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關(guān)于遺傳基因檢測(cè)中基因變異臨床意義分級(jí)的建議

2021-07-09 05:18天津市醫(yī)學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)分會(huì)天津市醫(yī)學(xué)會(huì)遺傳咨詢分會(huì)
天津醫(yī)藥 2021年6期
關(guān)鍵詞:致病性表型變異

天津市醫(yī)學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)分會(huì),天津市醫(yī)學(xué)會(huì)遺傳咨詢分會(huì)

由于近年來(lái)高通量測(cè)序技術(shù),尤其是全外顯子組測(cè)序技術(shù)的廣泛應(yīng)用,使得對(duì)海量的基因變異進(jìn)行分析解讀成為可能。美國(guó)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)學(xué) 會(huì)(American College of Medical Genetics and Genomics,ACMG)發(fā)表了基因變異致病性的分類指南,包括非腫瘤性遺傳病相關(guān)的胚系變異(為主體)的分類指南[1-3]、拷貝數(shù)變異的分類指南[4-7]、線粒體tRNA(mitochondrial tRNA)基因變異的分類建議[8-9]。近年關(guān)于致病性分類方法還在不斷修訂中[10-15]。在臨床實(shí)踐過(guò)程中,對(duì)于遺傳基因檢測(cè)報(bào)告的解讀經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生誤解,一方面源自變異水平的致病性分類方法尚不夠完善;另一方面源自臨床醫(yī)生與實(shí)驗(yàn)室人員理解上的偏差。實(shí)驗(yàn)室專家往往強(qiáng)調(diào)基因變異的分類僅僅與變異本身的性質(zhì)相關(guān),而與具體案例(患者、攜帶者或者胎兒)的表型無(wú)關(guān),而臨床醫(yī)生則需要直接面對(duì)臨床案例,不僅要考慮變異本身的性質(zhì),而且要考慮案例的具體情況。

為了彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室人員與臨床醫(yī)生之間關(guān)注焦點(diǎn)的差異,降低臨床醫(yī)生理解檢測(cè)報(bào)告的難度,本文建議:基因檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室不僅要對(duì)變異的致病性進(jìn)行分類,還應(yīng)通過(guò)與臨床科室的密切溝通,對(duì)疑似基因相關(guān)表型譜與具體臨床案例之間的相關(guān)程度進(jìn)行評(píng)估,并在此基礎(chǔ)上對(duì)基因變異進(jìn)行臨床意義的分級(jí)。通過(guò)在檢測(cè)報(bào)告中同時(shí)給出基因變異的致病性分類以及臨床意義的分級(jí),有助于臨床醫(yī)生準(zhǔn)確地理解檢測(cè)報(bào)告,也有助于下一步準(zhǔn)確地向患者和(或)家屬提供臨床遺傳咨詢服務(wù)。

1 臨床信息采集與疑似致病基因相關(guān)表型的回顧

1.1 詳細(xì)表型和家族史采集的重要性 臨床案例的詳細(xì)表型和家族史對(duì)于后續(xù)基因檢測(cè)結(jié)果的分析與解讀具有極為重要的意義。表型資料與家族史的準(zhǔn)確度和全面性不僅可能影響醫(yī)生能否選擇出最合理的檢測(cè)項(xiàng)目,還可能影響到實(shí)驗(yàn)室在數(shù)據(jù)分析解讀中能否定位到真正需要被關(guān)注的基因,也會(huì)影響到能否準(zhǔn)確地進(jìn)行致病性的評(píng)估。在致病性的評(píng)估過(guò)程中,一些證據(jù)點(diǎn)的評(píng)價(jià)需要考慮到臨床相符的程度,如PP1(符合基因型-臨床表型的共分離)和PP4(臨床表型相符并且高度特異)[1]。因此,臨床表型和家族史的采集是否完整與準(zhǔn)確可能會(huì)影響最終的醫(yī)療實(shí)踐。

在完成了基因檢測(cè)之后,還可以根據(jù)基因檢測(cè)報(bào)告所提示的疑似診斷再次進(jìn)行表型采集,以便發(fā)現(xiàn)較為次要的表型,進(jìn)一步確認(rèn)或者排除診斷。尤其是針對(duì)攜帶可疑基因變異的家庭成員,也應(yīng)盡量采集其表型,幫助對(duì)基因型-表型之間的相關(guān)性進(jìn)行評(píng)估及確認(rèn)。

