Omics精进03|一文彻底搞明白Germline Mutation和Somatic Mutation

胚系突变（Germline Mutation）和体细胞突变（Somatic Mutation）在WES、WGS、Gene Panel检测时常常遇到，二者最大的区别是「胚系突变可以遗传给后代，而体细胞突变不能够遗传给后代」。本文将从「形成原因、遗传性、功能、发生时期、变异检测」几个方面介绍二者的区别。

上图，直观理解二者区别

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形成原因

  • Germline mutations 主要是由于「生殖细胞（germ cells）突变」导致，生殖细胞在男性中为精源细胞，突变发生在睾丸中；生殖细胞在女性中为卵细胞，突变发生在卵巢中。
  • Somatic mutations主要是由于「体细胞（somatic cells）突变」导致，皮肤，肝脏，骨髓，眼睛等的细胞均为体细胞，但不包含生殖细胞。

遗传性

  • Germline mutations 本质上是遗传性的，因为它们发生在参与受精的配子（ gametes）中。因此，已经发生突变的亲本死亡将不会消除该突变，而是「传递给后代」。
  • Somatic mutations会「传给daughter cells」，一直存在直到它们最初发生的亲本细胞死亡或子细胞（如果有）死亡或生物体本身死亡为止。

上图，一个细胞分裂为两个 「daughter cells」

功能

  • 在大多数情况下，Germline mutations 是“沉默的”，不对亲本产生影响，除非它们影响配子（ gametes）的产生。尽管这些突变会造成负面影响，例如「罕见疾病，甚至癌症」，但仍可促进人类健康的遗传多样性。
  • Somatic mutations仅仅在发生突变的细胞中起作用。但是，在某些情况下，它们可能会显示有害影响，如「对细胞造成损害，癌变或细胞死亡。」

发生时期

  • Germline mutations发生在「减数分裂」的过程中，因为性细胞需要将其染色体分裂成两半，以便在受精过程中恢复原始的染色体数。在精子中发生这种突变的可能性要比在卵子中发生的可能性高，因为前者形成过程中发生的细胞分裂数量要多于后者，这使得雄性的种系突变率更高。
  • Somatic mutations发生在「有丝分裂」期间，所有体细胞仅通过该过程分裂。这是因为，有丝分裂产生的子细胞具有相等数目的染色体，这对于维持细胞中的人类染色体数目至关重要。

mutation检测

  • 单有癌样本是无法区分Germline mutations和Somatic mutations的，只有加入健康样本才能过滤掉Germline mutations找出Somatic mutations。

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