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关键词： 法医遗传学   生物信息学   高通量测序   多重扩增靶向测序   多源遗传标记  

摘要： 随着高通量测序技术在法医遗传学领域的广泛应用，如何有效处理测序所产生的大量复杂数据成为亟待解决的问题。本文基于多重扩增靶向测序，对基因组分析工具包（Genome Analysis Toolkit,GATK）最佳实践指南进行拓展，针对法医遗传学常用的四种遗传标记：短串联重复序列（STR）、单核苷酸多态性（SNP）、插入缺失多态性（InDel）以及线粒体DNA(mtDNA)，分数据质控、构建必要分析文件、数据分析三个部分详细阐述如何对这四种遗传标记从FastQ下机数据产出最终分析报告。介绍了一套适用于法医遗传领域高通量测序下机数据的生信分析流程，为有效解决高通量测序数据分析难的问题提供了一条可行的思路。该流程不仅为自主分析高通量测序数据提供可能，还能为后续群体遗传等分析做好前期准备，为法医遗传学的实际应用提供了多样化的技术支持。

关键词： 季节性流感   H1N1   反向遗传学技术  

摘要： 目的：利用反向遗传学技术拯救重组H1N1 pdm09病毒，评价其在MDCK细胞和鸡胚内的生长特性以及对BALB/c小鼠的致病性。方法：RT-PCR技术扩增A/Puerto Rico/8/1934（简称PR8）病毒基因片段，并克隆至pHW2000双向表达载体上。全球共享流感数据倡仪组织（global initiative of sharing all influenza data,GISAID）数据库中下载A/Wisconsin/588/2019(H1N1)的血凝素（hemagglutinin,HA）和神经氨酸酶（neuraminidase,NA）序列，将其HA非编码区替换为A/California/07/2009(H1N1)的HA非编码区。全基因合成A/Wisconsin/588/2019的HA和NA片段，分别克隆至pHW2000双向表达载体上。将PR8病毒6个内部基因重组质粒与A/Wisconsin/588/2019的HA和NA重组质粒共转染293T细胞与MDCK细胞，拯救重组病毒。对重组病毒进行血凝效价测定和RT-PCR鉴定以判断是否拯救成功。将重组病毒接种MDCK细胞和9～10日龄鸡胚，评价其生长特性并绘制生长曲线。将重组病毒以滴鼻方式感染BALB/c小鼠，记录小鼠体重变化和生存率以评价其致病性。结果：成功拯救出重组A/Wisconsin/588/2019病毒，血凝效价为1∶8，测序鉴定其HA和NA序列与预期一致，重组病毒接种MDCK细胞后72 h，大部分细胞完全脱落，病毒滴度为105.38TCID50/mL，复制高峰期为接种后60 h，接种鸡胚后的血凝效价最高可达1∶28。重组病毒（病毒稀释比为1∶1）滴鼻BALB/c小鼠后第8天，小鼠全部死亡，对小鼠的半数致死剂量为10-1.38/50μL。结论：成功拯救一株重组H1N1pdm09病毒，该病毒在MDCK细胞上生长良好且具有良好的鸡胚适应性，对小鼠具有致病性和致死性，为反向遗传学技术快速拯救流感病毒提供新思路。

关键词： Brugada综合征   发热   心原性猝死   遗传学   电生理  

摘要： 目的 探索发热诱发Brugada综合征中SCN5A变异及非SCN5A变异携带者临床和心电图特征的差异。 方法 本研究为回顾性队列研究。选取2000年1月—2023年12月于武汉大学人民医院就诊的发热诱发的Brugada综合征患者263例，收集其诊断时及随访期间的临床表现、心电图特征及主要不良心血管事件（MACE）。其中200例接受了二代基因测序。根据基因变异结果，排除其他变异后，分为SCN5A变异组、非SCN5A钠相关变异组、钾/钙变异组和无变异组，并比较其临床和心电图特征。 结果 263例发热诱发的Brugada综合征患者首诊年龄（41.9±17.6）岁，其中男性占80.6%（212/263）。中位随访时间为53.0个月，13.7%（36/263）的患者发生了MACE。SCN5A变异率为34.5%（69/200），非SCN5A钠相关变异为4.5%（9/200），钾/钙相关变异为3.5%（7/200）。SCN5A变异组较非SCN5A钠相关变异组和无变异组年轻［年龄分别为（33.8±14.7）、（49.8±11.6）、（44.6±15.7）岁， P <0.001］，较无变异组PR间期长［（176.8±32.3）ms比（163.9±28.6）ms， P =0.034］，非SCN5A钠相关变异组的MACE发生率高于无变异组［55.6%（5/9）比9.1%（9/99）， P =0.002］。 结论 携带非SCN5A变异的发热诱发的Brugada综合征患者在临床表现和电生理指标上与SCN5A变异患者存在明显差异，在临床上需引起重视。

