孤独症谱系理论:孤独症谱系障碍遗传检测意义及方法选择专家建议

发布时间:2024-04-29 分类:自闭症论文 浏览量:48

孤独症谱系理论:孤独症谱系障碍遗传检测意义及方法选择专家建议插图-西米明天

来 源: 中国实用儿科杂志2022年11月第37卷第11期

作 者:福棠儿童医学发展研究中心发育行为专业委员会

执笔:贺文香,周豪钦,陈晓丽

参与编写专家(排名不分先后):西安交通大学附属儿童医院(贺文香、杨颖、陈艳妮);陕西中医药大学(周豪钦);首都儿科研究所(陈晓丽);上海交通大学医学院附属新华医院(李斐);中山大学公共卫生学院(静进);重庆医科大学附属儿童医院(肖农)

【摘要】孤独症谱系障碍(autismspectrumdisorder,ASD)是一组高异质性的神经发育障碍性疾病,目前有关ASD的发病机制尚未阐明,但研究证实遗传物质即基因突变是ASD和ASD样症状的重要病因。遗传检测技术的不断发展,为认识ASD和ASD样症状的遗传背景奠定了良好的基础,该文就相关问题及建议进行叙述。

【关键词】孤独症谱系障碍;遗传学;诊断;建议

中图分类号:R72文献标志码:C

孤独症谱系障碍(autismspectrumdisorder,ASD)是一组起病于儿童早期,以社会交往和交流障碍、狭窄兴趣和刻板重复行为为主要特征的神经发育障碍性疾病[1]。美国疾病控制与预防中心报道,2018年美国8岁以下社区儿童的现患率为1/44[2]。我国陈艳妮、王艺团队2018、2016年相近年龄段数据分别为为0.73%和0.70%,有明显增加趋势[3-4]。ASD目前致病机制仍未明确,但双胞胎研究中单卵双胎患病率显著增高趋势说明ASD具有遗传倾向[5]。研究发现除孟德尔遗传外线粒体基因组突变、三核苷酸重复、遗传印记变化等都可导致ASD样表型,面对涉及多种遗传模式的上千种与ASD表型相关的遗传变化,结合目前成熟的遗传检测技术,探讨临床工作中如何优化检测方案能更准确便捷地发现致病性遗传变化,是ASD精准诊断非常重要的一个方面。

应用于临床的遗传检测方案的实施与检测技术的研发密切相关,只有成熟有效同时成本控制合理的技术,才能成为疾病遗传检测临床常用方法。近年来发展成熟的二代测序技术(nextgenerationsequencing,NGS)性价比逐渐提升,已经得到广大医生和患者家属的认可,极大地促进了拷贝数变异(copynumbervariation,CNVs)和全外显子组(wholeexomesequencing,WES)检测在ASD的病因诊断中的应用。

2008年美国医学遗传与基因组学会(AmericanSocietyofMedicalGeneticsandGenomics,ACMG)通过临床数据的循证分析,建议高分辨率染色体核型检测(karyotype)和荧光原位杂交技术作为ASD遗传检测的推荐[6]。随着检测技术的发展2013年和2021年ACMG先后推荐染色体芯片分析(CMA)、WES或全基因组测序(wholegenomesequencing,WGS)为首选检测方法,这主要源于二代测序方法相关临床循证数据的增加及性价比的提升[7-8]。虽然ASD诊断的遗传检测已讨论多年,但由于与影像、电生理、生化等检测项目比较,遗传学检测的价位较高以及大多数医院缺乏专业的遗传咨询师及报告解读人员,致使检测结果的价值未得到专业人员和患者家属的了解等情况,目前ASD的遗传检测在应用方面仍存在壁垒,现主要参照ACMG的建议结合国内目前相关工作的开展情况,就ASD遗传检测的意义和检测方案给予建议。

1ASD遗传检测的意义

1.1对诊断的意义

临床医生主要通过临床表现及病史诊断ASD,因为疾病程度不同及病因不清,ASD的临床表现存在多样性,容易混淆与误诊,其中包含很多罕见病,从而影响早期明确诊断。遗传学检查是目前明确疑难或罕见病诊断的有效检测手段[9]。

通过大样本ASD遗传检测数据的分析,可获得更多ASD遗传变化数据,这些数据是未来ASD精准诊断重要的数据来源[10]。结合近年来发展起来的智能模型运算,大大提高了对ASD遗传机制的发现[11]。

