贝勒医学院和GeneDx展示产前外显子测序成果

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贝勒医学院和GeneDx展示产前外显子测序成果
" A5 C, R4 _  J0 M3 \6 V* b/ 作者： / 2016-03-21+ ?  \0 P1 E! }2 s. M/ p7 D( C, d

) ^( q8 ~/ ?: C% h( N  S+ Z' s/ d" z' _编者按：临床全外显子组测序已被成功地应用于成千上万例遗传病患者的诊断中。如今，许多临床检测实验室开始探索外显子测序在产前的应用，这存在一些独特的挑战。首先它需要快速的周转时间，其次出生前胎儿的遗传缺陷的表现可能会不同于出生后。
# Y/ b  g0 K; Q* ]  y3 W4 k: V! Q2016年美国医学遗传学会（ACMG）年会上，贝勒医学院的Magdalena Walkiewicz和GeneDx公司的Carin Yates分别展示了各自实验室利用胎儿DNA样本进行外显子测序的初步研究结果。# `( L3 B3 K2 X/ q# B' O/ E
来自贝勒医学院的结果7 I/ |; P3 ]1 |4 l2 _
在收到多个为孕妇进行外显子测序的请求后，自去年春季，贝勒医学院Miraca遗传实验室开始提供专门为产前状况设计的三人外显子测序检测。- U6 _& l1 y9 I- `* {) T6 H0 H" P4 k5 M6 \
Walkiewicz介绍，为了应用于产前，实验室对标准的外显子测序方法进行了一些修改，优化了建库和外显子捕获流程，增加了测序覆盖度，将整个流程从20天减少到少于3天。他们也对来自羊膜穿刺和绒毛取样的DNA的检测进行了验证，这类检测需要2~3周的周转时间。) n: u  Y. P' {, I+ s
目前使用的检测是第三版，仍在继续升级优化中，尤其是在增加测序覆盖度方面。该检测覆盖了在线人类孟德尔遗传数据库（OMIM）中超过3,600个疾病基因。4 c% n$ e! `$ |8 j9 M8 I* ^5 f
经过讨论，贝勒医学院的团队决定报告两类产前外显子测序结果：与产前检测指征相关的疾病基因，与产前表现不相关但会在儿童期引发严重疾病的基因。报告包含了致病变异和可能致病变异，某些情况下还包含意义不明的变异（VUS）。例如，隐性遗传病检测中会报告VUS，实验室会同时鉴定致病变异和反式构型的VUS。
7 P, f* P. A7 B! h' i# i到目前为止，贝勒医学院已经连续进行了72例产前外显子测序，为其中90%在承诺周期内提供了检测报告。
6 ^4 }. {4 \+ k根据Walkiewicz提供的数据，连续的52例检测中，18例（35%）获得了分子诊断结果，其中9例是常染色体隐性疾病，8例是常染色体显性疾病，1例是X连锁遗传病。
* ^( N4 e4 w" \  ?Walkiewicz介绍，到目前为止，大多数父母和医生将检测结果用于产后婴儿的疾病管理，但是自从实验室开始在孕妇怀孕14~16周时进行取样检测后，其检测结果已经被用于帮助父母决定是否停止妊娠。5 f$ o& D. ]3 t4 Q  i0 C
共有30个胎儿样本取自羊水；14个取自妊娠滞留物，即分娩、流产或者妊娠终止后子宫中胎盘或胎儿组织的残留物。4个样本分别取自绒毛膜绒毛活检和胎儿脐带血。  , v; N+ ^' h- m# j) ^' K( w* v+ A
37例只有先证者进行外显子测序（只有受影响的个体进行测序）的案例中， 12例（32%）获得诊断；15例三人外显子检测（即父母和他们所影响的儿童同时进行测序）案例中，6例（40%）获得诊断。
