余永国：测序技术如何实现 “精准”的疾病诊断？

为人父母，经常为孩子们的身体和智力发育落后而担忧，尤其当遇到传统医学无法检测的“罕见病”病因时，父母倍感焦急甚至乱投医。随着现代生物技术的迅猛发展，上海交通大学医学院附属新华医院正在采取一些新型的诊断方法，使得原来的“试错模式”向“精准诊断”转变，患儿也不用因未知病因而被延误治疗。

这些新型的技术适合于哪些人群？它是如何对儿童疾病进行早期筛查和诊断的？它采用的是什么技术和平台？它可以用于产前诊断吗？父母们如何在第一时间接触到这些技术？

针对上述疑问，生物探索记者有幸采访到了新华医院儿童内分泌/遗传科的余永国医师。余博士早年在美国哈佛大学医学院进修分子诊断多年，在遗传性罕见病的分子诊断方面有着极其丰富的经验，回国后成功搭建了基因芯片和二代测序研究与诊断平台；并将全基因组高分辨芯片和二代测序应用于临床诊断，为提高孤独症、智力落后、多发畸形、罕见病等疾病的遗传诊断率与转化研究做出了重要成绩。

以下是生物探索对余博士的采访实录。

生物探索：新华医院儿科研究所主要是对哪些人群进行遗传检测？

余永国博士：目前我院在内分泌/遗传科的临床诊断主要还是针对儿童“出生缺陷性疾病”的诊断和治疗，包括遗传代谢症方面的疾病，例如苯丙酮尿症、肾上腺皮质增生症、溶酶体累积病类、有机酸代谢病等及神经肌肉的疾病的分子诊断和产前诊断，这些疾病多为单基因疾病；同时我们对多基因疾病也进行遗传背景研究，比如不明原因智力落后、多发畸形、矮小等。

生物探索：新华医院的诊断模式与传统模式有何不同？

余永国博士：随着现代生物技术的迅猛发展，诊断方式在不断转变和发展中，目前我院主要传统的诊断模式为主，新型的诊断模式也在不断的研发中。

以苯丙酮尿症的检验为例，如果早期治疗早期干预智力可以完全不受影响，传统的诊断模式分成三步：1.串联质谱和血苯丙氨酸浓度测定证实是不是苯丙酮尿症；2.尿喋啶谱和DHPR分型鉴别是经典的苯丙酮尿症还是恶性的苯丙酮尿症；3. 基因确诊：苯丙酮尿症不同的分型有不同的基因，总计有6个基因；有时候生化结果不典型，致使第一步和第二步确诊困难，从而导至很难选择哪个基因进行检测，后续的诊断也无法进行从而延误治疗，但是随着二代测序的发展，新的诊断模式出现：我们可以把6个基因打包一起检测，直接跳过第一和第二步，基因确认后再通过第一步和第二步生化验证确诊，从上面例子可以看出传统模式和新的诊断模式某些意义上有些相反的。

因此目前我们现在对苯丙酮尿症的诊断在逐渐转型，一半是按照传统的诊断方式来做，另一半是按照新的诊断模式来做。新的基因诊断模式可以弥补生化诊断不典型的缺陷，这种新型诊断模式的结果能够提示临床表型，实现精准诊断，正逐渐改变传统的临床诊断流程。

生物探索：新华医院的诊断模式成功找出病因的案例？

余永国博士：在过去，传统的医学对那些不明原因的智力落后儿童如果排除出生窒息史、染色体核型正常及头颅磁共振正常后就无法诊断，只能建议送往康复医院训练；而现在就有很多新的办法——比如进行染色体全基因芯片扫描，它可以发现那些患儿存在很多染色体微重复或者是微缺失综合征。例如由17号染色体异常引起的SMS综合症（Smith-Magenis syndrome 史密斯-马吉利综合症，一种罕见的基因疾病）在过去就是一种不明病因的综合征，而现在SMS就可以根据染色体全基因芯片扫描进行相应的诊断。目前由染色体微缺失/微重复综合征异常引起的疾病多达500多种。