1.2 輔助進(jìn)行表型描述以及查詢的數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)站

1.2.1 人類表型標(biāo)準(zhǔn)用語(yǔ)聯(lián)盟(Human Phenotype Ontology,HPO)和中文人類表型標(biāo)準(zhǔn)用語(yǔ)聯(lián)盟(CHPO)表型標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(kù) 隨著對(duì)人類疾病研究的逐漸深入,科研工作者們?cè)絹?lái)越意識(shí)到臨床表型數(shù)據(jù)的重要性,對(duì)基因型與表型數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合分析成為眾多疾病研究的一個(gè)方向。HPO旨在提供人類疾病中用于描述表型異常的標(biāo)準(zhǔn)詞匯,目前包含約11 000個(gè)名詞和超過(guò)115 000條關(guān)于遺傳性疾病的注釋,還提供了一套針對(duì)約4 000種疾病的注釋(https://hpo.jax.org/app)[16-17]。HPO中每個(gè)術(shù)語(yǔ)描述了一種異常表型,如房間隔缺損。HPO建立者從醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)、Orphanet、利用染色體組分資源建立的人類染色體不平衡與表型數(shù)據(jù)庫(kù)(DatabasE of genomiCvarIation and Phenotype in Humans using Ensembl Resources,DECIPHER)和在線人類孟德?tīng)栠z傳(Online Mendelian Inheritance in Man,OMIM)數(shù)據(jù)庫(kù)獲取信息并進(jìn)一步開(kāi)發(fā),持續(xù)進(jìn)行詞條的維護(hù)和完善。HPO的建立有助于臨床醫(yī)生以標(biāo)準(zhǔn)化的醫(yī)學(xué)術(shù)語(yǔ)來(lái)描述罕見(jiàn)病患者的表型,這樣不僅有利于診斷疾病,確定致病基因,還能幫助研究人員尋找疾病與特定表型之間的關(guān)系。2016年初,國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的專家共同成立了CHPO,基于HPO網(wǎng)站進(jìn)行詞匯的中文翻譯和編輯優(yōu)化,并建立了CHPO搜索引擎(http://www.chinahpo.org),提供詞庫(kù)的免費(fèi)下載,獲得了國(guó)內(nèi)同行的廣泛關(guān)注和贊許。

1.2.2 OMIM數(shù)據(jù)庫(kù) OMIM數(shù)據(jù)庫(kù)(http://www.omim.org)是關(guān)于人類基因和遺傳紊亂的數(shù)據(jù)庫(kù),通過(guò)對(duì)新的病癥分類并命名、收錄表型和相關(guān)致病基因的關(guān)系來(lái)收錄人類孟德?tīng)柤膊⌒畔ⅲ梢酝ㄟ^(guò)臨床特征、表型和基因型來(lái)搜索對(duì)應(yīng)的信息。OMIM數(shù)據(jù)庫(kù)包括大量已知的遺傳病、遺傳決定的性狀及其基因,除了簡(jiǎn)略描述各種疾病的臨床特征、診斷、鑒別診斷、治療與預(yù)防外,還提供已知有關(guān)致病基因的連鎖關(guān)系、染色體定位、組成結(jié)構(gòu)和功能、動(dòng)物模型等資料,并附有經(jīng)縝密篩選的相關(guān)參考文獻(xiàn)。OMIM數(shù)據(jù)庫(kù)持續(xù)更新,是用來(lái)查詢特定致病基因相關(guān)臨床表型的較為可靠的數(shù)據(jù)庫(kù)[18]。

1.2.3 GeneReviews數(shù)據(jù)庫(kù) GeneReviews數(shù)據(jù)庫(kù)(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/-NBK1116)是美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院資助,由美國(guó)華盛頓大學(xué)組織編撰并維護(hù)的一系列在線叢書(shū)數(shù)據(jù)庫(kù)。該叢書(shū)的編寫(xiě)目的是為繁忙的一線醫(yī)學(xué)工作者提供可以直接在臨床上應(yīng)用的遺傳病相關(guān)信息。GeneReviews內(nèi)容非常詳實(shí),并支持遺傳病外顯率的查詢。不僅如此,其還提供包括鑒別診斷、治療方案、風(fēng)險(xiǎn)因素、監(jiān)控方案和遺傳咨詢等信息,適合臨床醫(yī)生和遺傳咨詢師使用。截至2021年4月25日,GeneReviews共收錄了796個(gè)章節(jié)且在不斷增加中。2016年底,國(guó)內(nèi)專家開(kāi)始著手建立中文版GeneReviews(https://genereviews.nrdrs.org.cn/paper/index),翻譯全部現(xiàn)有詞條并根據(jù)英文原版及時(shí)進(jìn)行更新,添加了更多英文版未涵蓋的詞條和中國(guó)人群特有的信息,如中國(guó)人群中的發(fā)病率和變異熱點(diǎn)等。

1.2.4 人類基因突變數(shù)據(jù)庫(kù)(Human Gene Mutation Database,HGMD) HGMD(http://www.hgmd.cf.ac.uk)存儲(chǔ)了與人類疾病相關(guān)的致病變異信息,內(nèi)容動(dòng)態(tài)更新,不斷添加新的數(shù)據(jù),并且淘汰被認(rèn)為可能存在錯(cuò)誤的信息[19]。該數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)覆蓋了超過(guò)1.1萬(wàn)個(gè)可能與人類疾病相關(guān)的基因,以及超過(guò)29萬(wàn)種有關(guān)的變異(以致病性的變異為主),并且注明可能與每個(gè)變異相關(guān)的臨床表型。該數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)成為臨床基因測(cè)序結(jié)果的解釋中不可或缺的重要工具之一。

