世界上有近7000種罕見病，約80%罕見病是源于基因缺陷導(dǎo)致的遺傳病。但由于人類基因組含有約30億對堿基對，造成由基因缺陷導(dǎo)致的罕見病不僅種類繁多，還很少見，大部分醫(yī)生們很難有相關(guān)診斷經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致罕見病人的診斷之路充滿迷霧般的坎坷。有數(shù)據(jù)顯示，全球每個罕見病患者平均看過8個醫(yī)生、有過3次誤診經(jīng)歷、平均確診時間長達(dá)7年多。 cedars-sinai.org 近年來，靶向測序和全基因組測序（WGS）得到廣泛認(rèn)可，逐漸成為輔助醫(yī)生進(jìn)行遺傳病診斷的重要工具。7月17日，中國罕見病聯(lián)盟指導(dǎo)、北京病痛挑戰(zhàn)基金會主辦的“2021第三屆罕見病合作交流會”在北京舉行，與會專家學(xué)者圍繞“健康中國，一個都不能少”這一主題，共同為提高我國罕見病診斷、治療、支付、服務(wù)水平建言獻(xiàn)策。 正如國家兒童醫(yī)學(xué)中心復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院周文浩副院長所說，“遺傳病的臨床表現(xiàn)在疾病早期往往不典型，尤其是在危重癥狀態(tài)下的新生兒中可能尚未完全顯現(xiàn)。危重癥狀態(tài)下的患兒遺傳病表型還可能被其他臨床癥狀所掩蓋，給病因的診斷帶來困難。而基因檢測就像“百度地圖”，帶領(lǐng)我們探索疾病的真相?！?br> 罕見病治療成功的應(yīng)用 人體生理機(jī)制比任何已知的機(jī)器都更為復(fù)雜。人類個體間的典型差異表現(xiàn)在，不同個體基因組之間具有數(shù)以百萬的差異位點(diǎn)。在這些差異位點(diǎn)中，至少有上萬個已經(jīng)知道具有改變生理的潛在作用。基因組內(nèi)核苷酸水平很小范圍的變化，都可能造成紊亂，比如感染疾病，對藥物處理的反應(yīng)?？紤]到患者個體間的差異，對疾病的診斷和治療，都將依賴于對遺傳信息的認(rèn)知。 在測序技術(shù)的幫助下探究疾病和基因間的聯(lián)系，僅僅只是第一步。2011年6月15日, 美國貝勒人類基因組測序中心和有關(guān)機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)布一份報告稱, 貝勒大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員及來自圣地亞哥和密歇根大學(xué)安娜堡分校的專家，通過對一對雙胞胎及其家人進(jìn)行全基因組測序和對比分析, 找到了引起這對患有多巴反應(yīng)性肌張力障礙（Dopa-Responsive Dystonia）疾病的突變基因—SPR基因。 SPR基因編碼的一種酶被認(rèn)為和多巴反應(yīng)性肌張力失常有關(guān)，可以促進(jìn)兩種神經(jīng)遞質(zhì)的合成。該基因的發(fā)現(xiàn)使醫(yī)生能夠?qū)Σ“Y進(jìn)行針對性治療, 并取得了顯著的效果。這也是人類進(jìn)入個體化醫(yī)療時代，全基因組測序在罕見病治療上的一次成功的應(yīng)用。 隨著基因測序技術(shù)的發(fā)展，越來越多的研究證明，基因測序在罕見疾病診斷中扮演著重要角色。2020年6月25號，劍橋大學(xué)血液學(xué)系Willem H.Ouwehand教授團(tuán)隊在Nature上發(fā)表一項研究， 通過對13037名參與者進(jìn)行WGS分析，其中9802名患有罕見疾病，并為7065個具有廣泛表型參與者中的1138名提供了基因診斷，為罕見病治療提供了基因診斷的基礎(chǔ)。  研究者確定了 95 種基因與罕見疾病之間的孟德爾關(guān)聯(lián)，其中 11 種自 2015 年以來已被發(fā)現(xiàn)，至少 79 種被證實(shí)是病因?qū)W。同時，確定了四種新的非編碼變體，它們通過破壞 ARPC1B、GATA1、LRBA 和 MPL 的轉(zhuǎn)錄而引起疾病。因此，在常規(guī)醫(yī)療保健中使用 WGS 進(jìn)行診斷和病因發(fā)現(xiàn)的協(xié)同作用。 