背景
单倍剂量不足指一个等位基因突变或者缺失后后，另一个等位基因能正常表达，但这种基因表达翻译后的蛋白水平只有正常的50%，不足以维持正常的生理功能，导致特定表型出现。导致单倍剂量不足的原因有多种，比如一个基因的拷贝发生缺失，或者突变导致不能产生正常的mRNA，或者特殊情况下mRNA或蛋白质不稳定导致降解等。单倍剂量不足现象是导致遗传病发生的一个原因。哪些基因会发生单倍剂量不足呢？目前单倍剂量不足数据来源主要有3个方面：基于疾病的研究、生信软件预测和高通量筛查。
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一、基于疾病的研究
最直接的数据来源便是基于疾病的研究，典型的数据库为OMIM数据库。研究报道中显示，在筛选出的299个人类单倍型剂量不足的基因中，有88个基因只在OMIM数据库中显示；94个基因只在文献中进行了报道；另外117个基因在OMIM与文献中显示了一致的结果。此外，有多个疾病数据库都对单倍剂量不足有所记载（表1）。
表1. 搜集单倍剂量不足的数据库
二、生信软件预测
基于疾病的研究获得的数据库记录范围有限，为了满足基因检测的需要，使用一种覆盖更全面的方法很有必要，因此从生物信息学的角度便产生了相应的预测软件。
最早单倍剂量不足预测工作的文献发表于2010年，基本流程为：从数据库中获取相关基因及其特性；根据数据库中搜集的存在单倍剂量不足的基因信息构建训练模型；使用该模型扫描基因组中蛋白编码基因预测单倍剂量不足基因（图1）。
图1. 单倍剂量不足基因预测模型
目前，已有多种单倍剂量不足预测方法，通过这些方法发现了很多潜在的相关基因（表2）。
表2. 单倍剂量不足基因预测模型
HIPred软件的作者比较了7款相关软件，结果显示，该软件各项指标都显示了最好的性能（表3）。
表3. 七款单倍剂量不足基因预测软件性能比较
三、高通量筛查
模型预测的方法可以发现一些单倍剂量不足的基因，但是也存在一定的不足：预测结果受训练模型数据库信息的影响。因此，高通量筛查的方法得到了广泛应用，常用技术手段为CRISPR。已有研究单位通过此方法对所有人类已知的基因进行了研究。基本流程为：通过CRISPR对单倍体细胞文库的指定基因进行敲除；敲除后的细胞文库与另一个未进行敲除的单倍型细胞文库融合；进行细胞培养并检查细胞活性（图2）。
图2. 基于CRISPR的单倍剂量不足基因鉴定流程
通过筛查，共筛选出650个比较重要的单倍剂量不足基因，包含之前已有的基因与新发现的基因，并且用于软件预测模型建立的基因列表也存在于650个基因中，表明此方法具有较高的可靠性（图3）。
图3. 基于CRISPR方法筛选出来的650个单倍剂量不足基因
结论
单倍剂量不足现象是导致遗传病发生的一个原因，我们可以通过数据库查找、软件预测、高通量筛查的方法判断基因是否为单倍剂量不足，选择合适的方法可以对基因及其致病性进行解读，判断基因型对个体的影响。
参考文献
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