新浪登录
腾讯登录NEJM述评：外显子组测序临床诊断技术的时代悄然而至
| 导读 | <a href="http://img.360zhyx.com/uploads/2012/11/20120907122626569.jpg"><img class="aligncenter size-full wp-image-5558" title="20120907122626569" src="http:... |
<a href="http://img.360zhyx.com/uploads/2012/11/20120907122626569.jpg"><img class="aligncenter size-full wp-image-5558" title="20120907122626569" src="http://img.360zhyx.com/uploads/2012/11/20120907122626569.jpg" alt="" width="377" height="353" /></a>
科学技术的进步迅速改变了医疗遗传学，无论是试验室研究领域还是在临床领域。下一代，或大规模平行测序技术的应用，使得个体基因组中所有基因—所谓的外显子组—的实质测序工作在一天时间内得以完成成为可能。这一技术在2005年开始得到推广应用，几年后发表的第一例原则性证明试验显示外显子组测序对于疾病相关性基因的发现具有重要意义。从此之后，外显子组分析被用于鉴定数十种疾病障碍的遗传性致病原因分析，其中就包括智力障碍分析。<!--more-->
几年前，Veltman和他的同事们利用外显子组测序技术验证了一个假说：散发的智力障碍可能是由de novo 突变引起的（遗传变异发生于受影响的个人而非他们的父母）。日前，de Ligt, Veltman及其同事在NEJM杂志上报道了相似方法应用于100例严重智障患者遗传性致病因素诊断的研究结果。
这些患者全部患有严重性智力障碍，IQ均小于50，先前都经历过大量检查，包括染色体微阵列方法检查染色体缺失和重复。对于每一个患者，来自双亲的DNA序列均可得到分析。通过确定患者外显子组中哪个变异体不在双亲的外显子组中，研究者就能够鉴定出患者的de novo 变异体。并非所有变异体都有病原性，然而，研究者必须验证每一个变异体才能够发表临床报道。
在这篇研究中，已知可导致智力障碍的基因的 de novo 变异体被认为有致病原性，只要患者的表现型与先前描述的表现型相似，并且生物信息学程序预示着变异体损伤（如可能会损害蛋白功能）。考虑到还存在其它基因的de novo 变异体，这项工作是颇伤脑筋的。需要考虑到许多因素，包括关于基因表达和功能的已知信息，生物信息学工具可否预测损伤变化，是否变化发生于进化保守的基因组位点上等等。然而，最终的检查目标，是鉴定出相似患者人群中可预测相同基因遭受损伤的de novo 变异体。作者对第二队列的765例智障患者的5个候选基因进行鉴定，也检查了10例严重智障患者先前得到验证的外显子组。研究人员获得了患者父母的DNA样本复制子，这样他们可以确定从患者体内观察到的变异体是否是de novo变异体。他们在测序的5个候选基因的3个中观察到这种突变发生。
作者如此鉴定出16%的智障患者的遗传学病因，大部分是先前鉴定得出的智障相关基因的突变导致的。这一方法可以诊断出16%的智障患者，是一个令人兴奋的结果，这一水平与检测缺失和重复的染色体芯片技术的表现(15至20%)不相上下。此外19个携带有de novo 突变的基因可能具有致病原性，但是关于这一遗传变异体的临床意义的结论尚不能轻易给出。拥有这些复制子的患者并没有筛查这19个基因的突变，这预示着这些患者的一系列相关基因一旦得到分析，诊断结果可能还会有进一步的收获。
考虑到智力障碍相关的惊人的遗传异质性特征（大量不同基因的突变均可导致这一障碍），外显子组测序被认为是基因序列测序的理想替代方法。但这一方法是否已具备向诊断实验室推广的成熟条件？可以解决16%的患者的诊断的事实提示对于严重性智障患者，这确实是一种值得考虑的合理的诊断检查手段。
另一方面，外显子组测序转化为临床实验室诊断技术的速度快得惊人，这样，要落实这项技术还需要艰苦的学习培训过程，包括数据的解析，将结果报告转化为易于医生和患者家属理解的内容。这与染色体微阵列给出的数据相似，许多报道的变异体具有的临床意义并不确定，有时候不同的实验室可能给出不同的解释。
需要着重指出的是对3项变异体的确认需要对765例智障患者的独立集合进行基因测序—工作量相当大。大多数诊断实验室既没有足够的患者样本，也没有足够的按照这种方法对每一个可能的基因突变进行检查的资源，所以，这就需要研究人员与医师之间的密切合作。一种系统性的方法是对不同实验室间的变异体测序数据进行共享，可加快分析进程，因为确定一个变异体实际的临床意义需要大量的患者数据。最后，不同的研究者用不同的方法定期对检查结果进行重评价以对未明意义的变异体进行重新评估，并对已确认的意义重新标注。这种资源为甚至更多的患者及其家属的诊断提供了便利。
对于医学遗传学来说这是一个值得欣喜的时刻，外显子组测序引起了这一领域的一场革命。 de Ligt 等人的研究展示了这一技术是如何成功地应用于严重智障患者的诊断领域。对于缺失和重叠的典型的基因组范围的检查手段为15—20%的病例提供了精确的诊断。其他研究鉴定了携带有de novo 突变的19项基因，虽然它们的临床意义并不确定，但它可能解释了另外10%—15%的病例。因此，对于今天可用的资源，可能对一部分此类患者实施遗传学诊断。
染色体组学技术经历了快速的进展。常规全基因组测序刚刚露出曙光，对于DNA调控的理解也在逐步深入，可以想见在不久的将来，在另一亚群的患者中，非编码序列的突变也将得到鉴定。从测序数据中发现缺失和重复序列技术的改善将最终消除染色体微阵列的需要。在基因组医学时代，我们需要与乐观和谨慎同行，我们将利用这些崭新的，强大的然而尚不完善的工具指引患者的诊断。