1.2.5 MalaCards數(shù)據(jù)庫(kù) MalaCards數(shù)據(jù)庫(kù)(http://www.malacards.org)是人類疾病及其注釋的綜合匯編[20-21]。當(dāng)前版本包括來(lái)自74個(gè)來(lái)源的21 369種疾病的信息。對(duì)于每一種疾病,數(shù)據(jù)庫(kù)都會(huì)顯示一張帶有關(guān)于該疾病的各種注釋信息的“疾病卡”,匯總了該疾病的各種已知信息。這些信息來(lái)自GeneCards數(shù)據(jù)庫(kù)、文獻(xiàn)檢索和GeneAnalytics基因集分析工具。MalaCards數(shù)據(jù)庫(kù)使用一個(gè)自動(dòng)計(jì)算信息檢索引擎,通過(guò)利用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)以及GeneCards平臺(tái)收集的信息,整理和填充疾病卡。MalaCards數(shù)據(jù)庫(kù)整合了專門(mén)疾病和一般疾病列表,包括罕見(jiàn)疾病、遺傳病和復(fù)雜疾病等。MalaCards中每種疾病的相關(guān)基因的平均數(shù)多于OMIM,其特點(diǎn)是大而全,注解來(lái)源于文獻(xiàn),但可靠性不易判斷。當(dāng)在OMIM上未發(fā)現(xiàn)與基因?qū)?yīng)的疾病時(shí),可嘗試該數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.2.6 DECIPHER數(shù)據(jù)庫(kù) DECIPHER數(shù)據(jù)庫(kù)(https://decipher.sanger.ac.uk/index)是目前分子遺傳學(xué)中最重要的生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)之一。DECIPHER是一項(xiàng)國(guó)際化的合作項(xiàng)目,截至2021年4月25日,向該數(shù)據(jù)庫(kù)上傳數(shù)據(jù)的研究項(xiàng)目達(dá)到294個(gè),開(kāi)源的病例記錄超過(guò)3.85萬(wàn)個(gè)。用戶可以通過(guò)檢索數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)現(xiàn)一系列相關(guān)的遺傳疾病信息,包括變異位點(diǎn)和臨床表型等,從而提高臨床診斷效能。

1.2.7 人類基因組結(jié)構(gòu)變異(database of genomic variants,DGV)數(shù)據(jù)庫(kù) DGV數(shù)據(jù)庫(kù)(http://dgv.tcag.ca/dgv/app/home)是正常人群的染色體結(jié)構(gòu)變異數(shù)據(jù)庫(kù),提供了人類染色體結(jié)構(gòu)變異的概況信息,記錄了一系列基因變異與表型相關(guān)的信息,是目前在結(jié)構(gòu)變異的致病性評(píng)級(jí)中常用的對(duì)照人群數(shù)據(jù)庫(kù)。DGV數(shù)據(jù)庫(kù)收錄了健康人群樣本中大于50 bp的基因組結(jié)構(gòu)變化信息[22]。

1.2.8 MitoMap(人類線粒體基因組)數(shù)據(jù)庫(kù) MitoMap數(shù)據(jù)庫(kù)(https://mitomap.org/MITOMAP)[23-24]收錄了大量人類線粒體的全長(zhǎng)序列數(shù)據(jù)(>51 800份)以及超過(guò)1.9萬(wàn)個(gè)基因變異位點(diǎn),并對(duì)其中可能具有致病性的變異位點(diǎn)相關(guān)的臨床表型進(jìn)行了羅列。該數(shù)據(jù)庫(kù)是臨床線粒體病測(cè)序?qū)嶒?yàn)室最常用的數(shù)據(jù)庫(kù)之一。

1.2.9 Phenolyzer工具 Phenolyzer工具(http://phenolyzer.wglab.org)可以十分方便地提供從標(biāo)準(zhǔn)化表型到可能相關(guān)基因的檢索[25],目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于遺傳分析工作中。該工具不僅能給出與特定表型(或一組表型)相關(guān)的基因信息,并且給出了按照優(yōu)先級(jí)從高到低的排序。

2 基因變異致病性分類

2.1 基本的五分類 根據(jù)ACMG的相關(guān)指南,不論何種類型的遺傳物質(zhì)變異(點(diǎn)突變/拷貝數(shù)變異/線粒體變異),都可以按照五分類法對(duì)變異的致病性進(jìn)行分類:致病性變異(pathogenic variants)、可疑致病性變異(likely pathogenic variants)、致病性不明確的變異(variants of unknown significance)、可能良性的變異(likely benign variants)、良 性 的 變 異(benign variants)[1]。

2.2 對(duì)致病性變異的細(xì)分 在解讀致病性變異和可疑致病性變異時(shí),還應(yīng)當(dāng)適時(shí)地考慮到外顯率、表現(xiàn)度,甚至還需要考慮到致病機(jī)制。同一個(gè)致病基因的不同變異可能具有迥異的外顯率和表現(xiàn)度,甚至還可以引起完全不同的表型。這些方面都是在基因檢測(cè)結(jié)果的臨床解釋中要考慮到的。尤其是當(dāng)患者家庭中存在變異攜帶狀態(tài)符合患者的特點(diǎn)而沒(méi)有臨床表型的家庭成員時(shí),對(duì)于外顯率較低或者是極低的變異,應(yīng)當(dāng)盡量在臨床報(bào)告中給出相關(guān)的信息。即使根據(jù)基因變異分類指南可以將此類變異分類為“致病性變異”,也推薦使用“外顯率較低的致病性變異位點(diǎn)”、“外顯率極低的致病性變異位點(diǎn)”或者“患病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的基因變異”對(duì)此類變異進(jìn)行描述。

