The Journal of allergy and clinical immunology
靶向深度测序揭示免疫失调患者中的遗传嵌合现象

小赛推荐：

该研究通过高深度靶向测序在未确诊免疫失调患者中发现9.5%存在致病性或可能致病性的嵌合变异，并建立了嵌合变异致病性评估体系，为不明原因免疫疾病提供了新的诊断路径。

 

文献概述

本文《靶向深度测序揭示免疫失调患者中的遗传嵌合现象》，发表于《The Journal of allergy and clinical immunology》杂志，回顾并总结了利用高深度靶向测序技术在452名免疫失调患者和154名健康个体中系统筛查与免疫失调相关基因的体细胞嵌合变异。研究发现，9.5%的未确诊患者携带可识别的嵌合变异，其中三分之一预测为致病或可能致病，且多个基因如FAS、STAT3、NRAS等被反复检出。特别地，FAS基因的嵌合变异在双阴性T细胞中显著富集，为体细胞型自身免疫性淋巴细胞增殖综合征（ALPS-sFAS）提供了明确诊断依据。该研究还提出了一套适用于遗传性免疫疾病（GEI）背景下评估嵌合变异致病性的评分系统，强调了高深度测序在提升分子诊断率中的价值，并揭示健康个体中也存在一定比例的非致病性嵌合现象。研究结果不仅拓展了对嵌合性免疫疾病的认识，也为未来功能验证和新疾病机制探索提供了重要线索。

背景知识

先天性免疫缺陷（IEI）是一类由单基因突变引起的免疫系统功能紊乱疾病，临床表现多样，包括反复感染、自身免疫、自身炎症及骨髓衰竭等。尽管下一代测序（NGS）已显著加速IEI相关基因的发现，目前已有超过500个致病基因被识别，但仍有约60–90%疑似患者未能获得分子诊断。这提示现有全外显子组或全基因组测序策略可能遗漏某些致病机制，其中遗传嵌合性（mosaicism）正逐渐被认识到是重要原因之一。嵌合性指个体体内存在两种或以上基因型不同的细胞群，通常由受精后早期胚胎发育过程中的体细胞突变引起。在免疫介导疾病中，若突变发生在免疫相关基因且影响细胞功能，则可能导致局部免疫失衡，引发疾病。例如，FAS基因的体细胞嵌合突变可导致ALPS-sFAS，临床表型与胚系突变型难以区分；而UBA1基因的嵌合突变则特异性地引起VEXAS综合征，无胚系对应疾病。然而，由于嵌合变异等位基因频率（VAF）常低于5%，常规测序深度难以可靠检测，导致其长期被忽视。此外，目前尚无统一标准用于评估嵌合变异在免疫疾病中的致病性，限制了其在临床诊断中的应用。因此，开发高深度、靶向性强的测序策略，并建立可靠的致病性评估体系，成为突破当前诊断瓶颈的关键切入点。该研究正是在此背景下，系统性地探索了嵌合变异在免疫失调人群中的分布及其致病潜力，填补了该领域的关键空白。

 

针对阿尔茨海默病、脊髓性肌萎缩、视网膜色素变性等罕见病，可提供HUGO-GT®全基因组人源化模型，搭载了更高效的大片段载体融合技术，可以作为万能模板进行针对性的突变定制服务，是更贴近真实世界生物机制的药物临床前研究模型，我们期待与你共同开发新型全基因组人源化小鼠，加速基因治疗研究

了解更多

 

研究方法与实验

研究团队设计了两个版本的靶向测序面板（71基因和101基因），覆盖已知或推测可导致显性免疫失调的基因编码区。对452名免疫失调患者和154名健康个体的血液或外周血单个核细胞（PBMC）DNA进行高深度测序（平均深度分别为6105×和3182×），以检测低频嵌合变异。采用Mutect、DoCM和Varscan三种变异识别工具联合分析，设定VAF为1%–25%（常染色体基因）作为嵌合变异筛选阈值。所有识别出的变异均通过独立文库重测序或数字PCR（ddPCR）进行验证。研究还整合了已发表的胚系致病性评估标准（如ACMG）与肿瘤体细胞变异评估体系，提出了一套适用于免疫相关嵌合变异的致病性评分系统，综合考虑基因功能机制、蛋白功能影响、细胞类型富集、生物信息学预测及人群频率等因素，将变异分为“嵌合致病”（MP）、“可能嵌合致病”（LMP）、“意义未明”（UMS）和“可能良性”（LMB）。对于部分携带嵌合变异的患者，进一步通过流式分选特定免疫细胞亚群（如双阴性T细胞、NK细胞等），并检测变异等位频率，以评估其在功能相关细胞中的富集情况。

