【高通量測(cè)序技術(shù)不斷突破遺傳病診斷瓶頸】

隨著人類基因組計(jì)劃的完成，基因組學(xué)研究快速發(fā)展起來，并逐漸由科研走入臨床，越來越廣泛地應(yīng)用于遺傳病的篩查與診斷。近年來，高通量測(cè)序技術(shù)發(fā)展十分迅速，使得基因檢測(cè)效率不斷提高，為臨床疾病診斷提供了可靠依據(jù)。

戴毅教授表示，十年前臨床對(duì)于遺傳病，如杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良癥 (DMD)的微小突變檢測(cè)，主要是依靠Sanger測(cè)序技術(shù)，但由于DMD的致病基因由79個(gè)外顯子構(gòu)成，Sanger測(cè)序技術(shù)在檢測(cè)方面具有一定的局限性，難以快速穩(wěn)定的完成所有外顯子檢測(cè)，而隨著高通量測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，這個(gè)問題很快得到解決，通過基因芯片捕獲和高通量測(cè)序的方法可以準(zhǔn)確檢測(cè)出致病基因的微小突變。

基于高通量測(cè)序技術(shù)， Panel (將若干基因?qū)?yīng)的探針設(shè)計(jì)到同一張捕獲芯片上以捕獲目標(biāo)DNA并用于后續(xù)基因檢測(cè)) 檢測(cè)應(yīng)運(yùn)而生，由于其可以在較短的周期內(nèi)一次性檢測(cè)多個(gè)基因而迅速在臨床中得到廣泛應(yīng)用。隨著芯片覆蓋的目標(biāo)基因及區(qū)域的增大，Panel能捕獲到的致病變異也隨之增加。戴毅教授舉例道，如華大基因早前的1445-單基因遺傳病檢測(cè)Panel，包含了臨床中具有檢測(cè)意義的多種單基因病致病基因。

目前認(rèn)為，單基因遺傳疾病約85%的基因變異位于基因組外顯子區(qū)，許多遺傳病研究者將關(guān)注點(diǎn)聚焦在了該區(qū)域，這也加速了WES測(cè)序技術(shù)的出現(xiàn)。隨著高通量測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，WGS的檢測(cè)范圍更為全面而廣泛，可以同時(shí)檢測(cè)單核苷酸變異、拷貝數(shù)變異及線粒體環(huán)基因變異等，進(jìn)一步提升了臨床遺傳病診斷的效能。

那么WGS的出現(xiàn)是否會(huì)取代WES，又或者WES是否會(huì)取代Panel呢？在戴毅教授看來，每一種技術(shù)都有其存在的優(yōu)勢(shì)與價(jià)值，例如Panel針對(duì)的是小范圍的基因檢測(cè)，具有更高的測(cè)序深度，可保證檢測(cè)范圍的敏感性，很少發(fā)生致病突變的遺漏。他認(rèn)為，當(dāng)檢測(cè)目標(biāo)比較明確的時(shí)候可以優(yōu)先選擇Panel檢測(cè)。

WES的優(yōu)勢(shì)在于其更大的測(cè)序范圍，測(cè)序數(shù)據(jù)量10-12Gb就可以得到100X的有效測(cè)序深度，能夠?qū)?萬多個(gè)基因同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。但WES的優(yōu)勢(shì)與不足也是瑕瑜互見，與Panel相比，WES測(cè)序范圍擴(kuò)大后，其測(cè)序深度遠(yuǎn)不及Panel，此外，在幫助病因診斷時(shí)WES成本仍然較高，目前的分析方法也尚未完善，有時(shí)無法從海量的數(shù)據(jù)中迅速找出有意義的信息。對(duì)此，戴毅教授表示，針對(duì)WES存在的問題，臨床實(shí)踐中也探尋到一些解決方案，如采用虛擬Panel，測(cè)序后根據(jù)患者臨床表型的指向分階段進(jìn)行分析，這種分析策略在一定程度上減輕了生物信息分析和數(shù)據(jù)解讀的壓力。目前，當(dāng)臨床對(duì)目標(biāo)疾病診斷沒有明確方向時(shí)，更傾向于使用WES測(cè)序技術(shù)。

