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人類基因的隱藏秘密：你知道哪些結構變異可以影響疾病風險嗎？
人類基因組的結構變異是一個引人注目的領域，這些變異對疾病風險的影響逐漸被科學界重視。結構變異（Structural Variation, SV）指的是生物體染色體結構的變化，包括缺失（deletions）、重複（duplications）、拷貝數變異（copy-number variants, CNV）、插入（insertions）、倒位（inversions）及易位（translocations）等。這些變異的影響範圍通常介於1Kb到3Mb之間，這意味著它們的大小比一般單核苷酸 Polymorphisms（SNPs）大，但比染色體異常小。然而，隨著研究的深入，結構變異的定義已擴展至包括超過50bp的事件。
根據研究，約有13%的人類基因組以正常人群結構變異來定義，而至少有240個基因存在同源缺失多態性，這顯示這些基因在人類中是可有可無的。值得注意的是，與參考基因組相比，人類攜帶的單核苷酸變異基因組的中位值達到3.6Mbp，但結構變異的中位值高達8.9Mbp，這使得結構變異成為人類之間基因差異的主要來源。
微觀結構變異與亞微觀結構變異
微觀結構變異能夠透過光學顯微鏡檢測到，特別是如單體型（aneuploidies）、標記染色體（marker chromosome）、大規模重組和染色體大小變異等。雖然一般認為這些結構異常的盛行率會被低估，根據推測，這些變異存在於每375名活產兒中。與此同時，亞微觀結構變異因其小型特性而更難以檢測。2004年，首次利用DNA微陣列的研究顯示出數十個顯示拷貝數變異的基因位點，而到2015年，通過全基因組測序，發現每個基因組內可檢測約5000個結構變異，大小從100個碱基對起，涵蓋了約20Mb的基因組範圍。
拷貝數變異（CNV）及其影響
拷貝數變異（CNV）是一類重要的結構變異，涵蓋插入、缺失及重複等形式。近期的研究表明，進行拷貝數變異測試的人群中有28%的疑似區域確實包含了變異。CNV對人類基因組的影響超過了單核苷酸多態性（SNP），許多CNV位於非編碼區域。這類變異通常是由於不均等重組造成的，因此廣泛存在的相似序列，如LINEs和SINEs，可能是CNV產生的常見機制。
「關於結構變異的研究顯示，某些病理狀況如自閉症，與自發性拷貝數變異有顯著關聯。」
倒位的影響
已知某些倒位與人類疾病有關。例如，在凝血因子VIII基因中出現的400kb重複倒位，是血友病A的常見成因。該基因小型倒位影響iduronate 2-sulfatase（IDS）基因則會導致亨特綜合症。此外，一項最新的研究顯示，一個人可擁有多達56個推定的倒位，非疾病相關的倒位可能比先前認為的普遍得多。
其他結構變異與其表型
結構變異的複雜性逐漸被理解，包括多重倒位和插入等形式所組合的事件。這類變異的發現有助於我們理解基因與表型之間的關係。一些研究顯示，自發性拷貝數變異在自閉症患者中會更頻繁地破壞基因，進而貢獻了5-10%的病例。結構變異不僅與疾病風險相關，還在群體遺傳學中扮演著重要角色，不同變異的頻率可用作推斷不同地區人群之間關係的基因標記。
「一些結構變異可能是因為適應性功能而在某些物種中固定。」
數據庫與檢測方法
現今，許多基因組瀏覽器和生物信息數據庫提供了人類基因組中結構變異的列表。這些數據庫如UCSC基因組瀏覽器和NCBI都能夠顯示結構變異的類型及其影響區域。隨著新技術的發展，包括高解析度的基因組檢測方法，研究者可以利用不同的方法來分析結構變異。
其中，基於陣列的比較基因組雜交技術被認為是最佳的全基因組掃描範疇，而針對特定基因組區域的檢測，主要使用PCR法（如即時定量PCR）。這些技術的進步使得研究者可以更精確地識別與疾病相關的結構變異，並為疾病的早期診斷和預測提供了新的可能性。
結構變異在基因遺傳與疾病風險中的角色尚需進一步探索和理解。在未來，我們或許能揭開這一領域的更多秘密，進而對人類健康和疾病的預防做出深入的貢獻。你是否想過這些結構變異在未來的基因療法中能扮演什麼樣的角色呢？
