兼程并进！天昊助力男性不育多中心研究者确定引发男性不育的两个新致病基因

       近日，由复旦大学附属妇产科医院张锋教授与苏州市立医院杨慎敏医生共同牵头的男性不育多中心研究团队，利用全外显子组测序、比较基因组芯片，高效的基因组数据分析等方法，发现了引发男性不育的人类精子鞭毛多发形态异常的两个新致病基因CFAP43和CFAP44，文章于近日发表于《美国人类遗传学杂志》（IF=10.7）。天昊为此项研究提供了部分全外显子测序数据分析的工作，天昊生物生物信息部经理李才华作为文章的作者之一分享了这一研究成果。

有关人类种族繁衍的重要研究成果，马上与大家分享！

英文题目：Biallelic Mutations in CFAP43 and CFAP44 Cause Male Infertility with Multiple Morphological Abnormalities of the Sperm Flagella

中文题目：CFAP43 和 CFAP44基因的双等位基因突变是导致人类精子鞭毛多发形态异常进而引发男性不育的重要原因

发表时间： 2017年4月

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研究目的

    研究导致男性不育的人类精子鞭毛多发形态的异常（MMAF）的遗传学机制。

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研究背景

    男性不孕引发的不孕不育已经是当今社会亟待解决的人类健康问题之一。在孕育生命的过程中，精子正常完整的“小蝌蚪”形态，是顺利完成受精过程的前提。而对于“小蝌蚪”来说，精子鞭毛是给予小蝌蚪游动能力的关键，鞭毛的形态异常可以显著削弱精子的活力和功能。临床中，有很大一部分精子活力不足的患者，是因为患者的精子尾巴特别短或者畸形，无法游向卵子。2014年，这类导致男性不育的精子形态异常被定义为：人类精子鞭毛多发形态的异常（MMAF）。MMAF的发病率尚无报道，但专家估计高于原发性纤毛运动障碍的发生率（1万分之一-2万分之一）。MMAF已知的致病基因有三个： AKAP4, CCDC39, DNAH1，其中DNAH1的双等位基因突变约解释了28%–44%的MMAF的患者。还有一半以上的MMAF患者，亟待寻找新的致病基因。

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研究方法

• 样本：30例中国MMAF男性患者

• 研究方法：全外显子测序+全基因组CNV比较基因组芯片+小鼠模型功能研究

• 突变筛选条件：频率在1000G和ExAC高于0.01；无义，移码和剪切突变，以及被软件预测有害的错义突变，具有2个功能缺失的突变的基因，都被保留进入后续分析。

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研究结果

• 18例患者携带MMAF已知致病基因突变。

• 剩余的12例未解析患者，有5例存在CFAP43,CFAP44, 或 CFAP65的双等位基因突变，且这三个基因都编码鞭毛相关蛋白并在睾丸有特异表达或仅在睾丸表达。其中，CFAP43基因在三个患者中共发现5个突变（M1-M5）, CFAP44在一个患者中检测到一个纯合突变（M6），CFAP65在一个患者中检测到一个纯合突变（因无父母样本确认变异来源，未进行后续研究）。

携带CFAP43双等位基因突变的患者及突变的来源情况

携带CFAP44纯合突变的患者及突变来源

• 三组对照人群确认这些变异在健康对照中不存在：(1) 201例有生育能力的中国男性正常对照, (2) 575 例健康中国人群 (335 males and 240 females) (3) 208 例1000G数据库的汉族人群。

• 显微镜图展示突变引发的精子鞭毛形态异常。

• CRISPR/Cas9技术构建功能缺失突变小鼠，重复出了MMAF患者的精子鞭毛结构异常和临床表型，验证了CFAP43和CFAP44是MMAF的新致病基因。

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研究结论

CFAP43和CFAP44基因的罕见突变是导致MMAF的重要原因。

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临床意义

该研究发现了导致人类精子鞭毛多发形态异常的两个新致病基因，解释了不明原因MMAF病例中的三分之一。由于新发现的CFAP43和CFAP44致病基因为常染色体隐性遗传，因此只要患者配偶的卵子是正常的，不携带这2个基因的突变，那么子女理论上不会遗传父亲的畸形精子症。这一研究成果为男性不育的分子诊断和遗传咨询提供了新的理论指导。

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关于天昊

      天昊生物在2016年协助客户发表了127篇文章，累计影响因子400+。对于医学基因组测序方向，更是高分文章云集，累计影响因子90+，涉及到了全外显子测序和富有天昊特色的多种目的区域测序技术平台。独具天昊特色的多种通量目的区域测序平台，受到了很多科研工作者的认可，目前已经成功完成了近90个大样品量目的区域富集测序项目，样本总量超过43000例。

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