1.2对治疗的意义

致病性遗传物质的明确对ASD样症状患儿的治疗有明确的意义[12]。从短期意义看,如伴随癫痫的ASD患儿,通过遗传学检测,可帮助明确癫痫的分型,并用于指导准确选择抗癫痫药物[13];一些有ASD样症状的代谢性疾病患儿,通过遗传学检测,可帮助明确病因并指导进一步药物和饮食治疗[14]。从长期意义看,很多有ASD样症状的综合征,明确如Rett综合征、Prader-Willi综合征等诊断,对长期管理和预后判断有重要作用。1.3对优生优育的意义目前已知很多遗传物质变化所致ASD样表现的疾病,可通过孕时绒膜毛或羊水穿刺来进行遗传学检测,明确胎儿的遗传变化,指导生育,同时也可根据致病基因的遗传模式来对整个家族进行风险评估,降低出生缺陷实现优生优育[15]。

2ASD遗传检测建议

针对涉及ASD的染色体异常、CNVs、单基因碱基变化、表观遗传异常及动态突变,相关的检测方法主要包括染色体核型、CMA、WES、甲基化特异MLPA技术(methylation-specificMLPA,MS-MLPA)、及基于一代测序的片段分析等,针对患者的具体临床表型及家族史,如何选择遗传学检测方法,参照ACMG的相关指南和国内技术现状,做以下建议,如图1所示。

2.1检测对象的选择

ASD患儿建议和生物学父母同时进行3人组(trio)检测。2013年开始,ACMG和美国儿童与青少年精神病学会(AACAP)就已经建议所有患有ASD的儿童都应接受遗传学检测,而且强调,父母也应一起检测[16-19]。

2.2检测方法的选择

2.2.1致病因素明确针对临床可诊断且该疾病遗传学致病因素明确的患儿,需根据各致病基因的突变特点选择相应的检测方法[6-8]。如伴有典型玩偶外貌、癫痫、运动障碍、不恰当笑容,或伴随典型的窄脸、前额窄凸、长颅、单眼皮、杏仁眼、智力低下、肥胖等临床诊断为疑似Angelman综合征或Prader-Willi综合征,可行MS-MLPA检测。针对伴随典型的搓手、倒退、凝视等表现,临床诊断为疑似Rett综合征的患儿,可行Rett综合征相关的MeCP2基因突变检测(一代测序或二代测序)。针对伴有智力低下、巨睾丸、大耳朵等的所有ASD男性患儿,以及母亲具有智力低下或卵巢早衰等阳性家族史的ASD患儿行脆性X综合征(FXS)相关的三核苷酸重复检测(FMR1基因)[20];伴有唐氏综合征、特纳综合征、克氏综合征等异常表现时,可行染色体核型检测[19]。随着ASD相关遗传学研究的深入,越来越多的伴有明确遗传物质改变的疾病被发现,这对指导临床精准诊断的意义重大。

2.2.2致病因素不明确临床无法明确诊断或无法推测遗传学致病因素的患儿,推荐首选行一家三口的WES检测。2019和2021年ACMG推荐WES作为首选检测方法,因为WES在ASD人群的遗传诊断率约为16%[16],我国李斐团队的研究数据为10%[21];如果WES检测未发现阳性结果,建议进一步进行CMA检测[16,18],可分析CNVs,有研究显示CMA在ASD人群的遗传诊断率约为10%[22],这与国内李斐团队研究结果一致[23];如果上述检测均未发现问题,对于伴疼痛、疲劳、恶心、抑郁,或伴有多系统疾病、进行性倒退的患儿,仍应进行线粒体mtDNA检测[9]。线粒体DNA的变化在ASD样患儿中的意义近年来逐渐得到重视[24]。随着WES技术成本的降低,ASD基因Panel的检测将被WES所替代[19]。虽然经过特别改良的WGS可包含CMA、WES、MS-MLPA等综合体,但因其成本高、临床数据不足、非编码区解读困难等,国内仍仅作为科研使用,未来随着技术的进步和循证数据的增加有成为首选方法的可能。

2.2.3其他检测方法针对已行上述遗传学检测但仍未得到阳性结果的患儿,建议进一步行WGS检测。近年来快速发展的三代测序技术可作为科研目的使用,因其较长的读长优势,可解决许多染色体结构变异及高GC区域准确率低等问题,目前该技术在国内未普及,以科研为主。转录组RNA-Seq测序等技术的快速发展也成为遗传学检测常规方法的有力补充,其精准度和有效性更高,但因其成本高,临床数据不足,非编码区解读困难等,也仍仅作为科研使用。在未来,随着科学技术的进步这些技术有望走向临床。

3结语

遗传诊断是实现ASD精准诊断的重要手段,相关临床数据的丰富是推动临床实现ASD遗传诊断的重要支撑。因此,我们要加大相关知识的宣传力度,尽可能完善ASD的遗传检查,为ASD患儿的诊断、治疗、预后及家庭优生优育等提供有力的科学证据和指导。

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