关键词： DNA甲基化   表观遗传学   遗传学   实验教学   综合性探究型实验  

摘要： DNA甲基化修饰是目前研究最透彻的表观修饰，其诱导的抑癌基因沉默与癌症发生关系密切。生物信息学分析是生命科学、医学等领域重要的研究手段。为了使学生了解生物信息学分析在癌症表观遗传学研究中的应用，并改变遗传学实验教学中学生被动参与实验的现状，本文建立了融入生物信息学分析的综合性探究型表观遗传实验。本实验遵循以学生为中心、以培养科研能力为导向的原则，引导学生从生物信息学分析和文献调研出发，筛选肺腺癌中因DNA高甲基化导致表达沉默的潜在基因，自主制定实验方案，开展实时荧光定量PCR和甲基化特异性PCR实验探究DNA甲基化是否导致目的基因的表达沉默，并确定调控目的基因甲基化的DNA甲基转移酶。采用多元化评价方式，加大实验过程考核占比，综合评估学生的能力。本实验具有跨学科、综合性和探究性的特点，有助于培养学生的科研思维和实践能力。

关键词： 非凸惩罚   改进的双曲正切函数   典型相关分析   特征筛选   精神分裂症  

摘要： 为了从海量的影像学数据与遗传学数据筛选出与精神类疾病紧密相关的生物标志物特征，传统方法在处理此类多模态高维数据时往往过度惩罚系数导致过稀疏，进而引入估计偏差。针对此问题，提出一种有效的影像遗传学特征筛选方法，该方法通过将改进的基于双曲正切函数的近似l0范数作为正则项惩罚典型相关分析，将最大化两类数据间的相关性作为优化目标，从而避免过度惩罚导致关键特征丢失，最终实现无偏估计和稳定特征筛选的双重目标。为了高效求解此优化问题，采用基于局部二次逼近技术和交替凸搜索方法的优化算法进行求解。模拟数据实验结果表明，所提方法展现了更高的特征筛选的全面性和相关系数估计的准确性，精神分裂症数据实验结果表明，该方法成功地识别出了包括IL10在内的8种潜在候选基因，以及丘脑在内的7个风险脑区。

关键词： 遗传学实验   果蝇杂交   虚拟仿真   线上线下混合教学模式   实践教学设计  

摘要： 遗传学是高校生命科学类专业的核心基础课程之一。遗传学实验课程教学占据十分重要的地位。在目前开展的本科遗传学实验教学中，通过果蝇杂交实验来验证经典遗传学的三大定律是遗传学课程学习的重点与难点，也是实验教学的核心内容之一。本文针对传统果蝇杂交实验教学存在的一些难以规避的问题，借助教育信息化背景下出现的新型教学方式——虚拟仿真教学，开发果蝇杂交虚拟仿真实验系统，设计经典遗传实验的线上线下混合式教学模式，从而有效整合学习资源，提高实验教学质量，培养学生科研素养与创新能力。

关键词： 小肠结肠炎耶尔森菌   生物血清型   毒力基因   耐药性   全基因组测序   多位点序列分型  

摘要： 目的 了解2005—2019年江苏省分离的小肠结肠耶尔森菌的病原学和遗传学特征。方法 对江苏省食源性疾病腹泻病人以及猪、狗、牛、羊、家禽、苍蝇和食品中分离得到的110株小肠结肠炎耶尔森菌进行毒力基因、生物血清型和耐药性分析,并在全基因组测序的基础上进行多位点序列分型(MLST)和核心基因组多位点序列分型(cgMLST)分析。结果 110株小肠结肠炎耶尔森菌包括致病性菌株27株(24.5%),非致病性菌株83株(75.5%)。各种来源的菌株中,非致病性菌株占比均较高,其中93.8%的病人来源菌株(15/16)为非致病性菌株。致病性菌株的生物血清型主要为3/O:3型(26/27,96.3%);非致病性菌株鉴定出了6种不同的生物血清型(不包含未知血清型),主要为1A/O:8型(23/83,27.7%)和1A/O:5型(14/83,16.9%)。110株菌对19种抗生素的敏感率达到80%以上。全基因组分析结果显示,致病性菌株均为ST135型,而非致病性菌株型别较为多样和分散。HierCC聚类分析将所有菌株聚类为3簇,致病性菌株单独成簇,病人来源菌株在各簇中均有分布。结论 腹泻病人来源的小肠结肠耶尔森菌以非致病性菌株为主。相较于致病性菌株,非致病性菌株表现出了更为丰富的表观多样性和遗传多样性,应加强此类菌株的监测,警惕其感染人的风险。