對(duì)基因變異進(jìn)行致病性分類時(shí),還常常遇到一種窘境:由于臨床信息可能不全面,或者不能確認(rèn)患者與送檢父母之間是否為親生關(guān)系,使得本來(lái)可以獲得較高級(jí)別的證據(jù)強(qiáng)度卻不得不調(diào)低,僅能將變異分類為“致病性不明確的變異”,而在采集到完整的信息之后,恰好能根據(jù)更新的證據(jù)將致病性分類上升為“可疑致病性變異”。遇到此類情形時(shí),推薦將此類變異的分類描述為“尚不能肯定具有致病性(variants of unknown significance,VUS),但偏向于具有致病性的變異(VUS-likely pathogenic,VUS-LP)”。

2.3 基因變異分類的擴(kuò)展 針對(duì)可能與臨床相關(guān)的疾病易感性變異位點(diǎn)而言,原則上應(yīng)該綜合是否已有功能學(xué)研究的證據(jù)支持、相關(guān)疾?。ɑ蛱囟ū硇停┑倪z傳度、風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)性的強(qiáng)度等因素。風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的強(qiáng)度可用比值比(OR值)、相對(duì)危險(xiǎn)度(RR值)、加權(quán)遺傳風(fēng)險(xiǎn)(CGR值)等指標(biāo)來(lái)描述。本文建議,可根據(jù)是否已有功能學(xué)驗(yàn)證的證據(jù)將變異位點(diǎn)分為兩類:一類位點(diǎn)不僅有群體統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)支持,而且所在的基因與所關(guān)注的疾病之間的關(guān)系已經(jīng)有充分的功能研究證據(jù);另一類位點(diǎn)則僅僅有群體統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)支持,但是尚缺乏可靠的功能研究證據(jù)支持。

尚有一類基因變異,它們可能有較高的人群頻率,通常并不引起疾病,但是有可能會(huì)引起特殊的生化表型或者特殊的體征。此類變異可以劃分為功能多態(tài)性變異的范疇。在特定的情況下,檢測(cè)到此類變異也可能輔助臨床解釋。因此,在基因變異的分類中,除了按是否具有致病性進(jìn)行劃分以外,補(bǔ)充功能多態(tài)性變異也有助于臨床實(shí)踐和遺傳咨詢。見(jiàn)表1。

Tab.1 Pathogenicity classification of human gene variants表1 基因變異的致病性的分類

3 意外發(fā)現(xiàn)

在進(jìn)行高通量測(cè)序,尤其是全外顯子組測(cè)序和全基因組測(cè)序時(shí),檢測(cè)的范圍不僅覆蓋了與重點(diǎn)關(guān)注的表型相關(guān)的基因,也覆蓋了其他大量的遺傳信息。在對(duì)高通量測(cè)序結(jié)果分析時(shí),常??梢砸馔獾匕l(fā)現(xiàn)與重點(diǎn)關(guān)注表型無(wú)關(guān),但是具有重要的提前診斷意義的基因變異。

ACMG最早在2012年開(kāi)始了關(guān)于意外發(fā)現(xiàn)的討論[27],并且后續(xù)提出了較為體系化的基本原則以及具體的“最少應(yīng)該報(bào)告的意外發(fā)現(xiàn)的致病基因范圍”[28-30]。作為基本原則,在高通量測(cè)序數(shù)據(jù)的分析和報(bào)告中,至少應(yīng)該報(bào)告外顯率較高、可引起嚴(yán)重?fù)p害、提前診斷可以使得患者獲益的致病性的變異[29]。

4 案例的臨床表型與可疑基因相關(guān)表型譜之間的相符程度

不論是基因變異的致病性分類,還是對(duì)案例的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行解釋,實(shí)際上都需要對(duì)可疑基因相關(guān)表型與具體案例的臨床信息(包括患者及家屬的臨床表型、家族史、變異的傳遞方式等)之間的相符程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。本文建議,將臨床符合度劃分為6個(gè)級(jí)別。

1級(jí),高度特異性相符。第一類:臨床案例具有某些高度特異的表型與疑似基因相關(guān),僅1~2個(gè)基因與該表型相關(guān),如有酶活性檢測(cè)結(jié)果支持的、凝血因子Ⅸ/Ⅹ的活性減低的、具有高度特異性的代謝組學(xué)檢測(cè)結(jié)果支持的。第二類:患者具有一系列特殊表型的組合,特殊的發(fā)育里程碑(某些遺傳病的患者在不同的發(fā)育階段表現(xiàn)出不同的特殊表型),僅1~2個(gè)基因與該表型相關(guān),如符合Prader Willi綜合征的里程碑及系列特征性表型、符合天使綜合征的里程碑及特征性表型。