Panel與WES在遺傳病檢測(cè)方面各有優(yōu)勢(shì)，但仍然存在一些技術(shù)上的局限性，尤其在一些外顯子區(qū)域外的致病突變以及結(jié)構(gòu)變異方面。相比之下WGS可對(duì)受檢者基因組中的全部DNA序列進(jìn)行檢測(cè)，較WES所覆蓋的區(qū)域更廣，可較好的檢測(cè)拷貝數(shù)變異、線粒體基因組突變等變異類型。WGS雖然優(yōu)勢(shì)明顯，但價(jià)格昂貴卻是其大規(guī)模臨床應(yīng)用的一大阻礙，并且與WES一樣，WGS同樣存在數(shù)據(jù)分析方面的挑戰(zhàn)，其覆蓋的區(qū)域是WES覆蓋區(qū)域的50-100倍，相當(dāng)于數(shù)據(jù)池也擴(kuò)大了50-100倍。

根據(jù)戴毅教授自己的應(yīng)用體會(huì)，他表示，臨床目前還是很少直接使用WGS進(jìn)行遺傳病檢測(cè)，更多的是用于一些疑難病例，如WES檢測(cè)沒有發(fā)現(xiàn)致病突變，但又肯定患者是遺傳病的情況。他還提到，隨著WGS成本的下降及分析方法的提高，WGS定會(huì)有更加廣闊的臨床應(yīng)用場(chǎng)景，并且如果測(cè)序深度能夠進(jìn)一步提高到50X，很好覆蓋WES測(cè)序所涵蓋的檢測(cè)范圍，WGS則完全有可能取代WES。

【MDT團(tuán)隊(duì)建設(shè)提升臨床遺傳咨詢能力】

基因檢測(cè)技術(shù)在臨床的應(yīng)用已然為疾病的預(yù)防、診斷提供了一把“利器”，但在臨床轉(zhuǎn)化的過程中，要實(shí)現(xiàn)其意義，遺傳咨詢是必不可少的一環(huán)。

無論是panel、WES或WGS，就臨床中患者對(duì)基因檢測(cè)技術(shù)的接受度而言，戴毅教授認(rèn)為，患者的態(tài)度取決于醫(yī)生對(duì)該技術(shù)的了解程度以及咨詢建議。在檢測(cè)前進(jìn)行遺傳咨詢時(shí)，如果醫(yī)生對(duì)疾病可能的檢出概率有一個(gè)準(zhǔn)確的預(yù)估，能夠評(píng)判該技術(shù)是疾病診斷的金標(biāo)準(zhǔn)還是僅用于輔助診斷，并根據(jù)相關(guān)指南與規(guī)范選擇適用的技術(shù)，那么患者的接受度會(huì)很高。他還表示，由于不同檢測(cè)方法在疾病檢出率方面的優(yōu)勢(shì)與局限性不同，在進(jìn)行遺傳咨詢時(shí)與患者充分溝通不同檢測(cè)方法的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)也十分重要。

但目前，基因檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于臨床面臨的最大挑戰(zhàn)是遺傳咨詢服務(wù)的欠缺，尤其檢測(cè)后的報(bào)告解讀是目前國(guó)內(nèi)遺傳咨詢的薄弱環(huán)節(jié)。戴毅教授指出，在遺傳咨詢服務(wù)方面仍有許多問題需要解決，一些發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)值得我們借鑒，例如美國(guó)遺傳專業(yè)的臨床工作者分為遺傳科醫(yī)師與遺傳咨詢師，他們會(huì)與其他科室的醫(yī)生組成一個(gè)多學(xué)科會(huì)診 (Multiple Disciplinary Team, MDT) 團(tuán)隊(duì)向患者提供服務(wù)，檢測(cè)前由遺傳咨詢師提供相關(guān)建議，而檢測(cè)后如需制定治療方案，則由遺傳科醫(yī)師來完成。

