《转》访上海交通大学附属第六人民医院曹立主任：深度剖析WES的临床应用

这天的天气格外晴朗，天空中的云就像一朵朵棉花糖，太阳一照，看起来更加甜美。就在这样一个美好的下午，我和同事带着准备好的工具，怀揣着激动的心情，开始了采访之路。我们走在阵阵的微风中，虽已是冬季，但我依然觉得微风中带了些许暖意，或许是因为激动的心情，又或许真的是因为这极好的天气。走进拥有110多年历史的上海市第六人民医院，在曹立主任的办公室，我们完成了这场“说访就访”的采访。

11月30日，在IntegratedDNATechnologies(IDT)和转化医学网共同组织的线上直播中，曹立主任讲解的全外显子组测序在神经系统遗传病中的应用实例，引起了非常大的反响。当时，由于时间关系，曹主任没能对观众的问题进行一一解答。为此，转化医学网邀请曹立主任进行了专访。与其犀利独到的见解不同，曹立主任本人谦逊、温和、理性，访谈中曹立主任对“全外显子组测序（WES）在临床中的应用”进行了深度剖析，并发表了自己的见解，以下为访谈内容。

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请曹主任介绍一下您实验室目前NGS的主要应用方向有哪些？
我们开展二代测序的研究工作已经很久了，主要侧重在神经系统遗传疾病的诊断以及新基因的克隆。一方面，对于诊断比较明确的，基因方向也比较明确的疾病，我们会选择panel；另一方面，有少部分病人，我们会根据情况选择全基因组测序，但大部分病人，我们主要还是以全外显子组测序（WES）为主。这主要涉及到诊断，以及一部分未明确基因的（新基因的）克隆工作。
请问在NGS结果分析时，该怎么证明找到的突变或者变异是疾病特异的致病性突变？除了验证蛋白表达，还需要做功能学实验吗？
这确实是一个很好的问题，也是我们平时工作中最常遇到的一个问题。当我们发现某个变异后，会根据目前的标准来判断它的致病性，但是我们往往会遇到很多意义不明的变异。遇到这种变异，作为临床遗传医生，我们首先要评估这个变异相对应的基因与患者的表型是不是匹配的。其次，我们可能还要开展一些其他有必要的研究，但即使这些工作全部做完以后，我们还是会遇到一些不确定的情况，那么我们就需要进一步进行功能的验证。根据不同的突变类型，我们会选择相应的功能验证的方法，比如观察蛋白的表达水平，以及在细胞中的定位。对一些很有潜在致病意义的变异，比如新基因的变异，我们可能不仅仅要做细胞水平的验证，甚至可能需要做动物模型来进一步进行功能验证。这是一个很复杂的工作，在现实生活中不可能每一个变异都这么去做。所以我们只针对那些很有价值、很有意义的，才可能开展这方面的工作。
胚系突变可能像体突变那样是多个基因共同作用吗？
从遗传疾病的角度来说，体细胞变异，比较常见的比如肿瘤的变异。但神经遗传疾病还是以胚系突变为主。对于遗传疾病，目前大家关注比较多的是单基因病（单个基因突变所导致的疾病），事实上，还有很多疾病是多个基因共同作用的结果。所以存在多基因致病的这种情况，例如高血压等这些常见的疾病可能就是多基因共同作用的结果。
从临床医生角度看，您对目前NGS检测环节的现状，有何建议？
从整体上来讲，市场上NGS检测的产品比较多，很多家公司都在开展这方面的检测，产品的质量也参差不齐。作为临床医生，我们发现还是存在着一些问题的。从单纯的技术角度上来讲，目前绝大部分的临床医生，对于遗传检测的生信工作是不了解的，甚至可能他们面对一种疾病，不知道要选择什么检测方法或者手段。而生信人员，没有经过临床的培训，对于一些疾病的知识也不是很了解，对症状学的分析同样也不是很熟悉。那么这就导致了两个环节的脱节。因此，我们需要临床遗传师这么一个角色，既懂临床又懂遗传，能够把这两部分的知识贯穿起来。事实上，在国内，目前有能力承担这个角色的医生是非常少的，所以，期望未来这两个环节能够互相沟通。临床医生可能需要接受更多的遗传知识的培训；而生信分析人员，在平常的一些工作中，针对具体的一些病例，应该跟临床医生多沟通、多交流，这样才会分析出比较准确的结果。
您对于WES产品质量关注哪些方面的内容？
就全外显子捕获的试剂和产品来讲，目前市场上很多公司都有，质量也参差不齐。我们临床医生比较关注的主要有几个方面。首先，是捕获的目标的区域有多大，比如内含子外显子的交界的区域有多长，捕获了多少个基因，以前有一些产品在某些基因的某些外显子区域就捕获不到，这就是一些产品的缺陷性；其次，我们要看捕获的效率（覆盖率），虽然探针的目标区域有很多，但是不是能够完全把它捕获下来，这也是我们关注的；第三，捕获的均一性，是不是目标区域每个区域的捕获效率都比较高，有些区域的数据量很大，但有些区域根本没捕获到，均一性不好也会影响到产品的质量。
当然也有一些公司产品的质量还是非常不错的，比如最近Nature上发了一篇文章，英国的Biobank检测了45万个样本，他们用的是IntegratedDNATechnologies(IDT)的产品，那么我想这也是从某个角度上证明了这个产品的质量还是非常不错的。

https://www.nature.com/articles/s41586-021-04103-z

曹立 教授

上海交通大学附属第六人民医院神经科主任医师

第三届“中国杰出神经内科青年医师”；美国加州大学旧金山分校神经内科访问学者；中华医学会神经病学分会神经遗传专业组委员；中国医师协会神经内科分会神经遗传学组委员；上海医学会神经内科专科分会神经免疫遗传生化学组委员/副组长；上海医师协会神经内科分会委员；风信子亨廷顿舞蹈症关爱中心理事；长期致力于运动障碍、脑白质病、神经遗传和神经肌肉疾病的临床和转化研究工作。先后主持国家自然科学基金5项。在国内外杂志发表包括Brain、Neurology、MDS等在内的国内外论文90余篇。