2級(jí),具有一定特異性的相符。有部分特征表型,但是有3~5個(gè)相關(guān)基因,如眼皮膚白化病表型;或是有多個(gè)基因,但是其中某個(gè)基因占比超過(guò)50%的,如常染色體隱性遺傳性非綜合征型耳聾患者檢測(cè)出1個(gè)GJB2的可疑變異。

3級(jí),臨床相符但是沒(méi)有特異性。此類表型具有高度的遺傳異質(zhì)性,缺乏特異性,如智力障礙、自閉癥、癲癇發(fā)作。

4級(jí),臨床部分相符,同時(shí)存在沖突但不能排除相關(guān)性。臨床表型與疑似基因的相關(guān)表型有矛盾之處,但是可能用不完全外顯、不完全顯性、伴隨其他疾病來(lái)解釋。

5級(jí),有沖突可排除。有部分表型相似,但是有某些表型完全不符,并且存在根本性的矛盾,不能解釋。如臨床疑似肌營(yíng)養(yǎng)不良,但是免疫組化結(jié)果完全排除了抗肌萎縮蛋白病(DMD)的可能性;臨床疑似糖原累積癥,但是酶學(xué)檢測(cè)酸性麥芽糖苷酶活性完全正常,可排除GAA致病基因的相關(guān)性。

6級(jí),不相符。臨床表型與疑似病因完全沒(méi)有關(guān)系。

5 臨床意義分級(jí)的辦法

綜合基因變異的致病性分類、臨床相符程度之后,可進(jìn)行臨床意義的分級(jí)。

1級(jí),很可能解釋臨床信息,或具有極強(qiáng)臨床指導(dǎo)意義的變異。(1)對(duì)于案例的診斷有較為明確指導(dǎo)意義的變異。①顯性遺傳基因,分類為致病性或可疑致病性的變異,雜合子、半合子或純合子(需確認(rèn)半合子、純合狀態(tài)同樣可以致病),外顯率不低,臨床相符度為1~4級(jí)。須注意,對(duì)于既可能顯性遺傳,又可能隱性遺傳的基因,必須在變異水平確認(rèn)遺傳方式;純合子患者的表型可能與雜合子個(gè)體的表型完全不同;個(gè)別顯性遺傳基因的半合子或者純合子狀態(tài)可能是不致病的。②隱性遺傳基因,分類為致病性或可疑致病性的變異,復(fù)合雜合子、純合子或半合子,外顯率不低,臨床相符度1~4級(jí)。③線粒體環(huán)DNA,分類為致病性或可疑致病性的變異,臨床相符度1~4級(jí)。(2)可以完全解釋特定臨床表型的功能多態(tài)性位點(diǎn)。(3)對(duì)于患者的治療或預(yù)后具有明確指導(dǎo)意義的變異。

2級(jí),可能有助于解釋臨床,或具有潛在臨床指導(dǎo)意義的變異。(1)對(duì)于案例的診斷有潛在指導(dǎo)意義的變異。包括:①顯性遺傳基因,分類為VUS,臨床相符度為1級(jí);②顯性遺傳基因,分類為VUS-LP,臨床相符度為1~2級(jí);③顯性遺傳基因,分類為VUSLP,臨床相符度為3~4級(jí)(可能在獲取了充分的表型信息之后將臨床相符度上升為1~2級(jí),將致病性分類上升為可疑致病變異);④顯性遺傳基因,分類為VUS-LP,臨床相符度為1級(jí),遺傳自否認(rèn)表型的父母中某一方,表明該變異存在不完全外顯;⑤隱性遺傳基因,純合子,分類為VUS-LP,臨床相符度為1~2級(jí);⑥隱性遺傳基因,復(fù)合雜合子,其中1個(gè)分類為致病性或可疑致病性,另一個(gè)分類為VUS,臨床相符度1~3級(jí);⑦隱性遺傳基因,推測(cè)為復(fù)合雜合子但未經(jīng)證實(shí),其中1個(gè)分類為致病性或可疑致病性,另一個(gè)分類為VUS,臨床相符度1~3級(jí);⑧遺傳方式相符,致病性分類為致病性或可疑致病性,但外顯率較低,臨床相符度1~4級(jí);⑨遺傳方式相符,致病性分類為致病性或可疑致病性,但外顯率極低,臨床相符度1~3級(jí);⑩患病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的變異,已有明確的功能研究的證據(jù),臨床相符度1~3級(jí);?疑似的功能多態(tài)性變異,臨床高度相關(guān);?線粒體環(huán)DNA,分類為致病性或可疑致病性的變異,外顯率較低,臨床相符度3~4級(jí)。(2)可能解釋特定臨床表型的功能多態(tài)性位點(diǎn)。(3)對(duì)于案例的治療或預(yù)后有潛在指導(dǎo)意義的變異。

3級(jí),臨床指導(dǎo)意義不肯定,且不能排除臨床相關(guān)性的變異。(1)顯性遺傳基因的VUS-LP,臨床高度相符,遺傳自否認(rèn)表型的一方父母,沒(méi)有證據(jù)表明該基因存在不完全外顯,或者沒(méi)有證據(jù)表明外顯率為100%。(2)隱性遺傳基因,復(fù)合雜合子,分類均為VUS,臨床相符度1~4級(jí)。(3)隱性遺傳基因,純合子,分類為VUS,臨床相符度1~4級(jí)。(4)隱性遺傳基因,推測(cè)為復(fù)合雜合子但未經(jīng)證實(shí),分類為VUS,臨床相符度1~4級(jí)。(5)隱性遺傳基因的一個(gè)雜合致病性/可疑致病性變異,臨床相符。(6)致病性不明確、臨床相關(guān)性亦不明確的拷貝數(shù)變異(Copy number variation,CNV)。