关键词： 二代测序   老年   肺腺癌   靶向治疗  

摘要： 目的 利用下一代测序技术（NGS）分析老年肺腺癌患者的分子遗传学特点及相关性，为靶向治疗提供临床依据。方法 选取2021年1月至2023年12月于山东第一医科大学附属省立医院就诊的333例老年肺腺癌患者为研究对象，患者年龄≥65岁，所有患者均经病理组织学确诊，数据取自初诊治疗前的组织标本检测结果。采用NGS平台进行多基因突变检测，对《中华医学会肺癌临床诊疗指南（2023版）》推荐检测的9种驱动基因，即表皮生长因子受体（EGFR）、间变性淋巴瘤激酶（ALK）、ROS原癌基因酪氨酸蛋白激酶1(ROS1)、鼠类肉瘤病毒癌基因（KRAS）、B-Raf丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（BRAF）、Erb-B2受体酪氨酸激酶2(ERBB2)、Ret原癌基因（RET）、Met原癌基因（MET）、神经营养因子受体络氨酸激酶（NTRK）以及部分少见突变基因，进行临床病理学、驱动基因突变状态等归纳分析。结果 9种驱动基因总阳性率为41.14%(137例)，其中EGFR为主要驱动基因，突变频率为36.04%(120例)，其他基因突变频率为KRAS 15.92%(53例)，ERBB2 2.10%(7例)，EML4-ALK 1.80%(6例)，BRAF 1.50%(5例)，MET 1.20%(4例)，RET 0.30%(1例)。13种少见突变基因与驱动基因共突变种类集中于EGFR、KRAS、抑癌基因TP53(TP53)三种共突变形式，其中磷脂酰肌醇激酶催化α多肽基因（PIK3CA）、U2小核RNA辅助因子1(U2AF1)以及乳腺癌1号基因（BRCA1）仅以共突变形式出现，人第10号染色体缺失的磷酸酶（PTEN）的共突变形式仅为与EGRF共突变，BRCA1、丝氨酸/苏氨酸激酶11(STK11)、富AT互作域1A基因（ARID1A）以及N-Ras原癌基因（NRAS）的共突变形式仅为与KARS共突变。通过对癌症基因组图谱计划（TCGA）数据库中肺腺癌数据进行生物信息学统计分析，13种少见突变基因在肿瘤相关信号通路中正常化富集评分（NES）得分均较高，证明其均参与肿瘤的发生、发展过程。结论 应用NGS检测的9种驱动基因分子遗传学数据可以有效地显示肺腺癌的驱动基因分布及特点，尤其是了解少见突变基因以及共突变基因遗传学特点将更有利于指导临床治疗。

关键词： 上尿路尿路上皮癌   流行病学   危险因素   遗传学   诊断   危险分层   预后因素  

摘要： 上尿路尿路上皮癌(urothelial carcinoma of the upper urinary tract,UTUC)是起源于肾盂和输尿管的尿路上皮癌,预后较差,相对少见,占所有尿路上皮癌的5%～10%。近年来,关于UTUC的研究,尤其是分子遗传学及诊断方法取得一定进展,本文对目前UTUC流行病学、危险因素、遗传学、诊断、危险分层及预后因素方面进展做出系统综述。中国UTUC发病率高于西方国家,且存在地域差异;UTUC主要与吸烟和芳香胺暴露等有关。近年来,多项研究尝试基于RNA表达或基因突变对UTUC进行分子分型,以利于实现个体化精准诊疗,但目前尚未取得共识,暂未应用于临床实践;推荐针对UTUC患者进行林奇综合征(Lynch syndrome,LS)相关筛查。目前,UTUC的诊断多采用CT尿路造影(computerized tomography urography,CTU)、磁共振尿路造影(magnetic resonance urography,MRU)、输尿管镜(ureteroscopy,URS)及组织活检,液体活检、窄带成像、光学相干层析成像、共聚焦激光内窥镜等新技术值得期待,但还需要更进一步的研究。欧洲泌尿外科协会UTUC指南建议将UTUC分为低风险组和高风险组,有利于确定哪些患者更有可能在保留肾脏的治疗中受益,最大程度防止治疗不足或过度,对个性化治疗和随访至关重要,但仍然具有挑战性。

关键词： 性发育异常   遗传学病因   G-显带染色体核型分析   低深度全基因组测序   全外显子组测序技术  

摘要： 目的应用多种遗传学技术检测诊断400例性发育异常(DSD)患者的遗传学病因,并总结分析其临床特征。方法选取2018年1月至2023年3月该院收治的400例确诊为DSD的患者作为研究对象,运用G-显带染色体核型分析、荧光原位杂交(FISH)、多重链接探针扩增技术(MLPA)、高通量测序的低深度全基因组测序(CNV-seq)、全外显子组测序技术(WES)、全基因组测序(WGS)等技术进行检测和定位,查找患者遗传学病因。结果经G-显带染色体核型分析,以及FISH、MLPA对核型分析结果进行验证,明确诊断45,X特纳综合征及其变异型136例(34.00%),47,XXY克氏综合征及其变异型187例(46.75%);经G-显带染色体核型分析、CNV-seq、WES、WGS、一代测序技术诊断46,XX DSD 17例(4.25%)、46,XY DSD 35例(8.75%);经G-显带染色体核型分析和FISH、MLPA验证诊断性染色体核型异常DSD 25例(6.25%)。结论联合应用G-显带染色体核型、FISH、CNV-seq、WES等多种遗传学方法,能准确发现DSD的遗传学病因,建立基因型与表现型之间的良好关系。