因美納大中華區(qū)市場總監(jiān)王飚先生指出：“快速全基因組測序（WGS）是目前罕見病和遺傳疾病診斷的重要手段之一，改變了全球眾多罕見病患者及家庭的命運(yùn)。罕見遺傳疾病一直以來是因美納全球乃至中國聚焦的重要領(lǐng)域，推動中國罕見病診療現(xiàn)狀的不斷改善，使得更多患者和家庭不再面臨求醫(yī)的苦旅，及早確診，獲得更好的診療方案?！?br> 罕見病基因圖譜的擴(kuò)大 自從引入下一代測序技術(shù)以來，每年大約有100 多種新的疾病確定與基因相關(guān)。因此探索罕見病之間的關(guān)系有助于揭示相似罕見遺傳病的共同屬性。然而，從表型特征和分子機(jī)制等多個層面建立如此復(fù)雜和癥狀重疊的疾病之間的關(guān)系是罕見病實(shí)踐中的一個重要挑戰(zhàn)。罕見病的分類、表型特征、潛在遺傳缺陷可以提高發(fā)現(xiàn)潛在致病機(jī)制的概率，最重要的是可以幫助罕見遺傳病的臨床診斷和改進(jìn)治療方案。 2021年，科學(xué)家基于Human Phenotype Ontology （HPO）和Gene Ontology （GO）計算了表型與致病基因之間的定量距離，并發(fā)布了RDmap 的罕見疾病地圖，表型圖譜共收錄罕見病3287種，基因圖譜收錄罕見遺傳病3789種，1718 種重疊疾病連接在兩張地圖之間。該圖譜可幫助助臨床醫(yī)生和研究人員探索日益復(fù)雜的罕見遺傳疾病領(lǐng)域。  罕見病地圖疾病細(xì)節(jié)信息.https://ojrd./articles/10.1186/s13023-021-01741-4 隨著科學(xué)界對于罕見疾病的廣泛關(guān)注，二代測序技術(shù)逐漸用于檢測罕見疾病的致病基因，且取得了顯著成果。測序結(jié)果能夠顯示致病基因的位置及類型等重要信息。 其具有快速、高效、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)以及 產(chǎn)出巨大等特點(diǎn)，對輔助診斷罕見病具有重要意義。 WGS為所需樣本量少無需檢測基因中的非編碼序列，更加經(jīng)濟(jì)，不需要提前預(yù)測致病基因，更適用于診斷困難的罕見病患者。 WGS 檢測對于多拷貝數(shù)變異、內(nèi)含子變異、剪切位點(diǎn)突 變、單堿基變異的識別較其他基因測序技術(shù)更為有效，且WGS偏倚更小， 一致性更好，檢測范圍更廣、速度更快，且通過簡單的抽血采樣就能完成 。 技術(shù)之外的障礙 就像所有新技術(shù)一樣，基因檢測也面臨一些障礙。目前，WGS為罕見病患者提供了明顯的診斷益處。然而，其廣泛采用存在障礙，包括缺乏臨床實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)。 借此時機(jī)，由國家兒童醫(yī)學(xué)中心/復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院，因美納聯(lián)合主辦了“納罕”眾智同心，探索真相會議，重磅發(fā)布了我國首個《危重新生兒遺傳性疾病快速全基因組測序?qū)＜夜沧R》（以下簡稱為《共識》）。該共識在國家兒童醫(yī)學(xué)中心、復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院等專家的指導(dǎo)下，匯集全國11家醫(yī)院基于國內(nèi)外最新的臨床研究和臨床實(shí)踐編寫，為基因測序助力兒童罕見病診療發(fā)展帶來了新思路、新標(biāo)準(zhǔn)、新規(guī)范。  《危重新生兒遺傳性疾病快速全基因組測序?qū)＜夜沧R》發(fā)布，從左至右：王飚先生，吳冰冰教授，羅飛宏教授，周文浩副院長，王達(dá)輝教授 該《共識》首次明確了快速全基因組測序的適用人群、實(shí)施流程、臨床醫(yī)生在基因測序過程中的具體工作、分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室要求、基因檢測數(shù)據(jù)分析等操作規(guī)范。這一共識的發(fā)布填補(bǔ)了國內(nèi)的一個空白。 快速 WGS 測序應(yīng)用于危重癥新生兒病因診斷的關(guān)鍵點(diǎn)在于，能在最短時間內(nèi)得到檢測結(jié)果，為臨床決策提供依據(jù)。 