4級(jí),意外發(fā)現(xiàn)的具有潛在臨床干預(yù)指導(dǎo)意義的變異。(1)符合ACMG意外發(fā)現(xiàn)指南的變異。(2)本實(shí)驗(yàn)室自行定義的具有潛在臨床干預(yù)指導(dǎo)意義的變異。

5級(jí),與臨床信息無(wú)關(guān)的變異,或者分類為良性或可能良性的基因變異。

6 臨床意義分級(jí)的應(yīng)用

本文所提出的臨床意義分級(jí),首先需要厘清基因變異水平的致病性評(píng)估與病例的臨床意義的評(píng)估(圖1)。本文建議,在基因檢測(cè)報(bào)告中,不僅描述基因變異的致病性分類,而且應(yīng)描述基因變異的臨床意義分級(jí),從而提高檢測(cè)報(bào)告的可理解性。以下通過(guò)3個(gè)實(shí)際案例來(lái)闡述如何在臨床檢測(cè)中對(duì)基因變異進(jìn)行臨床意義的分級(jí)。

(1)案例1。女,4歲。因運(yùn)動(dòng)后出現(xiàn)行走姿式異常入院。母親患有“多巴反應(yīng)性肌張力障礙”,目前服用小劑量左旋多巴,可有效控制肌張力障礙發(fā)作。采集患者外周血進(jìn)行全外顯子組測(cè)序,檢測(cè)到1個(gè)雜合變異:GCH1(NM_000161.2)Exon3:c.468T>A p.Tyr156*;后續(xù)檢測(cè)患兒母親的外周血,同樣檢測(cè)到該變異。

依據(jù)ACMG規(guī)范進(jìn)行致病性證據(jù)描述與分類如下:該變異為無(wú)義變異(編碼蛋白質(zhì)的第156位氨基酸Tyr變?yōu)榻K止密碼子,預(yù)計(jì)可使蛋白質(zhì)翻譯提前終止);HGMD、ESP6500、千人基因組和dbSNP147數(shù)據(jù)庫(kù)均未見(jiàn)收錄;患兒及母親的臨床表型均與GCH1基因相關(guān)表型相符。綜合考慮,該變異為致病性變異(按照ACMG的相關(guān)證據(jù)縮寫(xiě)為:PVS1、PM2_supporting、PP1)。

依據(jù)本建議進(jìn)行案例水平臨床分級(jí)如下:GCH1基因的雜合性失功能性變異已經(jīng)被反復(fù)報(bào)道可以引起多巴反應(yīng)性肌張力障礙伴或不伴高苯丙氨酸血癥(MIM128230),這可以解釋患兒及其母親的臨床表現(xiàn)。綜合考慮,臨床分組為“1級(jí),很可能解釋臨床情況,或具有極強(qiáng)臨床指導(dǎo)意義的變異”。

(2)案例2。男,32歲。主因言語(yǔ)欠清1 d入院。近3個(gè)月腦出血2次,發(fā)現(xiàn)高血壓2年,痛風(fēng)5年,目前用4種降壓藥血壓仍控制不佳。采集患者外周血進(jìn)行全外顯子組測(cè)序,檢測(cè)到2個(gè)雜合變異:ABCG2(NM_004827.2)Exon5:c.421C>A;p.Gln141Lys;KCNH2(NM_000238.3)Exon12:c.2892delC;p.Gly965Glufs*9。

Fig.1 Variant level pathogenicity classification and case level clinical significance grading圖1 基因變異水平的致病性分類與病例水平的臨床意義分級(jí)

依據(jù)ACMG規(guī)范進(jìn)行致病性證據(jù)描述與分類如下:(1)ABCG2基因變異(Gln141Lys)。大量文獻(xiàn)支持該變異與痛風(fēng)的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān),雜合子變異的個(gè)體患痛風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)提高1.74倍[31-33]。綜合考慮,該變異分類為患病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的變異。(2)KCNH2基因變異(Gly965Glufs*9)。該變異為框移變異,可引起NMD效應(yīng)(無(wú)義介導(dǎo)的mRNA降解),導(dǎo)致基因功能異常,類似的變異被大量報(bào)道可引起長(zhǎng)QT綜合征;G1000、ESP、ExAC_ALL與gnomAD_genome_ALL數(shù)據(jù)庫(kù)均未見(jiàn)收錄。綜合考慮,分類為致病性變異(按照ACMG的相關(guān)證據(jù)縮寫(xiě)為:PVS1、PM2_supporting、PP4)。

