走進臨床的全外顯子組檢測丨WES在遺傳病臨床診斷中的應用
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隨著精準醫學及測序技術的發展，兼顧全面性、有效性和極高性價比的全外顯子組檢測（whole exome sequencing,
WES），近年來在遺傳病臨床診斷中得到不斷應用。
WES就是利用雜交捕獲技術獲取、富集基因組中所有具有蛋白編碼功能的外顯子區域DNA序列，並對這些DNA序列進行高通量測序的方法。
人類外顯子組包含約180,000個外顯子，約占整個人類基因組的1%左右，大約30Mb（Ng, Turner et al.
2009）。
儘管只占全部基因組很小的一部分，但相關報導表明，約有85%與疾病相關的突變存在於外顯子區域（Choi, Scholl et al. 2009）。
牛刀小試現潛力
2009年由Ng等人率先利用WES對4名無親緣關係的弗里曼-謝爾登綜合徵（OMIM 193700）患者以及8名正常對照個體進行檢測，通過數據比較分析，準確的找出了位於MYH3基因上的突變位點，這是第一次成功利用WES完成疾病致病基因相關突變位點的鑑定工作（Ng, Turner et al. 2009）。
隨後，Ng等人又於2010年利用WES對一種罕見的常染色體隱性遺傳疾病米勒綜合徵
（OMIM 263750）的致病基因和相關致病位點進行了鑑定（Ng, Buckingham et al. 2010），這也是第一次成功應用WES完成相關罕見孟德爾疾病致病基因的發現和鑑定工作。
以上工作極大的證明了WES對於外顯子區域中存在的變異位點的檢測具有很高的靈敏度和特異性，展示了其在單基因病致病基因和致病位點檢測工作中的巨大潛力。
走入臨床深應用
2011年Worthey等人首次利用WES成功對一名嬰兒罕見炎性腸病突變位點進行了臨床診斷，相關檢測結論對後期的治療產生了積極影響（Worthey, Mayer et al.
2011）。
在該案例中，傳統的診斷方法並沒有得到可以解釋患者相關表型的最終結論，研究團隊進而選擇WES，通過結合臨床表型、全外測序、生物信息分析以及相關功能研究，最終確認了XIAP基因上的相關突變位點，並進一步確診該患者為二型X連鎖淋巴組織增生性疾病。
後期通過採用針對性的異基因造血祖細胞移植對病人的治療產生了積極的重要影響。
在此之後，WES被廣泛應用於臨床，包括對一些罕見疾病進行診斷或鑑定一些表型明確的疾病中新的致病位點等。
至今，利用WES已經在Leber
Congenital Amaurosis（Wang, Chen et al. 2011）、Maturity-Onset Diabetes of the Young（Johansson, Irgens et al. 2012）、Autosomal Recessive Polycystic Kidney Disease（Xu, Xiao et al. 2014）、Acromelic
Frontonasal Dystois（Smith, Hing et al. 2014）等眾多疾病中發現了相關致病位點。
一線診斷提效率
與此同時，大規模的臨床數據也進一步顯示了WES的臨床應用價值。
美國 GeneDx 公司針對100 例新生兒和兒科 ICU 的急性病例進行分析，研究結論表明，其中 47%的樣本可以得到與臨床表征相關的明確診斷；美國貝勒醫學院 2014 年針對連續 2000 例全外測序病例的分析表明，WES的檢出率約為 25%左右（Yang, Muzny et al.
2014），2016年結合更新資料庫對該部分數據進行重新分析，其檢出率可以進一步提高到30%。
2016年，一項涉及54個國家1000個家庭的研究表明，WES對於具有血緣關係或者具有嚴重症狀的患者，以及具有多個症狀的患者來說具有更高的診斷率；同時對非特異性或異構表型的疾病而言，WES更是一種有效的診斷工具。
綜合來看，WES對未確診疾病的診斷率比經典遺傳診斷方法更高，研究人員呼籲將WES作為未確診疾病的一線診斷工具，以給患者帶來更好的醫療護理（Trujillano,
Bertoli-Avella et al. 2017）。
其實，這已不是第一次提及WES進入常規醫療檢測。
早在2015年，全球最大的保險公司Cigna就已經針對WES（不包含全基因組測序WGS）首次發布了WES參保標準，進一步體現了WES在臨床診斷中的應用價值。
臨床規範給建議
當然，伴隨著WES臨床應用的深入，對於WES結果的規範解讀也有了更多要求規範以保證最終檢測結論的準確可信。
ACMG率先於2015年發布了針對測序位點解讀注釋指南（Richards, Aziz et al. 2015），該指南對變異分類、支持分類的證據以及適用範圍均給出了比較明確的界定，意義重大。
隨後，ACMG於2016年又再次更新了次要發現（secondary
finding）的處理規範（Kalia, Adelman et al. 2017），在此次規範中重新更新了59個基因，建議臨床實驗室一併報告檢測中涉及的該基因列表中的檢測情況，進一步補充和完善了相關測序結果的報告範圍。
中國應用漸佳境
截止至2017年2月，根據Online Mendelian Inheritance in
Man?（簡稱OMIM）統計，目前分子機理較清楚的表型異常共有約6816種（約占全部收錄疾病的81%），其中與常染色體相關的有6346種（約占93%），與X染色體有關的有431種（約占6%），與Y染色體相關的有6種，與線粒體相關的有2種。
儘管該類疾病大部分單一發病率在0.01%-0.001%左右，但是結合如此繁多的疾病種類和我國的實際人口數量，患者群體和攜帶人群十分龐大。
據報導，在我國，平均
16 人即有 1 人攜帶遺傳性耳聾致病基因，平均 55人即有 1
人攜帶苯丙酮尿症致病基因，嚴峻形勢可見一斑。
在這樣的背景下，包括湖南家輝遺傳病專科醫院鄔玲仟教授、上海新華醫院顧學范教授、鄭州大學第一附屬醫院孔祥東教授等在內的越來越多的專家學者開始關注並利用新技術切實解決這類特殊群體的臨床需求。
相信WES的臨床規範應用，勢必可以幫助明確更多遺傳疾病的致病原因，進一步提高臨床診斷率，有效改善部分患者的後期治療。
參考文獻：
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（轉化醫學網360zhyx.com）
