV 中,又有 26 個(5.94%)不含有功能性基因 或在研究族群中反覆出現,重複出現的位置為 1p21.3 的 RP11-89P12、2p24.3 的 RP11-794I18、4q13.1 的 RP11-91C3、5p12 的 RP11-246L1、6p22.3 的 RP1-135L22、

6q22.31 的 RP11-765A3、6q24.1 的 RP1-217O16、13q31.32 的 RP11-326B4 與 14q12 的 RP11-1111O8,其 CNV 的訊號在研究族群中可在兩個人以上的個體被觀察到,

推測其可能為台灣族群特有的 CNV 位置。首次發現的 CNV 中,另有 7 個(1.59%) 是研究族群中罕見的 CNV,其中位於 4q21.3 的 RP11-164I21,內含 MAPK10 基 因,其蛋白產物為 MAP Kinase 家族的成員之ㄧ,此蛋白在神經細胞的凋亡過程 中扮演著重要的調節角色,目前 OMIM 資料庫上已知ㄧ名於 4q21.3 處發生平衡 易位的個案,其 MAPK10 基因因易位而被阻斷,有癲癇的病徵;除此之外,其 他 6 個罕見的 CNV 均未有相關的疾病資訊,其內含基因的主要功能為調控細胞 內外的訊號傳遞,與細胞的附著(Cell Adhesion)、生長、分化、轉錄、轉譯調節 或發展有關。

圖二十三:台灣族群全基因組劑量變異形式分析

圖二十四:台灣族群基因組劑量變異的基因覆蓋率

圖二十五:台灣族群基因組劑量變異與 Segmental Duplication 的重疊率

圖二十七:台灣族群基因組劑量變異的大小變化與分佈

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