單核苷酸多型性

單核苷酸多型性 (Single-nucleotide polymorphism, SNP)
國立臺灣師範大學生命科學系研究助理林如愔

單核苷酸多型性（single-nucleotide polymorphism, SNP）意指DNA序列中的單一鹼基對（base pair）變異，也就是DNA序列中A、T、C、G的改變，換句話說，基因上的一位點出現兩個或多個的核苷酸可能性。目前已知的SNPs中，以T（thymine）取代C（cytosine）的變異最常發生，約佔總數的三分之二。

在一族群中，基因組是存在著DNA序列差異性（sequence differentiation）的，而單核苷酸多型性是最普遍發生的一種遺傳變異，其在人類的發生率大約是0.1%。根據2012年NCBI（美國國立生物技術訊息中心）的資料，已標記出人類有一億多個SNPs，其發生頻率高，且每個人的DNA上所發生的SNP皆不同，故SNP被視作一種基因標記（genetic marker）。它是繼限制性片段長度多型性（restriction fragment length polymorphism, RFLP）以及變異性重複序列（variable number of tandem repeat, VNTR）和微衛星多型性（microsatellite polymorphism）之後，另一個新的多型性遺傳標記，自1994年第一次被提出，漸漸成為分子標記研究的焦點。

大多數SNPs位在基因组的非編碼區；存在於編碼區的SNP約僅有20萬個，稱之為cSNP（coding SNP），有些cSNPs的序列改變並不影響轉譯後的胺基酸序列，通常不會影響個體的表現型；有些則會改變轉譯後的胺基酸序列，進而影響蛋白質的功能，從而可能產生特殊的疾病或是有別於其他人的生物特徵。此外，少數SNPs位於基因的啟動子（promoter）中，可能導致基因轉錄活性改變，而使該基因產物的表現量增加或減少。

目前研究人員已有系統地檢測SNP，希望建立SNP與各種疾病之間的關聯，如能得出某些SNP或SNPs之组合與特定疾病、病患有顯著相關性，疾病的診療將變得更針對性、更個別化。近年來，SNP篩檢已應用在遺傳疾病、藥學與腫瘤醫學的研究上。

由於SNP的產生可能會造成蛋白質表現的改變，所以SNP也是影響個體體質的關鍵，可能使人特別容易或特別不易罹患某些疾病，抑或對於治療藥物的反應有所差異（個體差異）。例如，引起後天性免疫缺乏症候群的HIV病毒在感染人的免疫細胞時，細胞表面必須具有受體（receptor）CCR2和CCR5。當HIV病毒陽性之感染者的免疫細胞帶有一種特殊突變的CCR2（CCR2 V64I）時，該患者的發病時間會比其他感染者晚2~4年。另外，白種人有一種特定的CCR5變異，該基因有一小段長32個核苷酸的序列缺失（deletion），約有9%的白人帶有這種缺失變異，HIV病毒難以感染具有此突變CCR5的個體，而且這種突變在黑人與黃種人中並不存在。

並非所有的SNP都有臨床意義。上述提到的可能對疾病發生或藥物治療有重大影響之SNP只是一小部分，即使產生了SNP，也不一定會造成胺基酸編碼或基因表現的改變。因此，如何從數以億計的SNPs中尋找具有臨床意義的SNP，將是藥物學、遺傳學與個別化醫學的重大挑戰。

參考資料

1. Barreiro, LB, Laval, G, Quach, H, Patin, E, & Quintana-Murci, L. (2008). Natural selection has driven population differentiation in modern humans. Nature Genetics, 40: 340–345.
2. Dean, M, et al. (1996). Genetic restriction of HIV-1infection and progression to AIDS by adeletion allele of the CKR5 structural gene. Science, 273: 1856–1862.
3. NCBI dbSNP Build 137 for Human http://www.ncbi.nlm.nih.gov/mailman/pipermail/dbsnp-announce/2012q2/000123.html
4. Petersen, DC et al. (2002). Novel mutations and SNPs identified in CCR2 using a new comprehensive denaturing gradient gel electrophoresis assay. Hum. Mutat. 20(4): 253-9.