原文链接：<a href="http://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1206524">http://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1206524</a>
<br/>来源：丁香园
科学技术的进步迅速改变了医疗遗传学，无论是试验室研究领域还是在临床领域。下一代，或大规模平行测序技术的应用，使得个体基因组中所有基因—所谓的外显子组—的实质测序工作在一天时间内得以完成成为可能。这一技术在2005年开始得到推广应用，几年后发表的第一例原则性证明试验显示外显子组测序对于疾病相关性基因的发现具有重要意义。从此之后，外显子组分析被用于鉴定数十种疾病障碍的遗传性致病原因分析，其中就包括智力障碍分析。<!--more-->
几年前，Veltman和他的同事们利用外显子组测序技术验证了一个假说：散发的智力障碍可能是由de novo 突变引起的（遗传变异发生于受影响的个人而非他们的父母）。日前，de Ligt, Veltman及其同事在NEJM杂志上报道了相似方法应用于100例严重智障患者遗传性致病因素诊断的研究结果。
这些患者全部患有严重性智力障碍，IQ均小于50，先前都经历过大量检查，包括染色体微阵列方法检查染色体缺失和重复。对于每一个患者，来自双亲的DNA序列均可得到分析。通过确定患者外显子组中哪个变异体不在双亲的外显子组中，研究者就能够鉴定出患者的de novo 变异体。并非所有变异体都有病原性，然而，研究者必须验证每一个变异体才能够发表临床报道。
在这篇研究中，已知可导致智力障碍的基因的 de novo 变异体被认为有致病原性，只要患者的表现型与先前描述的表现型相似，并且生物信息学程序预示着变异体损伤（如可能会损害蛋白功能）。考虑到还存在其它基因的de novo 变异体，这项工作是颇伤脑筋的。需要考虑到许多因素，包括关于基因表达和功能的已知信息，生物信息学工具可否预测损伤变化，是否变化发生于进化保守的基因组位点上等等。然而，最终的检查目标，是鉴定出相似患者人群中可预测相同基因遭受损伤的de novo 变异体。作者对第二队列的765例智障患者的5个候选基因进行鉴定，也检查了10例严重智障患者先前得到验证的外显子组。研究人员获得了患者父母的DNA样本复制子，这样他们可以确定从患者体内观察到的变异体是否是de novo变异体。他们在测序的5个候选基因的3个中观察到这种突变发生。
作者如此鉴定出16%的智障患者的遗传学病因，大部分是先前鉴定得出的智障相关基因的突变导致的。这一方法可以诊断出16%的智障患者，是一个令人兴奋的结果，这一水平与检测缺失和重复的染色体芯片技术的表现(15至20%)不相上下。此外19个携带有de novo 突变的基因可能具有致病原性，但是关于这一遗传变异体的临床意义的结论尚不能轻易给出。拥有这些复制子的患者并没有筛查这19个基因的突变，这预示着这些患者的一系列相关基因一旦得到分析，诊断结果可能还会有进一步的收获。
考虑到智力障碍相关的惊人的遗传异质性特征（大量不同基因的突变均可导致这一障碍），外显子组测序被认为是基因序列测序的理想替代方法。但这一方法是否已具备向诊断实验室推广的成熟条件？可以解决16%的患者的诊断的事实提示对于严重性智障患者，这确实是一种值得考虑的合理的诊断检查手段。
另一方面，外显子组测序转化为临床实验室诊断技术的速度快得惊人，这样，要落实这项技术还需要艰苦的学习培训过程，包括数据的解析，将结果报告转化为易于医生和患者家属理解的内容。这与染色体微阵列给出的数据相似，许多报道的变异体具有的临床意义并不确定，有时候不同的实验室可能给出不同的解释。
需要着重指出的是对3项变异体的确认需要对765例智障患者的独立集合进行基因测序—工作量相当大。大多数诊断实验室既没有足够的患者样本，也没有足够的按照这种方法对每一个可能的基因突变进行检查的资源，所以，这就需要研究人员与医师之间的密切合作。一种系统性的方法是对不同实验室间的变异体测序数据进行共享，可加快分析进程，因为确定一个变异体实际的临床意义需要大量的患者数据。最后，不同的研究者用不同的方法定期对检查结果进行重评价以对未明意义的变异体进行重新评估，并对已确认的意义重新标注。这种资源为甚至更多的患者及其家属的诊断提供了便利。
对于医学遗传学来说这是一个值得欣喜的时刻，外显子组测序引起了这一领域的一场革命。 de Ligt 等人的研究展示了这一技术是如何成功地应用于严重智障患者的诊断领域。对于缺失和重叠的典型的基因组范围的检查手段为15—20%的病例提供了精确的诊断。其他研究鉴定了携带有de novo 突变的19项基因，虽然它们的临床意义并不确定，但它可能解释了另外10%—15%的病例。因此，对于今天可用的资源，可能对一部分此类患者实施遗传学诊断。
染色体组学技术经历了快速的进展。常规全基因组测序刚刚露出曙光，对于DNA调控的理解也在逐步深入，可以想见在不久的将来，在另一亚群的患者中，非编码序列的突变也将得到鉴定。从测序数据中发现缺失和重复序列技术的改善将最终消除染色体微阵列的需要。在基因组医学时代，我们需要与乐观和谨慎同行，我们将利用这些崭新的，强大的然而尚不完善的工具指引患者的诊断。
原文链接：<a href="http://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1206524">http://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1206524</a>
<br/>来源：丁香园
还没有人评论，赶快抢个沙发