導讀:隨着二代測序技術臨床應用的不斷增加,越來越多與癌症發生發展密切相關的突變被鑒定出來。將基因突變的結果更好地轉化為實際臨床應用,統一而通用的突變命名規則就顯得尤為重要。人類基因組變異協會(HGVS:Human Genome Variation Society)規則是目前學術界所公認的命名規則。
從不同的維度出發,相同的基因突變可以有多種不同的表現形式,例如,參考序列的不同、表現層次的不同(DNA、RNA或者蛋白質水平)都會導致突變的表現方式產生差異。
目前,通用的參考序列主要包括:基因組參考序列(以前綴“g.”表示)、cDNA參考序列(以前綴“c.”表示)、非編碼DNA參考序列 (以前綴“n.”表示)、RNA參考序列(以前綴“r.”表示)、蛋白質參考序列(以前綴“p.”表示)。
參考序列的選擇非常重要。在DNA水平描述突變時,內含子與相鄰外顯子的關系對於臨床研究往往非常重要,為了能更好地闡明內含子的變異,通常會選擇cDNA作為參考序列,這是因為以cDNA作為參考序列,能夠更好的描述內含子中突變鹼基與相鄰外顯子之間的關系。另外,基因突變也常以蛋白質水平的變化進行描述。
結合臨床常用的描述基因突變的參考序列,我們將會重點從cDNA層面以及蛋白質層面就不同突變的類型分別進行舉例說明。
以cDNA為參考序列的突變表達方式
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替換:指與參考序列相比,一種鹼基被另一種鹼基所取代;以符號“>”進行表示;如:c.123A>T,表示與參考序列相比,第123位的A被T所取代;
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缺失:指與參考序列相比,一個或多個鹼基缺失的現象;以“del”進行表示;如:c.2052delA,表示與參考序列相比,第2052位發生A的缺失;
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插入:指與參考序列相比,一個或多個鹼基增添的現象;以“ins”進行表示;如:c.5756_5757insAGG,表示與參考序列相比,在第5756 與5757位點之間插入了三個鹼基AGG;
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缺失插入:指與參考序列相比,一個或多個鹼基被其他鹼基所取代的現象,並且這種變異不包括替換突變、倒置以及轉換突變;以“delins”進行表示;如:c.6775delinsGA,表示與參考序列相比,第6775位缺失了一個鹼基,同時缺失的鹼基被GA做取代;
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重復:指與參考序列相比,包含一個或多個鹼基的拷貝以插入的形式直接摻入序列中的現象;以“dup”進行表示;如:c.6_8dupT,表示從第6位到第8位發生了T的重復;
此外,為了更好地理解內含子中鹼基突變的表現形式,我們首先來了解一下DNA序列中各鹼基所處的位置,如下圖所示:
核苷酸編碼示意圖
在圖中可以看出,從起始密碼開始到終止密碼為止,外顯子序列的編號是連續的,而5'非翻譯區、3'非翻譯區以及內含子區的編碼都是與外顯子序列的編碼密切相關的。
因此,內含子中鹼基的替換、缺失、插入等突變的表現形式就可以分別表示為:c.36+1G>T(c.36前一段編碼區域或者說前面一個外顯子的最后一個鹼基位於編碼區36位,+1代表這個外顯子挨着的后面的內含子的第一個鹼基);c.(4071+1_4072-1)_(5154+1_5155-1)del(表示兩個外顯子之間的序列發生缺失);c.37+1_37+2insATC(表示在“37+1”與“37+2”位點間插入鹼基ATC)。
以蛋白質為參考序列的突變表達方式
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替換:如p.Trp26Cys,表示第26位的Trp被Cys取代(錯義突變);p.Trp26Ter (p.Trp26*),表示第26位的Trp變為終止密碼(無義突變);p.Cys123=,表示基因突變之后,氨基酸沒有發生改變(同義突變);
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缺失:如p.Ala3_Ser5del,表示多肽序列中從第3位的Ala到第5位的Ser發生了缺失;
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插入:如p.Lys2_Gly3insGlnSerLys,表示在第2位的Lys和第3位的Gly之間插入了GlnSerLys;
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插入缺失:如p.Cys28delinsTrpVal,表示第28位的Cys缺失,同時被TrpVal取代;
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重復:如p.Ala2[10],表示第2位的Ala重復了10次;
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移碼突變:在起始密碼子和終止密碼子之間的讀碼框發生了改變;以“fx”進行表示;如p.Arg97ProfsTer23,表示第97位的Arg是首個發生改變的氨基酸,且Arg變為Pro,同時發生移碼突變后,終止密碼的位置變為第23位;
以上內容從不同維度(DNA&蛋白質水平)總結了常見突變類型的表現形式。研究證明,有些特定的突變形式與腫瘤的發生發展密切相關,而有些基因突變位點又與腫瘤的靶向治療息息相關。未來,測序技術應用范圍不斷擴大,能夠挖掘出更多的葯物作用靶點,因此基因突變命名規則的統一對於科技工作者來說尤為重要。期待未來在測序技術應用范圍不斷擴大的基礎上,能夠挖掘出更多的葯物作用靶點,為腫瘤的精准治療提供更多的幫助。
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