雖然我國(guó)在臨床遺傳咨詢專業(yè)人員培訓(xùn)方面也進(jìn)行了諸多嘗試，但該領(lǐng)域的發(fā)展仍有較大的改進(jìn)空間。戴毅教授表示，從臨床的角度來說，MDT團(tuán)隊(duì)是一個(gè)很好的解決方案，自己所在的科室也建立了這樣的團(tuán)隊(duì)，臨床中涉及遺傳病的其他亞專業(yè)醫(yī)生也都參與其中，當(dāng)他們拿到基因檢測(cè)報(bào)告，無法明確其意義時(shí)，團(tuán)隊(duì)會(huì)一起討論，從而給出診斷和治療建議。

【推動(dòng)數(shù)據(jù)共享 推進(jìn)遺傳病研究發(fā)展】

在當(dāng)今的大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，建立中國(guó)人群和遺傳病數(shù)據(jù)資源共享庫，對(duì)于揭示疾病病因、做好預(yù)防、掌握人口健康狀況、引導(dǎo)研究設(shè)計(jì)、科研成果的臨床轉(zhuǎn)化都有著重要作用。行業(yè)中也一直有專家在呼吁中國(guó)人群及遺傳病共享數(shù)據(jù)庫的建立，但當(dāng)前存在著數(shù)據(jù)信息化標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、業(yè)務(wù)流程不統(tǒng)一等問題。

對(duì)此，戴毅教授表示，從宏觀角度來看，臨床檢測(cè)患者共享數(shù)據(jù)利大于弊。臨床對(duì)遺傳病的診斷重點(diǎn)在于致病位點(diǎn)的判定，而通過共享的大數(shù)據(jù)可以了解疾病的致病位點(diǎn)在人群中的分布情況以及類型和特征。當(dāng)前國(guó)際上的人群數(shù)據(jù)庫中主要數(shù)據(jù)來源于歐美人群，但不同地區(qū)、不同人種之間多態(tài)性位點(diǎn)頻率和遺傳病致病位點(diǎn)都相差甚大，建立中國(guó)人自己的人群數(shù)據(jù)庫和遺傳病共享數(shù)據(jù)庫，對(duì)我國(guó)甚至整個(gè)東亞地區(qū)一些特殊致病位點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)有著重要意義。

由于我國(guó)第三方基因檢測(cè)機(jī)構(gòu)比較發(fā)達(dá)，匯總起來，WES已積累到相當(dāng)數(shù)量，但這些數(shù)據(jù)都分散在各個(gè)機(jī)構(gòu)，戴毅教授呼吁，如果能將這些數(shù)據(jù)脫敏后聚集在國(guó)家級(jí)公共的數(shù)據(jù)庫中，將會(huì)極大地推動(dòng)生命科學(xué)的相關(guān)研究。他還提到，在大數(shù)據(jù)時(shí)代，疾病數(shù)據(jù)共享在全世界范圍內(nèi)都是一種趨勢(shì)，但在這種趨勢(shì)下需要規(guī)范處理數(shù)據(jù)，做好脫敏、合理利用，才能展現(xiàn)其價(jià)值與意義。

【專家簡(jiǎn)介】

戴毅 醫(yī)學(xué)博士 北京協(xié)和醫(yī)院 神經(jīng)科 副教授 副主任醫(yī)師

長(zhǎng)期從事神經(jīng)系統(tǒng)疑難罕見病診療，主要致力于神經(jīng)系統(tǒng)單基因遺傳病基因診斷、治療及遺傳咨詢。中華醫(yī)學(xué)會(huì)神經(jīng)病學(xué)分會(huì)遺傳學(xué)組秘書，北京醫(yī)學(xué)會(huì)罕見病分會(huì)委員，北京醫(yī)學(xué)會(huì)神經(jīng)病學(xué)分會(huì)青年委員。

作為訪問學(xué)者，在美國(guó)UNC-Wellstone Center for Muscular Dystrophy Research和Duke University Medical Center-Duke Muscular Dystrophy Association (MDA) Clinic訪問學(xué)習(xí)。

作為子課題負(fù)責(zé)人，參加罕見病國(guó)家重點(diǎn)課題研究，以第一作者發(fā)表的SCI文章10余篇，累計(jì)影響因子50分以上。

聲明：本文由婦產(chǎn)科在線獨(dú)家采編，經(jīng)專家審閱后發(fā)布，未經(jīng)授權(quán)謝絕轉(zhuǎn)載！