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视网膜色素变性（RP）是最常见的遗传性视网膜营养不良，以感光细胞进行性退变为特征，表现为夜盲、视野缩窄，最终丧失中心视力，已发现100多个相关基因。下一代测序（NGS）虽能高精度检出单核苷酸变异，但RP遗传诊断阳性率仅50%~70%。NGS阴性病例中，部分源于复杂结构变异：短读长杂交捕获技术难以检测大规模基因组重排。长读测序（ONT）和光学基因组图谱（OGM）凭借长读长、单倍体型分辨率及倒位/易位检测能力，为解析复杂结构变异提供了新手段。

复旦大学的Fengjuan Gao/Yuan Zong教授团队在本刊发表了题为“Integrative optical genome mapping and long-read sequencing dissect a pathogenic complex structural variant in a multigenerational Chinese retinitis pigmentosa pedigree”的研究快讯。该研究整合全基因组测序（WGS）、ONT和OGM三种技术，在一个多代中国RP家系中解析出涉及GDPD1和YPEL2基因的复杂结构变异。

研究团队对常染色体显性RP家系开展临床筛查。先证者（60岁女性）因双眼进行性视野缩窄就诊，自幼夜盲；眼底见骨细胞样色素沉着、血管变细、黄斑外层视网膜层丢失，左眼合并黄斑前膜。其女儿亦有夜盲，眼底色素改变伴黄斑前膜及轻度囊样黄斑水肿。家系呈常染色体显性遗传（图1C）。

WGS对4名患者（先证者、女儿、妹妹、外甥）及1名未患病亲属进行检测，一致发现chr17上371Kbp重复区域（seq[hg38] chr17:59168097_59539137dup），包含GDPD1和YPEL2。拷贝数分析显示节段异质性：A段195 Kbp（3拷贝）、B段21 Kbp（4拷贝）、C段156 Kbp（3拷贝）（图1D）。未患病亲属无此重复，证实变异共分离。

ONT长读测序（平均读长约8 kbp）确认结构变异位于单一单倍体型（图1E）。在单倍体型背景下，A和C段各2拷贝、B段3拷贝（图1E1）。断点分析发现B段两侧各有一倒位，但仅一条read覆盖完整B段（图1E2）。基于WGS和ONT数据，团队提出多种结构变异构型假设（图1F2–1F4），确切结构仍不明。

OGM de novo组装图确认两个倒位断点（图1G），异常甲基转移酶标签模式支持第一种构型：A段与B段先发生重复-倒位，随后B段与C段重复（图1F2）。Sanger测序在重排连接处检出微同源序列，提示该结构变异由微同源介导的末端连接产生。

该结构变异导致GDPD1、SMG8拷贝数增加，YPEL2重复并携带内含子2和3的两个基因内倒位。此变异未见于gnomAD、ClinVar及Decipher数据库。外周血RT-qPCR（4名正常对照）显示，先证者及女儿GDPD1、SMG8 mRNA显著升高，YPEL2降低（图1I）。

图1 整合多种先进遗传学检测方法在一个大型RP家系中揭示致病的复杂结构变异

该研究整合WGS、ONT和OGM，成功解析了这个复杂结构变异。WGS提供拷贝数信息，ONT实现单倍体型分型和倒位定位，OGM以连续基因组图谱确认精确构型——尤其弥补了ONT读长不足以同时覆盖双侧倒位断点的局限。研究扩展了RP突变谱，也提示对NGS阴性病例应积极排查结构变异，为遗传性视网膜病及其他遗传性疾病的精准诊断提供了参考。

文章来源

免费全文下载链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352304225004970

引用这篇文章：

Ju Y, Duan C, Chen K, et al. Integrative optical genome mapping and long-read sequencing dissect a pathogenic complex structural variant in a multigenerational Chinese retinitis pigmentosa pedigree. Genes Dis. 2026;13(6):102008.

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