本周分享文献：Application of Full Genome Analysis to Diagnose Rare Monogenic Disorders，于2020年10月26日发布在medRxiv上。
目前对罕见病的遗传检测主要基于短读长测序的WES/WGS，其诊断率为26%~40%，但由于短读长测序对于基因组变异检测的效力不足，仍有许多病例未解决。而基于长读长测序的全基因组分析方法 (Full Genome Analysis method，FGA) 结合了长跨度组装、全基因组测序和光学作图，不仅能够检测基因组上的小变异，还能在断点分辨率的水平上检测结构变异以及变异定相。
为了评估FGA在罕见病临床诊断上的应用，本研究对50例遗传诊断未明的临床样本 (23例为WES诊断阴性，43例为微阵列诊断阴性) 进行了FGA分析，构建了自动化变异解释流程，根据患者的表型信息进行候选致病位点过滤及其致病性的分级，分析FGA的诊断效率。
自动化变异解释流程
◆FGA报告了20个诊断病例 (致病变异包括14个SNP/indels和6个SVs)，诊断率为40% (20/50)。
◆ 20个诊断病例中，8例来自于外显子诊断未明病例 (4例是外显子测序遗漏的结构变异，3例是由于缺乏注释而丢失的SNV/Indels，1个是疑似嵌合体的Indel)，诊断率为35% (8/23)。
◆20个诊断病例中，另外12例来自于未经外显子诊断的病例，诊断率为44% (12/27)。
◆此外还在其他病例中确定了候选变异 (18/30)，以供今后的随访。
FGA检测非编码区结构变异
FGA检测基因组重排
◆通过FGA在一例不到18岁、具有神经母细胞瘤伴发育迟缓病史且微阵列和外显子检测都为阴性的男性患者上发现一个遗传性染色体间易位 (在1号和9号染色体之间)，如图2所示。核心家系分析显示这是一个新发变异，并通过CMA验证。本研究中FGA给出了准确的易位断点 (chr1: 49,553,194和chr9: 29,096,674)，易位发生在 AGBL4 基因内含子区和 LINGO2 基因附近的上游/非翻译区。FGA还显示易位发生在父系等位基因上，一个小的断点缺失突变表明非同源末端连接，另一个等位基因上有一个额外的母系遗传的内含子缺失。
◆ 另外值得注意的是，基于短读长的WGS拷贝数变异检测显示有数百个潜在的候选断点需要进一步判定致病性，而FGA给出的候选位点数量只有前者的1/8。
详见原文图2：基于 de novo 组装和linked reads的结构重排检测
FGA检测片段缺失
详见原文图3： TANGO2 基因上的破坏性缺失
FGA检测小变异并对双等位基因变异进行定相
鉴定位于单独染色体上的变异对于诊断复合杂合隐性变异极为重要。FGA在一例患有少齿/牙齿发育不全且无家族史的女性患者中发现了 TSPEAR 基因上两个相距180kb的点突变。FGA定相显示变异发生在反式作用元件中，表明双亲都是杂合子携带者。第一个变异是10bp的插入，导致移码突变，而第二个是无义突变，这些变异共同证实了双等位基因的致病原因 (图4A)。
详见原文图4A：单倍体的区别
◆FGA能够发现短读长测序检测不到的变异，总体诊断率为40% (20/50)，FGA对外显子测序为阴性样本的诊断率为35% (8/23)。
◆FGA可以帮助解决短读长测序为阴性的病例，提供更高分辨率的基因组图谱，为检测罕见病基因组的复杂变异和发现罕见病中的所有致病变异开辟了新前景。
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