本研究由四川大学华西医院的黄宇、耿佳、龙阳、熊文宇、康璐、陈美琳、唐婷、钟明军、卜凤晓、卢宇、程静和袁惠君等研究人员共同完成，并于2024年6月18日发表在《Frontiers in Audiology and Otology》期刊上。该研究通过全基因组测序（Whole Genome Sequencing, WGS）技术，揭示了五个新的SOX10基因顺式调控区缺失与Waardenburg综合征II型（Waardenburg Syndrome Type II, WS2）的关联。
Waardenburg综合征（WS）是一种罕见的遗传性疾病，主要表现为感音神经性听力损失、色素异常和面部特征异常。WS分为四种亚型，其中WS2主要由SOX10、MITF、KITLG和SNAI2等基因的突变引起。尽管已有超过60%的WS患者通过分子诊断确定了致病突变，但大多数研究集中在编码区的突变上，非编码区的拷贝数变异（Copy Number Variations, CNVs）研究较少。非编码区变异，特别是增强子（enhancer）和启动子（promoter）区域的变异，可能通过调控基因表达水平在疾病中发挥重要作用。因此，本研究旨在通过全基因组测序技术，探索SOX10基因上游调控区的CNVs在WS2中的致病机制。
研究首先从中国听力损失患者队列（CDGC）中筛选出59名未通过已知WS基因编码区诊断的患者，并对其进行了全基因组测序。研究流程包括以下几个步骤：
样本收集与临床评估：研究从2013年开始，收集了20,666名听力损失患者的临床信息和外周血样本。其中，290名患者被诊断为WS，符合Waardenburg联盟的临床诊断标准。研究最终筛选出59名未通过编码区诊断的WS患者。
全基因组测序：对筛选出的患者进行全基因组测序，使用MGI DNBSEQ-T7测序仪生成DNA纳米球（DNBs），并通过Trimmomatic去除低质量碱基和接头序列。测序数据随后通过Burrows-Wheeler Aligner（BWA）比对到人类基因组（hg38/GRCh38）。
CNVs检测与注释：使用Manta、CNVnator和cn.MOPS算法检测CNVs，并通过Annovar进行注释。CNVs的筛选标准包括：在gnomAD和1000 Genomes Project中的等位基因频率小于1%，与已知的基因组变异数据库（DGV）事件的重叠小于50%，且不与重复和低复杂度区域（RLCRs）重叠。
CNVs验证：通过Gap-PCR和Sanger测序验证CNVs的断点和家族共分离情况。最终确认了5个新的致病性缺失，分别位于SOX10基因的增强子和启动子区域。
研究在59名WS患者中发现了5个新的致病性CNVs，这些缺失位于SOX10基因的上游调控区，包括增强子和启动子区域。具体结果如下：
CNV1和CNV2：位于增强子区域，分别跨越448 bp和70 kb，涉及4个同源增强子（U1, U2/MCS5, U3, U4）。这些CNVs与先前报道的致病性CNVs完全重叠，表明其在WS2中的致病性。
CNV3、CNV4和CNV5：位于启动子和5’UTR区域，分别跨越448 bp、2.8 kb和3.2 kb。这些CNVs首次报道了SOX10启动子和5’UTR区域的致病性缺失。
CNV1的机制：CNV1的断点分析显示，其由Alu介导的非等位基因同源重组（NAHR）机制形成。Alu重复序列在人类基因组中广泛存在，可能导致基因组不稳定性和CNVs的形成。
表型异质性：尽管所有CNVs均与WS2相关，但患者表现出不同的表型。例如，家族1中的患者表现出双侧重度听力损失和双侧蓝虹膜，而家族4中的患者则表现为单侧听力损失和单侧蓝虹膜。
本研究首次报道了SOX10基因启动子和5’UTR区域的致病性缺失，扩展了SOX10基因的突变谱。研究结果表明，非编码区的CNVs在WS2中具有重要的致病作用，特别是在增强子和启动子区域的变异。这些发现不仅提高了WS的分子诊断率，还为非编码区变异的临床解释提供了重要依据。
研究还探讨了非编码区变异的功能验证挑战，指出未来需要通过细胞模型或类器官模型进一步研究SOX10非编码区变异对基因功能的影响。此外，研究还强调了大规模基因组项目在非编码区变异研究中的重要性。
本研究通过全基因组测序技术揭示了SOX10基因非编码区变异在WS2中的致病机制，为WS的分子诊断和遗传咨询提供了新的视角和方法。