單親二倍體(Uniparental Disomy，UPD)是指先癥者的兩條同源染色體或兩條染色體上的部分片段均來(lái)源于雙親中的一方，可分為單親同二體(isodisomy,來(lái)自同一親體的同一染色體)和單親源異二體(heterodisomy,分別來(lái)自同一親體的兩條同源染色體)。UPD發(fā)生率很低，不一定肯定致病，若致病會(huì)引起常染色體隱性遺傳病和印記基因病。目前，大部分UPD臨床意義不明，但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)：母系UPD在7, 11, 14, 15, 和20染色體上可以引起臨床表型；父系UPD在6, 11, 14, 15, 和20染色體上可以引起臨床表型。

產(chǎn)生UPD的機(jī)制

a 三體營(yíng)救機(jī)制

二倍體配子與正常配子受精結(jié)合形成三倍體合子。此后，細(xì)胞為了維持平衡，啟動(dòng)三體拯救，自動(dòng)丟失一條染色體。拯救的后果就是雖然染色體數(shù)目正常了，但如果丟失的染色體來(lái)源于正常配子，就會(huì)出現(xiàn)UPD。

b單體營(yíng)救機(jī)制

缺體配子與正常配子受精結(jié)合形成單倍體合子，此后，細(xì)胞為了維持平衡，在卵裂過(guò)程中，單個(gè)染色體進(jìn)行復(fù)制變成二倍體合子，即出現(xiàn)UPD。

C 有絲分裂交叉互換機(jī)制

體細(xì)胞有絲分裂交叉互換，導(dǎo)致嵌合型片段單親二倍體。

UPD的檢測(cè)方法

◆STR方法：評(píng)估患病子女與父母的DNA的多態(tài)性標(biāo)記是研究UPD的典型方法。早先，短串聯(lián)重復(fù)（STR）標(biāo)記被用于大多數(shù)UPD研究。這些標(biāo)記在整個(gè)基因組中都很豐富，許多標(biāo)記具有很高的異質(zhì)性值（反映了群體中的等位基因頻率差異），而且它們非常適合進(jìn)行多倍聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）。如果無(wú)法同時(shí)獲得雙親的DNA樣本，可以使用父母中的一方進(jìn)行檢測(cè)；但在某些情況下，對(duì)單親的檢測(cè)可能無(wú)法完全排除另一親的異體血緣關(guān)系。對(duì)每個(gè)感興趣的染色體都應(yīng)進(jìn)行多標(biāo)記檢測(cè)。判定UPD需要至少有兩個(gè)有用信息的STR位點(diǎn)才行，但缺點(diǎn)是對(duì)于片段UPD，可能找不到符合條件的STR。因此STR檢測(cè)常用來(lái)檢測(cè)整個(gè)染色體的UPD，但對(duì)于局部的UPD也是難以發(fā)現(xiàn)。

◆基因芯片方法：目前最常用的檢測(cè)方案是基于SNP探針的染色體微陣列基因芯片，通過(guò)基因芯片可以非常方便的看到大片段的純合子區(qū)，但是沒(méi)有父母樣本無(wú)法分析來(lái)源。

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? analysis_UPD分析原理 ?

● UPD的判斷標(biāo)準(zhǔn)

1）如果患者的基因型是AA，而父母的基因型分別是AB,AA，那么我們無(wú)法判斷患者的AA到底是來(lái)源于雙親還是來(lái)源于單親，這種位點(diǎn)對(duì)于我們的單親二倍體分析即為uninformative位點(diǎn)。對(duì)于一條染色體來(lái)說(shuō)，90%以上的位點(diǎn)都為uninformative位點(diǎn)。

2） 當(dāng)一條染色體上有很多uniparental–ambiguous（UA）位點(diǎn)，我們能判定是單親二倍體。同時(shí)這個(gè)染色體又有很多uniparental–isodisomic（UI）位點(diǎn)時(shí)，那么這條染色體為UPD類型里的單親同二體（isodisomy）3） 當(dāng)一條染色體上只有很多uniparental–ambiguous位點(diǎn)，我們能判定是單親二倍體，并且排除了單親同二體的可能性，那么這條染色體應(yīng)該為UPD類型里的單親異二體（heterodisomy）

●腳本使用

●結(jié)果展示

1）單個(gè)染色體部分位點(diǎn)信息

2）每個(gè)染色體的信息匯總

解讀：1號(hào)染色體存在很多UA_M和UA_I位點(diǎn)，推導(dǎo)出患者1號(hào)染色體為來(lái)源于母親的單親同二體。
3）1號(hào)染色圖分析結(jié)果可視化展示

解讀：1號(hào)染色體存在很多UA_M和UA_I位點(diǎn)，推導(dǎo)出患者1號(hào)染色體為來(lái)源于母親的單親同二體。

延伸閱讀- 美國(guó)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)學(xué)會(huì)(ACMG)有關(guān)單親二倍體診斷性檢測(cè)的最新聲明：del Gaudio, D., Shinawi, M., Astbury, C. 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). https://doi.org/10.1038/s41436-020-0782-9。

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