常染色体隐性遗传病：我们如何改进及时诊断？

近日，一组来自澳大利亚的研究团队在杂志European Journal of Human Genetics上发表了一篇题为“Elusive variants in autosomal recessive disease: how can we improve timely diagnosis?”的文章，文章中，研究团队在照顾两个患有Schimke免疫性骨发育不良（SIOD）的姐弟俩的过程中反思了这个问题，即基因组测序、转录组和蛋白质组分析应如何以及何时整合到诊断途径中，才能达到对患者最有利最及时的诊断。

研究团队在照顾两个患有Schimke免疫性骨发育不良（SIOD）的姐弟两个的过程中反思了一个问题，即基因组测序、转录组和蛋白质组分析应如何以及何时整合到诊断途径中，才能达到对患者最有利最及时的诊断。

这个案例中，尽管早期就获得了超快速外显子组测序，但对他们的分子诊断仍需3年（如下图）。先证者为一名3岁女性，表现为激素抵抗性肾病综合征和局灶性节段性肾小球硬化，迅速进展为终末期肾病。她参加了澳大利亚基因组学急性护理基因组学研究，并接受了超快速家系外显子组测序 （ultra-rapid trio exome sequencing），该测序检出了SMARCAL1中的一种可能致病性变体，该变体与常染色体隐性SIOD相关，报告时间为3.8天。在高分辨率染色体微阵列上未发现其他变异。她发展成免疫缺陷和骨髓衰竭，增加了SIOD的临床怀疑。与此同时，她的弟弟在3岁时出现了身材矮小、小头畸形和轻度蛋白尿，没有免疫缺陷。

基因组测序在父母和两个受影响的姐弟中同时进行。对WGS数据的手动检查发现了父系遗传的2号染色体重排，包括SMARCAL1区域的疑似倒位。在推断的断点处通过PCR分析得到了进一步证实，最终在3年后在两个姐弟中建立了SIOD的确定的分子诊断（如下图）。

但对这位年长的姐姐来说，诊断来得太晚了，她在6岁时因SIOD并发症不幸去世。弟弟接受了症状前骨髓移植，结果良好。重要的是，分子诊断允许父母对两种SMARCAL1变体进行植入前基因检测，以实现未受影响的妊娠。

决定一线外显子组测序还是基因组测序仍然是一个热门话题。像这样的案例突出了一线基因组测序的潜在效用，能够在一次测试中检测多种变体类型，从而显著缩短诊断时间，并提供潜在的医疗成本节约，同时有机会进行早期干预并改善临床结果。当已经进行了外显子组测序，但尚未进行诊断时，缺乏关于是否以及何时应将基因组测序视为第二级测试的指导，并且随之而来的是缺乏资金支持。

研究团队在这里强调了一组疑似常染色体隐性遗传疾病的患者，其中一条染色体的致病性变体已经被确定，特别有可能从基因组测序中获益。ABCA4相关的Stargardt病是一种相对常见的遗传性视网膜疾病，为识别常染色体隐性遗传疾病中缺失的遗传力提供了明确的模型。缺失的遗传力由一系列变异类型来解释，如新内含子剪接、顺式调控、结构变异等。将基因组学与下游定制功能研究相结合的综合方法不仅可以进行分子诊断，还可以为未来的个性化治疗提供机会。

这些研究说明了在寻求改善常规实践中的诊断结果时需要考虑的一些其他实际因素。拷贝数变异、结构变异和短串联重复需要专门的生物信息学分析进行检测，这些可能是或可能不是临床认可分析流程的一部分。即使检测到，这些变体类型也更可能需要定制设计的正交验证。由于缺乏确定这些变异是否致病的指导，临床解释仍然具有挑战性。例如，gnomAD和DGV等人口数据库目前用于结构重排的数据有限。变体分类指南，包括ACMG/AMP可能不适用于这些变体类型。这可能会导至分类为具有不确定意义的变体，需要辅助研究（包括RNA研究）来确定下游效应和致病性。需要在常规诊断环境中建立有效检测、验证和解释一系列变异类型的途径，以及时、经济高效地实现诊断。

诊断基因组学的未来进展有可能进一步改变实现分子诊断的能力。PacBio和Oxford Nanopore等长读测序技术的持续发展，以及端粒到端粒（T2T）基因组的未来实施，有可能解开迄今无法解释的基因组的大部分，包括复杂的重排、重复片段和着丝粒周围区域。在未来，弥合技术和转化差距无疑将对罕见病诊断的及时性产生重大影响。