基因組病(Genomic Disorders)的概念最早由Lupski於1998年提出,是指基因組結構變異引起的遺傳性疾病。從致病機理上講,單基因遺傳病由特定基因堿基改變(點突變、外顯子缺失/重複等)引起,基因組病則是基因組結構變異引起的劑量敏感基因的數量變化或結構破壞所致。基因組結構變異本質上是染色體結構畸變,為了與第二章第二節所述的染色體結構異常相區分,基因組病的結構變異通常是指片段小於5Mbp的亞顯微結構變異,包括缺失、重複等,以及拷貝數變異(Copy Number Variants,CNVs)等,因此基因組病也被稱為微缺失微重複綜合征。
基因組重組事件的發生頻率高於堿基序列改變,例如CNV的變異頻率為每世代約10-5,比單核苷酸位點變異(Single Nucleotide Variants,SNV)的頻率(10-8)高3~4個數量級,同時存在明顯的重組熱點。重組事件可導致孟德爾遺傳性疾病或者複雜性疾病的發生,同樣也可表現為良性改變,事實上,迄今為止,正常健康人類基因組變異數據庫中已經收錄了超過55萬個CNVs。CNV產生的機製主要有:①非等位基因同源重組(NAHR),是由兩條同源的,但在基因組不同位置重複出現的、高度相似性的DNA序列配對並發生序列交換造成的;②非同源末端連接(NHEJ),可能發生在細胞周期的各個時相,為DNA雙鏈斷裂的修複機製,產生一些結構簡單的CNV。CNV致病通過各種分子機製,包括基因劑量、基因斷裂、基因融合、位置效應等。當前研究表明,胎兒頸部透明層(NT)增厚,或伴隨產前超聲檢查發現的胎兒結構異常與胎兒基因組致病性CNV有關,目前已經發現的基因組病已超過100種,隨著染色體微陣列分析及高通量測序技術的應用推廣,預計會有越來越多的種類被發現。
一、常見基因組病