依據(jù)本建議進(jìn)行案例水平臨床分級(jí)如下:(1)ABCG2基因變異(Gln141Lys)。該變異已經(jīng)被明確可以提高痛風(fēng)癥的風(fēng)險(xiǎn)?;颊咄达L(fēng)5年,其他臨床表現(xiàn)可能由痛風(fēng)繼發(fā)(臨床相符但是沒(méi)有特異性)。綜合考慮,臨床分組為“2級(jí),可能有助于解釋臨床,或具有潛在臨床指導(dǎo)意義的變異”。(2)KCNH2基因變異(Gly965Glufs*9)。該變異有害性明確,攜帶該變異患長(zhǎng)QT綜合征的風(fēng)險(xiǎn)較高,而盡早定期進(jìn)行心電圖等電生理檢查及采取預(yù)防手段,極可能會(huì)減少或推遲發(fā)病,從而防止產(chǎn)生嚴(yán)重后果。綜合考慮,臨床分組為“4級(jí),意外發(fā)現(xiàn)的具有潛在臨床干預(yù)指導(dǎo)意義的變異”。

(3)案例3。女,2歲,棄嬰。反復(fù)癲癇發(fā)作。采集外周血進(jìn)行全外顯子組測(cè)序,檢測(cè)到SCN3A基因2個(gè)雜合變異:SCN3A(NM_006922.3)Exon8:c.905A>G p.Asn302Ser和Exon9 c.968G>T p.Ser323Ile。由于父母樣本不可獲得,故不確認(rèn)2個(gè)變異的相位(incis或者in-trans狀態(tài))。

依據(jù)ACMG規(guī)范進(jìn)行致病性證據(jù)描述與分類如下:(1)SCN3A基因雜合變異(Asn302Ser)。該變異為錯(cuò)義變異,有文獻(xiàn)報(bào)道該變異可影響電壓門(mén)控鈉通道的功能[34];dbSNP147、ESP6500siv2_ALL和千人基因組(1000g2015aug_ALL)數(shù)據(jù)庫(kù)均未見(jiàn)收錄;生物信息學(xué)軟件預(yù)測(cè)其有致病可能性。綜合考慮,該變異分類為可疑致病性(按照ACMG的相關(guān)證據(jù)縮寫(xiě)為:PS3_moderate、PP4、PM2_supporting、PP3)。(2)SCN3A基因雜合變異(Ser323Ile)。該變異極為罕見(jiàn),HGMD、dbSNP147、ESP6500和千人基因組數(shù)據(jù)庫(kù)均未見(jiàn)收錄;生物信息學(xué)軟件預(yù)測(cè)其可能影響mRNA的剪接(dbscSNV_ADA預(yù)測(cè)值是0.962,dbscSNV_RF預(yù)測(cè)值是0.692),且預(yù)測(cè)其有致病可能性。綜合考慮,尚不能確定該變異是否有致病性(按照ACMG的相關(guān)證據(jù)縮寫(xiě)為:PM2_supporting、PP3)。

依據(jù)本建議進(jìn)行案例水平臨床分級(jí)如下:(1)SCN3A基因雜合變異(Asn302Ser)。SCN3A基因與家族局灶性癲癇伴可變病灶4型(MIM617935)及嬰兒早期癲癇性腦病62型(MIM617938)相關(guān),均為常染色體顯性遺傳,相關(guān)表型有發(fā)育不良、喂養(yǎng)困難、局灶性癲癇、肌張力降低等,與該臨床信息比較來(lái)看,臨床相符但是沒(méi)有特異性,該基因變異顯性遺傳且外顯率不低。綜合考慮,臨床分組為“1級(jí),很可能解釋臨床情況,或具有極強(qiáng)臨床指導(dǎo)意義的變異”。(2)SCN3A基因雜合變異(Ser323Ile)。與前一個(gè)變異相比,其是否具有致病性尚不能確定,不排除該變異以in-cis或者以in-trans的狀態(tài)與前一個(gè)變異存在協(xié)同作用的可能性。綜合考慮,臨床分組為“2級(jí),可能有助于解釋臨床,或具有潛在臨床指導(dǎo)意義的變異”。

7 其他

目前,絕大多數(shù)遺傳病尚沒(méi)有或者很少有特異性的治療手段,但對(duì)遺傳性腫瘤已經(jīng)有一些基因變異可以指導(dǎo)此類患者用藥。關(guān)于這部分變異的分類,也已在相應(yīng)的ACMG指南中討論??紤]到這類情況的存在,本文建議在遺傳病的基因變異分類中,也采用相同的原則對(duì)具有治療指導(dǎo)意義的變異進(jìn)行分級(jí),這對(duì)于遺傳性腫瘤患兒而言是有價(jià)值的。由于對(duì)非腫瘤遺傳病有治療指導(dǎo)意義的位點(diǎn)為數(shù)不多,本文尚未對(duì)這些變異進(jìn)行展開(kāi)論述。在臨床基因檢測(cè)中如果遇到可指導(dǎo)治療的基因變異,建議參照腫瘤變異分級(jí)指南[35-36]。

