生殖遗传 | 聊聊单亲二体
单亲二体(uniparental disomy, UPD)指个体的同源染色体或染色体上的部分片段均遗传自父亲或母亲中的一方,而不携带另一方的拷贝。如果个体携带的两份拷贝均来自父亲,称为父源单亲二体(paternal uniparental disomy, pUPD),反之则称为母源单二体(maternal uniparental disomy, mUPD)。单亲二体可分为单亲同二体(isodisomy, iUPD,来源自同一亲本的同一染色体)和单亲异二体(heterodisomy, hUPD,分别来自同一亲本的两末同源染色体)。由于减数分裂过程中的重组,一个单亲二体可能同时包含同二体或异二体,称为复合型的单亲二体(mixUPD)。截至目前,几乎所有染色体上都有UPD的报道,包括X染色体。根据其影响的染色体范围,将其分为片段性单亲二体(seqUPD)和整条染色体单亲二体。
UPD的概念是由Eagel于1980年首次提出,其描述了一种新的染色体缺陷,随后于1988年,Spence等报道了第一例经分子实验技术验证的UPD病例:一个患有囊性纤维化(CF)的先证者遗传了一个CFTR基因致病变异的两个拷贝,先证者的母亲是这个变异的杂合携带者,而先证者的生物学父亲不携带变异。UPD的形成方式多样,可能由于减数分裂出错而发生,如原发性UPD(constitutional UPD),从而导致后代成年生物体内所有细胞都携带相同的UPD区域。此外,部分体细胞在有丝分裂过程中出错也可能导致UPD,称为获得性UPD(acquired UPD)。
UPD不会导致基因拷贝数发生改变,因此又被称为拷贝中性杂合缺失(copy-neutral loss of heterozygosity, cnLOH),大多数染色体体的UPD没有临床症状,由时由于UPD可能合并低比例三体嵌合或单亲同二体,有导致隐性遗传致病基因纯合变异的可能。目前明确的涉及印记疾病的几条染色体是6,7,11,14,15和20号染色体,产前检查中如果发现涉及以上染色体的嵌合或相关超声异常或涉及14、15号染色体的罗伯逊易位、平衡易位等,应考虑进行UPD的检测。需要引起重视的是,UPD可以导致不受遗传印记影响的隐性遗传基因纯合变异,X染色体的UPD可导致X连锁的隐性遗传在女性患者中发病(携带致病基因的X染色体,可来自母亲,也可来自父亲)。
1. Del Gaudio D, et al. Diagnostic testing for uniparental disomy: a points to consider statement from the American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG). Genet Med, 2020 Jul ;22(7) :1133-1141.
2. Angulo, M. A., Butler, M. G., & Cataletto, M. E. (2015). Prader-Willi syndrome: a review of clinical, genetic, and endocrine findings. Journal of Endocrinological Investigation, 38(12), 1249–1263. doi:10.1007/s40618-015-0312-9