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源于雙親中的一方，可分為單親同二體(isodisomy,來自同一親體的同一染色體)和單親源異二體(heterodisomy,分別來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，啟動三體拯救，自動丟失一條染色體。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源于正常配子，就會出現(xiàn)UPD。

b單體營救機(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的檢測方法

◆STR方法：評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；但在某些情況下，對單親的檢測可能無法完全排除另一親的異體血緣關(guān)系。對每個(gè)感興趣的染色體都應(yīng)進(jìn)行多標(biāo)記檢測。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)是對于片段UPD，可能找不到符合條件的STR。因此STR檢測常用來檢測整個(gè)染色體的UPD，但對于局部的UPD也是難以發(fā)現(xiàn)。

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

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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，那么我們無法判斷患者的AA到底是來源于雙親還是來源于單親，這種位點(diǎn)對于我們的單親二倍體分析即為uninformative位點(diǎn)。對于一條染色體來說，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號染色體存在很多UA_M和UA_I位點(diǎn)，推導(dǎo)出患者1號染色體為來源于母親的單親同二體。
3）1號染色圖分析結(jié)果可視化展示

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

延伸閱讀- 美國醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)學(xué)會(ACMG)有關(guān)單親二倍體診斷性檢測的最新聲明：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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