关键结论与观点

• 在未确诊的免疫失调患者中，9.5%（43/452）携带可检测的嵌合变异，其中33%（16/48）被预测为致病或可能致病，显著高于健康对照组（0/12）
• 健康个体中也有7.8%（12/154）携带嵌合变异，但均未预测为致病性，提示低频嵌合在人群中普遍存在，多数为非致病性事件
• 多个基因在不同患者中反复出现嵌合变异，包括FAS、STAT3、CARD11、NRAS、TNFAIP3等，提示这些基因是嵌合性免疫疾病的热点
• 四名患者携带FAS基因嵌合变异，等位频率低于5%于全血，但在双阴性T细胞（DNTs）中显著富集（约5倍），符合ALPS-sFAS的诊断标准，证实了该技术的临床诊断价值
• 研究提出了一套嵌合变异致病性评分系统，成功将已知致病嵌合变异的65%归类为“可能致病”，验证了其分类能力，并为新变异的优先级排序提供了依据
• NRAS和TNFAIP3基因的嵌合截短变异在淋巴增殖患者中被发现，且在T细胞或NK细胞中富集，提示其可能赋予选择性生长优势，代表潜在的新嵌合免疫疾病机制
• 尽管嵌合变异在健康人中存在，但致病或可能致病性变异仅在患者中发现，支持嵌合变异在免疫失调发病中的因果作用

研究意义与展望

该研究确立了高深度靶向测序作为识别低频嵌合变异的有效工具，显著提升了未确诊免疫疾病患者的分子诊断率。通过系统性筛查和功能富集分析，研究不仅确认了FAS等已知基因的嵌合致病性，还揭示了STAT3、NRAS、TNFAIP3等基因作为新型嵌合免疫疾病候选基因的潜力，为后续功能研究提供了方向。提出的嵌合变异致病性评分系统，整合多维度证据，有助于在缺乏大规模人群数据的情况下对新发现变异进行合理分类，推动其向临床应用转化。

未来研究应扩大队列规模，尤其是在不同组织（如骨髓、淋巴结、皮肤）中检测嵌合变异，以更全面评估其组织分布和克隆演化动态。结合单细胞测序技术，可精确解析突变发生在何种免疫细胞谱系及其对细胞功能的影响。此外，长期随访携带非致病性嵌合变异的健康个体，将有助于揭示嵌合状态是否为疾病前驱或与免疫衰老相关。该研究也为其他复杂疾病领域提供了方法学范本，提示在常规遗传检测阴性时，应考虑嵌合性机制的可能性。

 

提供生理生化指标检测、病理学分析、免疫细胞功能评估等多维度的疾病机制研究和药效评价服务

了解更多

 

结语

本研究通过高深度靶向测序技术系统分析了免疫失调患者及健康个体中的体细胞嵌合变异，发现9.5%的未确诊患者携带潜在致病性嵌合突变，显著高于健康对照组。研究不仅验证了FAS基因嵌合突变在双阴性T细胞中的富集与ALPS-sFAS的因果关系，还识别出STAT3、NRAS、TNFAIP3等多个新型嵌合相关基因，拓展了嵌合性免疫疾病的基因谱。作者提出并验证了一套适用于免疫疾病背景的嵌合变异致病性评分系统，为变异分类提供了标准化框架。该研究强调了高深度测序在提升分子诊断率中的关键作用，揭示了嵌合性在免疫失调中的广泛存在，并为未来新疾病机制的探索和功能验证奠定了基础。同时，健康个体中也存在一定比例的非致病性嵌合变异，提示临床解读时需谨慎，避免过度诊断。总体而言，该工作为未确诊免疫疾病患者提供了新的诊断路径，并推动了嵌合性疾病的精准医学发展。

 

Elizabeth G Schmitz, Alexander J Paul, Rajarshi Ghosh, Magdalena A Walkiewicz, and Megan A Cooper. Targeted deep sequencing identifies mosaicism in patients with immune dysregulation. The Journal of allergy and clinical immunology.