單基因遺傳病的診斷模式不可一錯(cuò)再錯(cuò)

單基因遺傳病的診斷模式不可一錯(cuò)再錯(cuò)?。?！如今，面對(duì)單基因遺傳病這個(gè)困擾臨床多年的“老大難”問(wèn)題，作為臨床醫(yī)生的您，一定有著這樣的困惑——為什么我使用了“高大上”的高通量測(cè)序技術(shù)，仍有許多病例依舊找不到真正的病因？答案應(yīng)該是多方面的，但其中一個(gè)至關(guān)重要卻一直被忽視的原因是：很可能，您所使用的單基因遺傳病的診斷模式是錯(cuò)誤的！此話怎講？接觸過(guò)遺傳病基因檢測(cè)的人都知道，脫離了先證者的家系背景來(lái)談遺傳病基因診斷缺乏最基本的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性。然而，目前的情況卻是，就算您在送檢時(shí)同時(shí)收集了先證者和父母三個(gè)人的樣本，卻并不意味著真正的遺傳病家系檢測(cè)，因?yàn)樵谄浜蟮臋z驗(yàn)和分析階段，國(guó)內(nèi)大部分基因檢測(cè)公司的策略是先對(duì)先證者進(jìn)行測(cè)序，找到疑似的一個(gè)或幾個(gè)致病基因位點(diǎn)，然后，再對(duì)其父母的相應(yīng)基因位點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)和對(duì)比，從而來(lái)驗(yàn)證這些疑似位點(diǎn)的致病可能性。

這種先證者單人檢測(cè)后再行父母驗(yàn)證的模式雖說(shuō)也遵循了孟德?tīng)栠z傳學(xué)理論，但是，在實(shí)際的基因數(shù)據(jù)分析過(guò)程中和最終的臨床確診階段，其檢出效率卻大打折扣，特別是，當(dāng)一次檢測(cè)涉及的基因數(shù)量較多時(shí)（如臨床全外顯子組檢測(cè)或全外顯子組檢測(cè)），由于產(chǎn)生的疑似致病突變太多（一次全外顯子組測(cè)序可得出幾十萬(wàn)個(gè)SNP），使用這種分析模式就會(huì)感到明顯的力不從心，不知從何下手，甚至可能延誤臨床診斷。

眾所周知，遺傳病的精準(zhǔn)診斷涉及其后的個(gè)體化治療及產(chǎn)前咨詢，需要高度的科學(xué)性與嚴(yán)謹(jǐn)性。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)的很多基因檢測(cè)公司采用上述這種“偽家系”模式來(lái)診斷遺傳病，也許是基于測(cè)序發(fā)展初期檢測(cè)成本高昂，為了迎合市場(chǎng)的接受度所采取的一種權(quán)宜之計(jì)。然而，現(xiàn)今的基因測(cè)序成本已經(jīng)一降再降，“偽家系”診斷模式卻仍在沿用，實(shí)在讓人難以茍同。是時(shí)候，讓這種落伍的診斷模式退出歷史舞臺(tái)了，因?yàn)?，遺傳病基因診斷的模式不可一錯(cuò)再錯(cuò)！什么才是正確的遺傳病基因家系診斷模式呢？Trios模式就是一種正確的“先證者父母”家系診斷模式，其關(guān)鍵點(diǎn)在于對(duì)遺傳病先證者和其雙親三個(gè)人同時(shí)進(jìn)行二代測(cè)序檢測(cè)及數(shù)據(jù)平行比對(duì)分析，以此來(lái)尋找隱藏于疾病表型之下的致病突變和變異類(lèi)型，確認(rèn)疾病的始發(fā)根源?？v觀國(guó)外近幾年有關(guān)各種遺傳病的研究文獻(xiàn)，無(wú)一不是使用的Trios家系檢測(cè)模式。2014年，JAMA上發(fā)表了一篇名為“ClinicalExomeSequencingforGeneticIdentificationofRareMendelianDisorders”的文獻(xiàn)【1】，研究對(duì)象為臨床上診斷未明的疑似遺傳疾病患者共814例，檢測(cè)方案為臨床全外顯子組測(cè)序（Clinicalexomesequencing，CES），并分別采用家系（trio-CES）和先證者（

proband-CES

）兩種診斷模式，研究結(jié)果如下：此項(xiàng)研究的結(jié)果提示，不論是總的疑似遺傳病患者組還是發(fā)育遲緩患兒組，Trios診斷模式的陽(yáng)性率都明顯高于先證者模式（圖一）。并且，文章還指出——“兩種診斷模式在陽(yáng)性率方面的顯著差異來(lái)自于Trios模式對(duì)于新生突變和復(fù)合雜合突變的識(shí)別”。Trios家系診斷模式的理論依據(jù)

通過(guò)Trios家系診斷模式來(lái)進(jìn)行基因突變的數(shù)據(jù)分析，是根據(jù)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)對(duì)各種單基因遺傳病顯性和/或隱性遺傳方式的認(rèn)識(shí)與積累，來(lái)判斷某個(gè)基因是否符合家系遺傳共分離原則。

所謂共分離是指遺傳病表型與基因型是共同綁定著的，因此，在一個(gè)家系當(dāng)中，患者和非患者的基因型是不一樣的，在疑似致病基因上，患者應(yīng)該是以致病方式攜帶，而非患者應(yīng)該是非致病方式攜帶的。

基于對(duì)這個(gè)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，Trios家系模式就可發(fā)揮非常強(qiáng)大的遺傳學(xué)過(guò)濾分析作用，其邏輯如下:

