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案例研究:RDDC RNA Splicer 精准预测 SMN1 剪接变异致SMA

日期: 2025-10-16

分类: 应用案例

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RDDC精准预测*SMN1*剪接变异致SMA

引言

RDDC RNA剪接预测模型生物信息AI工具在脊髓性肌萎缩症(SMA)的精准诊断和治疗评估中展现了重要价值。在一项针对携带新型SMN1剪接变异及单拷贝SMN2的I型SMA患儿的研究中,该工具成功预测了变异导致的多种异常剪接模式。RDDC的预测结果随后被体内cDNA克隆测序和体外迷你基因(minigene)实验部分或完全证实,不仅揭示了该变异的复杂致病机制,也为理解患者对利司扑兰治疗的良好反应提供了分子层面的解释。

研究挑战:WES发现新型剪接VUS伴低SMN2拷贝数

挑战来自一名5个月大的临床诊断为SMA I型的婴儿。基因检测显示她仅携带单拷贝SMN2基因,这通常预示着更严重的表型。全外显子组测序(WES)进一步发现SMN1基因存在复合杂合变异:来自母亲的常见缺失,以及来自父亲的新型剪接变异c.628-3T>G,位于内含子4。该变异位于非经典剪接位点(-3位置),在公共数据库中未见报道,被归类为"意义未明变异"(VUS)。明确这一VUS对SMN1 mRNA剪接的具体影响,对于理解患者临床表型和评估其对利司扑兰等剪接调节药物的潜在反应至关重要。

RDDC精准预测:揭示两种关键异常剪接模式

为评估c.628-3T>G这一VUS的潜在致病机制,研究人员使用了RDDC RNA剪接预测模型生物信息AI工具。RDDC的预测结果揭示了两种主要的异常剪接后果:

异常剪接模式

  • 外显子5上游插入2个碱基(AG):这将激活一个隐蔽的剪接受点,导致读码框移位和提前终止密码子(p.Pro210SerfsTer4),产生功能丧失的蛋白。
  • 外显子5跳跃(缺失96 bp):即整个第5号外显子在mRNA成熟过程中被移除,同样产生无功能蛋白(预测deltascore=0.87,提示可能性高)。

这些预测清晰地表明该变异将严重破坏SMN1基因的正常功能。

实验验证与临床关联:RDDC预测部分印证并解释治疗效果

研究团队随后通过体内和体外实验对RDDC的预测进行了验证:

体内验证 (cDNA克隆测序)

在患者来源的SMN1 cDNA克隆中,发现了RDDC预测的AG插入异常剪接模式。同时,也检测到了正常剪接的转录本。这提示c.628-3T>G变异导致的剪接错误并非完全性的,仍有部分正常的SMN1蛋白可以产生。

体外验证 (Minigene实验)

迷你基因实验则主要观察到了外显子5跳跃这一异常剪接模式,这与RDDC预测的第二种模式一致。

临床关联

虽然体内外实验结果不完全一致(提示体外模型可能无法完全模拟体内复杂的剪接调控),但它们共同证实了c.628-3T>G是一个致病性剪接变异。更重要的是,体内实验发现的残留正常剪接,结合RDDC的预测,解释了为何这名单拷贝SMN2的患儿表型相对预期较轻,并且对旨在增加SMN蛋白表达的利司扑兰治疗反应良好(CHOP-INTEND评分显著改善)。

案例启示

本案例有力地证明,RDDC RNA Splicer是解析剪接位点VUS致病机制,特别是预测复杂剪接后果的强大工具。其精准的in silico预测能够有效指导后续的功能验证实验(体内和体外),并结合临床表型和治疗反应,为SMA等罕见病的精准诊断、个体化治疗策略选择(如利司扑兰的应用价值评估)和遗传咨询提供关键的分子依据。

内容来源与免责声明

本文是对以下科学研究的编译和解读,旨在展示 RDDC 生信工具在其中的应用。所有研究数据和结论归原作者和出版物所有。

原始文献:

Ma K, Zhang K, Chen D, et al. Real-world evidence: Risdiplam in a patient with spinal muscular atrophy type I with a novel splicing mutation and one SMN2 copy. Human Molecular Genetics. 2024 Mar 21;33(7):640-646.

文献链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38520738/

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