因此在整個檢測實(shí)施流程中需要臨床和實(shí)驗(yàn)室相互配合，做到無縫對接。 來自國家兒童醫(yī)學(xué)中心復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院分子醫(yī)學(xué)中心副主任 吳冰冰教授強(qiáng)調(diào)，“常規(guī)的基因檢測通常需要4-8周的時間，無法滿足危重癥新生兒的迅速明確診斷的需求，而快速全基因組測序，通過建立快速實(shí)施規(guī)范，可將檢測至口頭報告的時間縮短為7到10天，為臨床實(shí)施精準(zhǔn)治療決策提供依據(jù)，改善患兒預(yù)后?！?br>  快速 WGS 臨床和實(shí)驗(yàn)室實(shí)施流程 .DOI:10.3969 / j.issn.1673?5501.2020.05.001 當(dāng)然，昂貴的成本也是面臨的重大挑戰(zhàn)。有數(shù)據(jù)估計，基因測序整個過程的價格大約在2萬人民幣。因此納入檢測的新生兒病例需要有選擇性。未來隨著測序成本的進(jìn) 一步下降，WGS 測序在臨床診斷中的應(yīng)用有望進(jìn)一步拓展。 同時，《共識》強(qiáng)調(diào)，報告解讀和咨詢，變異分析和解讀需要由具有遺傳咨 詢醫(yī)師資質(zhì)或具備遺傳咨詢能力的醫(yī)生完成，該醫(yī)生需要 熟練掌握常見遺傳病的發(fā)病機(jī)制、遺傳模式、臨床表現(xiàn)，能 對家系遺傳病再發(fā)風(fēng)險進(jìn)行計算和評估，并給出臨床指導(dǎo) 意見。發(fā)動 MDT 專家討論，制定臨床決策。 目前，我國遺傳/罕見病檢測仍處起步階段，由于遺傳疾病成因復(fù)雜，相關(guān)基因眾多，涉及外顯子、線粒體、非編碼區(qū)等傳統(tǒng)NGS檢測覆蓋較少的位點(diǎn)區(qū)域，要開發(fā)出罕見病診斷領(lǐng)域臨床檢出率高的產(chǎn)品，存在一定門檻。 罕見病人群健康是全民健康中不可分割的一部分。 伴隨精準(zhǔn)醫(yī)療概念的提出，基因治療技術(shù)獲得迅猛發(fā)展，開辟了診斷和治療罕見病的新方法。產(chǎn)前診斷和新生兒篩查是預(yù)防和及早發(fā)現(xiàn)新生兒罕見遺傳病的重要手段。 伴隨著分子遺傳學(xué)技術(shù)和細(xì)胞遺傳學(xué)的發(fā)展和進(jìn)步，尤其是人類基因組計劃取得的矚目成就，罕見病的診療也必將進(jìn)入“精準(zhǔn)醫(yī)療” 的時代。 參考資料 1.呂薇薇, 李施璇. 人類進(jìn)入個體化醫(yī)療時代——全基因組測序支持治愈美國雙胞胎多巴反應(yīng)性肌張力障礙[J]. 遺傳, 2011(07):112-115. 2.Bycroft,C. et al. The UK Biobank resource with deep phenotyping and genomic data. Nature 562, 203–209(2018) 3.危重新生兒遺傳性疾病快速全基因組測序?qū)＜夜沧R.DOI:10.3969 / j.issn.1673?5501.2020.05.001 4.Marshall C R , Bick D , Belmont J W , et al. The Medical Genome Initiative: Moving whole-genome sequencing for rare disease diagnosis to the clinic[J]. Genome Medicine, 2020, 12(1). 5.Yang J , Dong C , Duan H , et al. RDmap: A Map for Exploring Rare Diseases. 2020. 6.Turro E , Astle W J , Megy K , et al. Whole-genome sequencing of patients with rare diseases in a national health system[J]. Nature, 2020:1-9.
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