如果孩子是先證者，父親和母親表型正常，那么，以孩子的某個(gè)突變基因?yàn)楹诵?，?duì)比其父母在相同基因位點(diǎn)上是否攜帶此變異以及變異的呈現(xiàn)形式（雜合或純合），將三者進(jìn)行平行比對(duì)，從而判斷這個(gè)基因的變異是否為致病突變。上面這個(gè)表格展示了幾種典型的突變基因家系共分離的分析過(guò)程。具體是怎么分析的呢？例如，表格中的基因2：在這里，先證者基因有一個(gè)雜合突變，關(guān)聯(lián)一種常染色體顯性遺傳病，家系橫向?qū)Ρ劝l(fā)現(xiàn)，父母都不攜帶，此突變可確認(rèn)為新生突變（De-novo），并從遺傳學(xué)意義上確定這個(gè)基因的致病可能。

再來(lái)看看表格中的基因5，情況是這樣的：這個(gè)基因關(guān)聯(lián)一個(gè)常染色體隱性疾病，先證者此基因上有兩個(gè)雜合突變，經(jīng)家系比對(duì)發(fā)現(xiàn)，父母各自攜帶一個(gè)雜合突變，這就是典型的復(fù)合雜合所導(dǎo)致的隱性遺傳病。

同理，在對(duì)檢測(cè)得出的拷貝數(shù)變異（CNV）數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)，結(jié)合先證者和父母的CNV攜帶情況，Trios家系模式也同樣可發(fā)揮去偽存真的作用，幫助我們判斷某個(gè)CNV是否具有致病性。舉個(gè)“栗子”來(lái)嘗嘗~~例1．某患兒，采用臨床全外顯子組先證者篩查＋后期父母位點(diǎn)再驗(yàn)證的檢測(cè)診斷模式。檢測(cè)過(guò)程如下----首先，二代測(cè)序及分析后得出幾個(gè)疑似致病基因位點(diǎn)：其后，醫(yī)生結(jié)合其相關(guān)疾病遺傳方式和患兒臨床特征綜合分析考慮，認(rèn)為DOCK8基因上的復(fù)合雜合突變致病可能性高，隨后針對(duì)父母的此基因突變位點(diǎn)進(jìn)行一代測(cè)序?qū)Ρ闰?yàn)證：最后，從父母一代測(cè)序驗(yàn)證結(jié)果來(lái)看，患兒DOCK8基因上的兩個(gè)雜合變異均來(lái)自其父親，不符合家系共分離規(guī)律，為此，醫(yī)生只能很遺憾的排除此基因的致病可能。例2.

某患兒，采用Trios診斷模式，二代測(cè)序結(jié)果如下：在常染色體顯性遺傳病的基因PIK3R2上，先證者攜帶一個(gè)雜合變異，父母都不攜帶，這就是新生（de-novo）變異，而其下面的那些基因變異都不符合共分離原則，可以過(guò)濾掉。

從以上的兩個(gè)例子不難看出，一次二代測(cè)序后會(huì)得出很多疑似致病的基因變異，先證者診斷模式想要不漏掉可疑的變異，需要對(duì)很多突變做父母的一代測(cè)序驗(yàn)證和共分離分析，這就不可避免的延長(zhǎng)了整體的診斷時(shí)間，也增加了臨床醫(yī)生后期選擇突變位點(diǎn)進(jìn)行一代驗(yàn)證的難度，導(dǎo)致檢測(cè)效率降低。而且，從驗(yàn)證費(fèi)用上看，如果要想把所有先證者檢測(cè)后的疑似變異都做一代驗(yàn)證，成本會(huì)非常高昂。而Trios家系模式可以一步到位發(fā)現(xiàn)新生突變和復(fù)合雜合變異，過(guò)濾掉不符合家系共分離的假陽(yáng)性變異，精準(zhǔn)鎖定具有高度致病性的突變，大大提高了分子診斷的效率和陽(yáng)性率，即便后期需要做一代驗(yàn)證，費(fèi)用也低得多。Trios家系診斷模式優(yōu)勢(shì)總結(jié)與先證者再驗(yàn)證模式比較，Trios家系診斷模式的優(yōu)勢(shì)主要突顯在以下幾個(gè)方面：關(guān)于遺傳方式，我們想說(shuō)……當(dāng)然，單基因病的遺傳規(guī)律不止顯性和隱性遺傳這么簡(jiǎn)單，常常夾雜著很多復(fù)雜因素在里面。比如，女性會(huì)存在X染色體的選擇性失活，又如，隱性遺傳病僅僅發(fā)現(xiàn)一個(gè)單雜合突變，但這個(gè)突變的關(guān)聯(lián)疾病和患者的表型非常吻合，那么，有可能另一個(gè)雜合突變存在于非編碼區(qū)，盡管這種非編碼區(qū)突變導(dǎo)致疾病的概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于編碼區(qū)突變。

所以，在分析具體案例時(shí)，還需要考慮是否涉及這些復(fù)雜因素，綜合考量判斷，不能簡(jiǎn)單地“一刀切”。結(jié)語(yǔ)放眼未來(lái)，基因測(cè)序和分析技術(shù)日新月異，成本卻在不斷下降，Trios家系診斷模式的性價(jià)比也在節(jié)節(jié)攀升，最重要的是，Trios模式能夠大大提高分子診斷的真陽(yáng)性率，縮短測(cè)序后數(shù)據(jù)分析的時(shí)間，幫助醫(yī)生高效率找到遺傳病致病根源。

所以，要想真正解決單基因病診斷難題，請(qǐng)堅(jiān)決采用Trios家系診斷模式！【參考文獻(xiàn)】[1]LeeH,DeignanJL,DorraniN,S