[发明专利]一种X染色体高密度探针定制的全基因组拷贝数检测芯片

说明书

本发明提供一种针对精神发育障碍患者的X染色体高密度探针定制的全基因组拷贝数检测芯片，能够高密度检测X染色体上的与精神发育障碍相关的基因。本发明的基因芯片灵敏度高，特异性和可靠性高，可科学用于筛查精神发育障碍患儿的遗传病因，为临床不明原因精神发育障碍儿童，特别是男童提供基因诊断，从而提高该病的诊断率，为该病的预后及遗传咨询提供可靠信息。

技术领域

本发明涉及一种全基因组拷贝数检测芯片领域，具体的说涉及一种用于检测精神发育障碍患者拷贝数变异的全基因组芯片。

背景技术

精神发育障碍(或称神经发育障碍，neuro-developmental disorders，NDD)是儿科常见的一组疾患，包括精神发育迟滞、孤独症谱系障碍、学习困难、抽动症、注意力缺陷、多动障碍等多种精神发育障碍。NDD是由遗传和环境因素共同作用的结果，其中大约25-50％的NDD是有遗传因素引起的。在这些遗传因素中，有25-30％突变可能发生在X染色体上。同时临床研究报道支持NDD男性患者比女性多30％的观点，其原因在于男性仅有一条X染色体，基因处于半合子状态(hemizygote)，因此男性患者更容易发生暴露隐性基因变异，引发精神发育障碍性表型。

在全基因内25000个功能基因中，参与精神心理发育调控的基因约1700个，在人类基因组中占6.8％，其中X染色体就有107个，占X染色体基因总数(818个)的13.1％。生物信息学分析发现人类X染色体基因在中枢神经系统中的表达量是其它组织中的2.8倍，进一步表明X染色体的相关基因在大脑正常发育和功能起着重要作用。生物信息学分析显示，从全基因组内考虑，X染色体上精神发育相关基因显著多于其他非X染色体(1.146个/Mb对比0.69个/Mb)，同时对于精神发育障碍儿童中，X染色体上基因组变异明显多于其他非X染色体。这些初步研究结果提示：对于精神发育障碍患者，尤其是男性精神发育障碍患者，应该首先或者必须筛查X染色体上基因变异。

基因组拷贝数变异(copy number variants，CNVs)是由基因组发生重排而导致的，在人类基因组中广泛存在，从1bp(碱基对)到数百万bp范围内的缺失(deletion)、插入(insertion)、重复(duplication)等复杂多位点的变异。人类基因组CNVs的突变率较高，CNVs覆盖人类基因组全部核苷酸的35％，而单核苷酸多态性(SNP)所占比例却小于1％。CNVs可以是家系遗传，也可以是新发，其不仅对基因组适应性进化有促进作用，并且对孟德尔遗传、散发和复杂疾病的发生起到重要作用。既往研究发现，CNVs可以直接干扰基因或改变基因剂量来影响基因表达，从而引起一些特殊的遗传性疾病，例如微重复和微缺失的综合征。随着各类疾病的全基因组扫描研究相继铺开，发现CNVs与一系列人类疾病相关，是各类人类疾病，特别是精神发育类疾患发生的遗传基础。在精神发育迟滞患者中，15-20％的NDD患者携带罕见/新生致病性基因组CNVs,其中X染色体CNVs所引起的X连锁精神发育迟滞综合征(XLMR)患者占散发智障患者的10％-15％。因此，通过检测X染色体CNVs可以很大程度的提高精神发育障碍性疾病的诊断率。

目前已有多种方法可用于CNVs的检测，传统的CNVs检测方法有FISH、MLPA、qPCR。这些技术虽在某种程度上能完成CNVs的检测，但距快速、高效、自动化的目标还相差甚远。DNA芯片技术是近年来新开发的一种基因检测工具。其原理是将大量的寡核苷酸探针有规律地排列在一张玻片上，这些探针可以与信号显示物质标记的样品DNA的扩增序列的互补序列进行相结合，通过对信号物质进行检测，对杂交结果进行计算机软件处理分析，从而获得杂交信号的强度及其分布模式图。基于寡核苷酸的全基因组芯片的方法为分析CNVs提供了一种高通量的技术，因此目前国外已经明确提出，对于NDD患者，尤其NDD儿童患者，应首先完成全基因组芯片检测，排除基因组CNV对疾病的致病性。近5年国内外各大医院都开展了基因组芯片的检验。