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序列變異的解讀 (Interpretation of Sequence Variants)

突變的類型

• 突變 (mutation) 定義：DNA 核苷酸序列的永久性改變。
• 點突變 (point mutations)：單一核苷酸位置的取代，可造成
  • 胺基酸取代 → 錯義突變 (missense mutation)
  • 產生終止密碼子 → 無義突變 (nonsense mutation)
  • 蛋白序列不變 → 沉默突變 (silent mutation)
• 小片段重複、插入或缺失：若影響蛋白編碼序列且改變量非 3 個核苷酸（一個密碼子）的倍數，會造成蛋白序列框移 (frameshift)，且常產生提前終止密碼子 (premature termination codon)。
• 這些突變可影響編碼與非編碼序列，如啟動子 (promoter) 區域、共識剪接訊號 (consensus splicing signals)、其他關鍵內含子 (intronic) 位置。
• 大型重排：整個基因的部分或完整缺失。

命名法：ACMG 建議

• 需認知有些所謂「突變」其實是存在於一般族群中的非致病性變異，即「多形性 (polymorphisms)」；後者定義為族群頻率 >1%。
• 美國醫學遺傳學與基因體學學院 (ACMG) 制定臨床基因檢測的標準用語指引：
  • 描述與孟德爾式疾病相關的遺傳改變時，應避免使用「mutation」與「polymorphism」。
  • 改用「變異 (variant)」並加上下列修飾語之一：
    • 致病性 (pathogenic)
    • 可能致病性 (likely pathogenic)
    • 意義不明 (uncertain significance)
    • 可能良性 (likely benign)
    • 良性 (benign)
• 但「mutation」一詞已深植醫學語彙，本教科書仍會出現。

偵測方法

• 傳統 Sanger 定序：基於併入螢光標記的鏈終止核苷酸類似物。
• 次世代定序 (next-generation sequencing)。
• 評估拷貝數、可偵測較大缺失或重複的方法：
  • 多重連接依賴性探針擴增 (multiplex ligation-dependent probe amplification, MLPA)
  • 定量 PCR (quantitative PCR)
  • 標的式 aCGH
  • 螢光原位雜交 (FISH)

找到變異之後：下游後果的判定

• 在孟德爾式與複雜疾病中找到遺傳變異後，下一步常是判定其下游後果，如對基因表達與蛋白功能的影響。
• 評估基因表達的方法：微陣列分析 (microarray analysis)、定量反轉錄 PCR (quantitative reverse transcription PCR)、RNA 定序 (RNA sequencing)、病人樣本的免疫組織化學特徵分析。
• 可進行定量分析判定突變造成蛋白功能喪失 (loss of function) 或增益 (gain of function)；功能性實驗可使用體外細胞培養系統與小鼠模式 (mouse models)。