  |/ [: X$ t6 H- g1 A他们还对超声观察到的胎儿表型进行了分析，发现不同类型异常的诊断率是相似的。5例仅脑发育异常的案例中，3例得到了分子诊断；21例同时为脑异常和其他器官异常的案例中，7例得到了诊断；26例脑除外的其他发育异常案例中，8例得到诊断。他们还在其中1例中发现了一个严重的儿童期致病的突变。此外，在7例心脏和脑缺陷的案例中，3例得到诊断；6例心脏异常和其他器官系统缺陷案例中，3例得到诊断。
4 r9 y: _$ ~# s: c家族史会在一定程度上造成检测差异。在32例先证者是家族中第一个出现症状的案例中，13例得到诊断；在20例其他家庭成员也有症状的案例中，5例得到诊断。
9 R4 a$ H+ w& F8 }+ a' u( O  }5 ^得到诊断并不总需要父母的参与。在1例用捐赠的卵子和精子进行体外受精的案例中，没有生物学父母信息，实验室研究人员在胎儿体内检测到一个Kabuki综合征相关基因的疑似致病变异，在产后也证实了这个诊断结果。4 e. g+ ?+ `6 d, m5 x! v, w
来自GeneDx公司的结果
0 X* Z1 C/ i# e8 j8 f0 S+ X6 _GeneDx公司的Yates介绍，全外显子组测序可成为确定胎儿异常的分子机制的有用工具。在GeneDx公司目前进行的12,000多例临床外显子检测中，72例样本来自胎儿死亡或终止妊娠的妊娠滞留物，实验室能够为其中18%的案例提供可靠的分子诊断。
3 s9 \; C( D4 e2 n7 F# vGeneDx公司目前还没有提供产前外显子测序服务，但是这样的检测服务即将出现。
0 R1 R- }- Y9 d0 t6 h2/3进行检测的孕妇都是妊娠中期，1/3是妊娠早期。54例之前接受过其他诊断检测，例如核型分型、基因芯片或者两者都有，但是都没有得到诊断结果。通过外显子测序检测，这其中20%得到了确定的诊断结果，43%得到了可能结果。! h! I' E" Y- X" q$ |6 g9 Y+ q
在已进行的外显子测序检测中，40例都是父母和胎儿的三人检测；23例只对先证者进行外显子检测；5例还对一个兄弟姐妹，或者前一胎孩子共四个人进行了检测；4例对母亲和胎儿两人进行了检测。对家庭成员进行分析会增加诊断率，24%的三人组或四人组检测得到了准确的诊断结果，而在仅仅对先证者进行检测的案例中，只有1例得到了分子诊断结果。
4 {  f5 t4 q) R5 e! d! C13例（18%）能够获得准确的分子诊断结果，即找出引起胎儿表型的致病或可能致病变异。另外42%案例中，基因检测仅部分解释了表型，或是发现了一个致病变异及隐性遗传病的VUS。12%的案例中，研究人员发现了一个新的候选基因，虽然没有已知人类数据的支持，但在动物模型和功能研究中都证明这个基因与疾病相关。约20%的案例中，研究人员没有检测到任何已报道的变异。& M; i# |1 N$ x5 e
超声检测到胎儿具有多种不同的表型，包括脑部发育异常、腔室积液、心血管缺陷。Yates提醒说，由于成像技术和胎儿年龄的限制，准确的表型很难确定。往往难以确定产前条件下一个基因变异的表现如何，对更多的胎儿样本进行外显子测序分析，将帮助研究人员了解基因缺陷与产前表现间的关联。
% x9 v' h- J# I2 S9 VYates介绍，若干个基因在多个案例中出现，例如FGFR2基因，在2例骨骼异常的案例中发生致病变异。PTPN11在2个案例中出现，RYR1在3个案例中出现，但这些案例的临床表现各不相同，且有其他基因变异。这些对于做出分子诊断和家庭的未来生育建议来说都是挑战。* K  u& ?8 ?8 w9 @7 K
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