目前較為主流的臨床全外顯子組測(cè)序技術(shù)并未特別針對(duì)具有治療指導(dǎo)意義的變異進(jìn)行方法優(yōu)化,這可能使得部分具有明確用藥指導(dǎo)意義的變異位點(diǎn)不在覆蓋范圍內(nèi)。全基因組測(cè)序技術(shù)已經(jīng)在臨床遺傳基因測(cè)序?qū)嶒?yàn)室中有少量的應(yīng)用[37],主要是針對(duì)比較嚴(yán)重的疑似遺傳病患者進(jìn)行檢測(cè),如多發(fā)畸形[38]和心臟疾病[39]等多種遺傳病。在全基因組測(cè)序結(jié)果中就包含了較多具有治療指導(dǎo)價(jià)值的遺傳標(biāo)記[40]。針對(duì)全基因組測(cè)序中覆蓋的具有治療指導(dǎo)意義的變異位點(diǎn)的臨床報(bào)告制定相應(yīng)的指南,也有助于推動(dòng)全基因組測(cè)序技術(shù)的臨床應(yīng)用。

如同基因往往具有多效性,基因變異也同樣可以具有多效性。例如,GBA基因的致病變異不僅可能與戈謝?。ㄆ咸悄X苷脂?。┫嚓P(guān),其雜合子還可能提高患早發(fā)性帕金森病的風(fēng)險(xiǎn)。因此,在具體臨床案例的分析中,從不同的角度看,同一個(gè)基因變異的不同效應(yīng)可能對(duì)應(yīng)不同的臨床分級(jí)。這種情況增加了基因變異臨床分級(jí)的復(fù)雜度。

由于遺傳病表型的多樣性及醫(yī)生對(duì)此類疾病認(rèn)識(shí)的相對(duì)不足,臨床表型采集難免有不足之處,這些都會(huì)對(duì)臨床工作中進(jìn)行基因變異的臨床意義分級(jí)造成影響。本方案在臨床實(shí)踐過(guò)程中必然會(huì)存在一些因素使得分級(jí)存在一定的主觀性,但是這并不影響本方案能夠使讀者更好地理解遺傳檢測(cè)報(bào)告。同時(shí),本方案的實(shí)施也有助于提高廣大臨床工作者對(duì)臨床表型采集的重視程度,促進(jìn)臨床-實(shí)驗(yàn)室間的溝通,不斷提高臨床意義分級(jí)的合理性,從而形成一個(gè)良性循環(huán),最終有利于基因檢測(cè)報(bào)告的解讀及遺傳咨詢。

此外,基因檢測(cè)機(jī)構(gòu)要標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化,要有嚴(yán)格的質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn),并且要不斷更新擴(kuò)大基因譜檢測(cè)范圍,從而發(fā)現(xiàn)更多致病性基因,為臨床提供幫助。臨床醫(yī)師也要熟悉和掌握基因檢測(cè)相關(guān)知識(shí),提高解讀基因報(bào)告的能力與水平。

執(zhí)筆:

蔡春泉 天津市兒童醫(yī)院(天津大學(xué)兒童醫(yī)院),天津市兒科研究所,天津市兒童出生缺陷防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

喻長(zhǎng)順 天津金域醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室,廣州醫(yī)科大學(xué)金域檢驗(yàn)學(xué)院

舒劍波 天津市兒童醫(yī)院(天津大學(xué)兒童醫(yī)院),天津市兒科研究所,天津市兒童出生缺陷防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

李 光 天津醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院遺傳學(xué)系

參與本建議制定的單位及人員(按單位和姓氏拼音排序):

天津大學(xué)兒童醫(yī)院(陳悅,劉楠,呂玲,王萍,徐曉薇,張玉琴)

天津金域醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室(韓曉雪,劉洪洲,劉晴晴)

天津市安定醫(yī)院(李潔)

天津市第二人民醫(yī)院(李穎)

天津市第三中心醫(yī)院(李濤,王鳳梅)

天津市第五中心醫(yī)院(劉曉智,姚玲)

天津市第一中心醫(yī)院(劉麗,徐鳳琴,張美姿,趙明峰)

天津市婦女兒童保健中心(馮樹(shù)人,劉霞,辛力)

天津市海河醫(yī)院(陳懷永,吳琦)

天津市環(huán)湖醫(yī)院(安中平,程秀麗,李慶國(guó),閆華,岳偉)

天津市人民醫(yī)院(董昭櫻,王輝,張?jiān)娢洌?/p>

天津市天津醫(yī)院(張春智)

天津市胸科醫(yī)院(陳慶良,付博,高靜,姜楠,孫大強(qiáng),徐美林,張穎)

天津市眼科醫(yī)院(李津,李軒,史學(xué)鋒)

天津市中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院(崔云峰,王玉水)

天津市中心婦產(chǎn)科醫(yī)院(常穎,羅海寧,任晨春,田秀英,張玥)

天津市中醫(yī)藥研究院附屬醫(yī)院(劉鵬飛)

天津醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院(劉長(zhǎng)山,王建梅,王雪艷)

天津醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院遺傳學(xué)系(李衛(wèi)東,時(shí)文濤,王峰)

天津醫(yī)科大學(xué)眼科醫(yī)院(魏瑞華)

天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院(任麗,于津浦,趙海豐)

天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院(姜麗紅,李增彥,史云芳,張穎,鄭榮秀)

天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院(夏天)

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