用长读长RNA测序技术精准诊断罕见病并解读基因变异

本文介绍了一种名为STRIPE（Sequencing Targeted RNAs Identifies Pathogenic Events）的新型靶向长读长RNA测序技术，旨在提升罕见遗传病的临床诊断能力与基因变异解读水平。传统外显子组或全基因组测序对罕见病的诊断率仅20%–50%，大量患者仍无法获得分子诊断。虽然RNA测序可辅助解读意义未明变异（VUS）并发现新致病突变，但常规短读长RNA测序受限于读长过短，难以将剪接异常等转录变化准确归因到特定单倍型（即来自父源或母源的染色体拷贝）。长读长RNA测序虽能实现全长转录本测序并提供单倍型分型信息，却因成本高、覆盖深度低、组织适用性差（如关键基因在易获取组织中表达量低）而难以临床推广。STRIPE通过整合TEQUILA（一种低成本、高灵活性的靶向富集技术），将测序资源集中于疾病相关基因面板，显著提升目标基因的测序深度，同时保留基因表达量和剪接模式的定量准确性。研究团队在88名患者（包括20名健康对照及68名疑似先天性糖基化障碍CDG或原发性线粒体病PMD的患者）的皮肤成纤维细胞RNA样本上验证了该技术：对22名已知致病突变的患者，STRIPE成功100%复现全部23个已知外显子区致病变异，并对其中18个实现单倍型分型；更关键的是，它揭示了多种此前未知的复杂转录后果——例如，近半数剪接位点区变异不仅导致单一外显子跳跃或隐匿剪接位点激活，还会引发内含子多聚腺苷酸化（polyA）位点异常活化，造成提前终止的截短蛋白；研究还首次证实，这类剪接位点突变可通过破坏U1小核糖核蛋白（snRNP）结合，间接解除对内含子中隐匿polyA位点的抑制，从而成为一类重要致病新机制。在46名既往基因检测无果的患者中，STRIPE成功为5人完成分子诊断：包括发现一个被外显子测序遗漏的ALG1基因纯合错义突变（因该区域存在多个高度同源假基因干扰短读长比对）、确认NGLY1基因上游分支点变异导致外显子11异常跳跃、以及解析MTFMT基因两个反式复合杂合剪接缺陷。这些案例凸显了STRIPE在解决‘单一致病突变’‘无候选基因’及‘重复/低表达区域突变’等疑难场景中的独特优势。文章最后指出，STRIPE成本可控（单样本约100美元），分析流程标准化程度高，未来有望作为外显子/基因组测序的有力补充，甚至在资源有限地区作为一线诊断工具；其计算框架亦可适配未来更普及的全转录组长读长数据，具有良好的临床转化前景。