生物探索：目前，新华医院的诊断模式主要采用哪些平台？各有什么特点？

余永国博士：目前新华医院使用的传统分子诊断平台主要包括一代测序、荧光原位杂交技术（FISH）、特殊生化、染色体核型分析等方法。不过，上述方法都存在一些不足。

首先，基于FISH技术的检测需要已知患者的致病区域才能进行确认检查。

其次，特殊生化检测最大的缺点是随着人体生化环境的变化，患者需要对检测结果进行多次动态复查，这可能会导至病情确诊的延误。

最后，染色体核型分析周期长（需要2-3周）、人力耗费大、诊断阳性率低，仅为2%-5%。

相比之下，新发展的分子诊断平台比如基因芯片的诊断阳性率可达20%-30%；二代测序诊断的阳性率约为1/3左右。目前，医院已购买了affymetrix基因芯片平台及PGM、Proton、Next 500和MiSeq等测序平台，除用于科研领域外，在临床方面主要是用于出生缺陷的遗传诊断。

生物探索：鉴于二代测序平台的显著优势，已经在哪些诊断方面使用？能否用于产前诊断？

余永国博士：目前在国内，二代测序已经应用到出生缺陷遗传背景的检测中，不过暂时还没有应用到产前诊断领域，最主要的原因是产前诊断常规需要知道确切的致病位点，而二代测序虽然能检测很多种疾病，同时也会产生大量的未知变异（VUS）。如果检测出这些不能解释的变异，它是否致病？孕妇何去何从？这样的境地对孕妇和遗传咨询医生都将是非常非常大的挑战。

生物探索：目前，这些新的诊断模式普及程度如何？有什么改善的途径？

余永国博士：由于三甲医院很少宣传，导至了“病人需求多，但找不到地方看病”的现状。事实上，这是由于在病人需求和终端服务（治疗）之间存在一个鸿沟。想要填补这个鸿沟，一方面，需要加强科普性宣传，让病人知道全国有哪些医院可以从事相关的诊断工作；另一方面，医院自身也需要加强专业知识推广，做好深层次的咨询服务。

除此之外，医院还可与一些公司建立合作，借助企业的资源和渠道，将整个流程规模化和体系化，再结合自身深厚的医疗背景为患者提供更好的后期服务和早期诊断。通过多重合作，将公司和医院的优势充分结合并相得益彰，进一步推动推动新型诊断模式的普及应用。

生物探索：您觉得未来测序技术怎样发展才能更好的应用到医疗领域？

余永国博士：合作是将测序技术更好地应用到医疗领域的必然趋势。目前，新华医院有意向与华大、达安等企业建立更加深层次合作。在新的合作模式的推动下，公司可为医院建立实验室，使检测规模化；医院则在检测结果的判读解释和病人的咨询诊治等医疗方面发挥作用。未来，如果能进一步加强医院与企业之间的联系与合作，测序技术定能在疾病的预防、诊断和治疗领域的释放更大的能量。

余永国简介：

儿科学博士，副主任医师，硕士生导师，上海交通大学医学院附属新华医院儿科内分泌/遗传科副主任医师，同时兼任上海市儿科医学研究所分子诊断平台负责人、课题组PI，浦江学者,美国哈佛大学博士后。近5年来，余永国承担多项国家级及市级课题；发表SCI论文近30篇(总影响因子>100分)，回国后，成功搭建了基因芯片和二代测序诊断与研究平台；目前担任中国医师协会青春期医学专业委员会青春期临床遗传学组委员兼秘书，中国医师协会青春期医学专业委员会青年学组副组长，上海市医学会儿科分会内分泌遗传学组委员，上海市医学会青年学组委员和上海市医学会检验学组分子诊断专业委员。

擅长常见儿童内分泌遗传代谢性疾病,比如矮小症、性早熟、肥胖、甲状腺、糖尿病、遗传代谢等疾患的诊治，同时擅长针对不明原因智力落后、多发畸形、发育迟缓等遗传病因诊断。

新华医院：

新华医院是上海交通大学医学院附属教学医院，创建于1958年，是新中国成立以来上海自行设计建设的首家综合性医院。该院遗传咨询专科是依托上海市儿科医学研究所细胞遗传研究室而成立的临床专科，开设遗传咨询专科门诊，开展染色体核型分析和FISH等细胞遗传学检测，提供百余种单基因遗传病的基因诊断与产前诊断服务。传承30余年的优秀传统，紧跟技术革新的时代前沿，秉承UCP临床遗传服务与URE临床基因检测服务的双U服务模式；通过产前诊断预防遗传病的再发，通过产前筛查为每一对夫妇提供一份额外的保障；通过建立一个多层次的预防体系来预防唐氏综合征的发生；将产前筛查扩展到常见单基因遗传病，从源头上避免悲剧的发生。