全基因组测序作为听力损失诊断的强大工具：揭示全外显子测序遗漏的PTPRQ新变异

《BMC Medical Genomics》：Whole-genome sequencing, as a powerful diagnostic tool in hearing loss, reveals novel variants in PTPRQ missed by whole-exome sequencing

编辑推荐：针对传统全外显子测序(WES)在听力损失(HL)诊断中存在的漏检问题，德国维尔茨堡大学团队通过全基因组测序(WGS)对14例WES未确诊患者进行再分析，成功在43%病例中发现致病突变，首次报道了导致HL的PTPRQ深内含子变异，证明WGS能有效检测结构变异(SVs)和调控区变异，为提升遗传性耳聋诊断率提供了新策略。

　　听力损失是最常见的感觉神经障碍之一，每1000名新生儿中就有1-2例发病，其中约80%的先天性病例具有遗传基础。尽管全外显子测序(WES)已广泛应用于临床诊断，但在非综合征性听力损失(NSHL)患者中仍有近半数无法获得明确诊断。这主要由于WES技术存在三大局限：无法覆盖基因调控区域、难以检测结构变异(SVs)以及在GC富集区和同聚物区域存在测序偏差。针对这一诊断困境，德国维尔茨堡大学人类遗传学研究所的Daniel Bengl和Asuman Koparir领衔的研究团队，对14例经WES检测未确诊的听力损失家系进行全基因组测序(WGS)分析，相关成果发表在《BMC Medical Genomics》。

研究采用多组学技术路线：首先使用Illumina NovaSeq 6000平台进行平均40.75X深度的WGS，通过DeepVariant和Manta软件分别检测SNV/INDEL和SVs；针对预测影响剪接的变异，构建pSPL3b-cam载体进行体外minigene剪接验证；对影响酪氨酸磷酸酶结构域的变异，采用AlphaFold2预测三维结构并通过AutoDock Vina进行PI(3,4,5)P₃配体刚性对接模拟；所有变异均经Sanger测序验证家系共分离。

在临床特征明确的两个德国家庭中取得突破性发现：家族1先证者表现为进行性中高频听力损失，WGS检出PTPRQ基因复合杂合变异——母源性的c.6453+2dup剪接位点重复（导致外显子41跳跃）和父源性的c.6602+81_6738+394delinsTTTATAAAATG缺失插入变异（移码突变）。minigene实验证实c.6453+2dup造成42个氨基酸的框内缺失，影响磷酸酶结构域中关键的β4-β6片层；AlphaFold2预测显示该变异使催化位点Glu2785移位，破坏其与底物PI(3,4,5)P₃的相互作用。家族2先证者携带已知的c.4159del移码突变和新型深内含子变异c.3873+727A>G，后者通过创建隐蔽剪接位点引入62bp假外显子，导致提前终止密码子。这是首例报道的PTPRQ深内含子致病变异。

通过ACMG指南对变异进行严格分级：c.6453+2dup满足PS3+PVS1_Strong+PM2证据，c.6602+81_6738+394delinsTTTATAAAATG符合PVS1_Strong+PM3+PM2标准，深内含子变异c.3873+727A>G则获得PS3+PVS1+PM3+PM2支持，均被判定为致病性。研究特别指出，这些变异在WES中漏检的原因各异——c.6453+2dup位于腺嘌呤同聚区引发测序错误，c.3873+727A>G位于WES常规捕获区域之外，而大片段缺失插入变异则因断裂点位于内含子而难以识别。

讨论部分强调了三方面科学价值：首先，研究拓展了DFNB84A的突变谱，证实PTPRQ相关听力损失可能被现行WES方案低估。其次，通过结构生物学阐明变异致病机制——磷酸酶结构域破坏会干扰PTPRQ对PI(4,5)P₂的去磷酸化功能，影响耳蜗毛细胞静纤毛基部的磷脂稳态。最后，建立的技术路线（WGS+剪接验证+结构预测）为其他大基因（如含45个外显子的PTPRQ）的全面分析提供范本。作者建议对GJB2和STRC阴性患者优先采用WGS，特别是表现为中高频听力损失且家系符合隐性遗传模式的病例。该研究不仅将PTPRQ相关听力损失的诊断率提升至新高度，更凸显WGS在解决复杂遗传病中的不可替代性。