结合全长基因剪接分析和SpliceAI预测解读SPINK1基因所有可能编码区单核苷酸变异对剪接的影响

背景：基因编码序列中的单核苷酸变异（SNVs）可显著影响前体mRNA剪接，对致病机制和精准医学具有重要意义。本研究旨在利用成熟的全长基因剪接分析（FLGSA）结合SpliceAI预测，前瞻性解读与慢性胰腺炎相关的SPINK1基因（含四个外显子）所有潜在编码SNVs的剪接效应。结果：本研究首先对先前已通过FLGSA评估的27个SPINK1编码SNVs进行回顾性分析，随后对35个新进行FLGSA检测的SPINK1编码SNVs进行前瞻性分析，接着进行数据外推，最后进行进一步验证。我们共分析了67个SPINK1编码SNVs，占720个可能编码SNVs的9.3%。在这67个经FLGSA分析的SNVs中，发现12个影响剪接。通过详细比较FLGSA结果和SpliceAI预测，我们推断SPINK1基因中其余653个未检测的编码SNVs不太可能显著影响剪接。在12个影响剪接的事件中，九个同时产生正常剪接和异常剪接的转录本，而其余三个仅产生异常剪接的转录本。这些影响剪接的SNVs仅出现在外显子1和2中，特别是在这些外显子的第一个和/或最后一个编码核苷酸上。在12个影响剪接的事件中，11个为错义变异（占506个潜在错义变异的2.17%），一个为同义变异（占164个潜在同义变异的0.61%）。值得注意的是，将SpliceAI的截断值调整为0.30而非常规的0.20，可在不降低敏感性的情况下提高特异性。结论：通过整合FLGSA和SpliceAI，我们确定SPINK1中所有可能编码SNVs中只有不到2%（1.67%）显著影响剪接结果。我们的发现强调了在研究基因的更广泛基因组序列背景下进行剪接分析的重要性，并突显了中间SpliceAI评分（0.20至0.80）固有的不确定性。本研究首次以高准确度前瞻性解读疾病相关基因中所有可能编码SNVs，代表了在外显子组和基因组测序时代从回顾性向前瞻性变异分析转变的有意义尝试。补充信息：在线版本包含补充材料，可在10.1186/s40246-024-00586-9获取。关键词：慢性胰腺炎，全长基因剪接分析（FLGSA），遗传学精准医学，前体mRNA剪接，单核苷酸变异（SNVs），SpliceAI，剪接预测算法，剪接位点，SPINK1基因，变异解读。