全球有数亿人患有罕见且未确诊的疾病，这构成了一个重大的公共健康挑战。已知的罕见疾病有7,000到11,000种，共同影响了全球人口的3.5%至5.9%，其中约72%至80%被认为具有遗传基础。尽管基因组医学取得了显著进展，但即使经过全面的基因组测试，仍有约60%的罕见病患者未能得到确诊。这些患者的诊断之旅可能持续数十年，导致巨大的情感、经济和社会负担。患者经常面临污名化、孤立、不确定性以及诊断延迟的困境。这种情况因缺乏认识以及对先进基因组诊断技术的有限获取而进一步恶化，尤其是在中低收入国家（LMICs）。
及时且准确的诊断能够显著改善患者护理，通过更好地了解潜在的症状或并发症，有助于避免不必要的侵入性诊断程序以及可能存在危险的治疗方法。诊断为随访和管理的早期决策提供指导，例如针对性治疗、风险（如癌症）监测、遗传咨询以及产前诊断。针对此前无法治疗的罕见疾病，精准疗法的快速发展突显了准确诊断的重要性。此外，诊断为患者的疾病提供了可信度，使他们能够与患者组织建立联系，并通过了解疾病如何影响生活，为患者及其护理者带来一定的缓解。
缩短患者诊断漫长过程的关键步骤包括：(i) 开发新的诊断技术和分析工具；(ii) 加速将这些技术快速整合到临床实践中；(iii) 促进全球合作；(iv) 推动安全的数据共享。此外，还需要一个全面的罕见病目录，其中应包含表型和基因型数据，并由强制性的国际合作框架支持。
未确诊疾病国际网络（UDNI）的最终目标是通过促进知识与技术交流、增强全球诊断能力，特别是在资源有限的地区，为受未确诊疾病影响的患者及其家庭提供答案。Wilhelm基金会（https://wilhelmfoundation.org/），一个致力于支持未确诊疾病患者的全球组织，与美国国立卫生研究院（NIH）未确诊疾病项目共同创立了UDNI。
图1 | 未确诊疾病黑客马拉松的组织架构。来自八个未确诊疾病项目（UDP）的十个未确诊家庭被选中参与，并获得了知情同意。在活动前两个月，采集了先证者、父母及受影响兄弟姐妹的血样并进行处理。先证者及家庭成员的DNA样本通过三人组/四人组短读长全基因组测序（srWGS）进行分析。先证者的DNA和RNA样本进一步接受了短读长RNA测序（srRNA-seq）、长读长全基因组测序（lrWGS）、长读长RNA测序（lrRNA-seq）以及EPIC甲基化阵列基因分型分析。深度表型数据由各地UDP使用https://tip2toe.org平台采集。在48小时活动期间，来自28个国家的近100名专家聚集一堂，以“笑脸队”“恐龙队”“动物队”“独角兽队”和“太空队”等多学科团队形式对综合表型和基因组数据进行分析。包括两对受影响兄弟姐妹在内的六名瑞典患者及其家庭出席了活动并接受了现场评估。在十个家庭中，有四个家庭（40%）获得了明确诊断。未确诊疾病黑客马拉松模式为知识转移、诊断开发、全球多学科协作及患者合作提供了范例，惠及罕见病社区。
活动成果
在活动第一天，十个家庭中有四个（40%）获得了明确的诊断。成功的分析方法和工具通过数字协作沟通工具和总结会议迅速在团队之间共享。未解决的病例被重新分配以进行进一步分析，但这些病例更加复杂，因为未能识别到有力的致病性变异。在另外四个家庭中确定了候选基因，并为所有未确诊的家庭提出了进一步检查的建议。
已解决病例的表型和致病性变异见表1。所有诊断均对患者管理和/或遗传咨询产生了直接影响，包括进行产前检测的可能性。一名患者被诊断为由HRAS基因新发变异引起的Costello综合征（MIM 218040），需要进行心脏和癌症监测。另一名此前被诊断为脑瘫的患者被确诊为由CUL3基因新发变异引起的伴有自闭症和癫痫的神经发育障碍（MIM 619239）。第三名患者被诊断为由TBCK基因复合杂合变异导致的伴有婴儿期低肌张力、运动发育迟缓和特征性面容的综合征3（MIM 616900）。lrWGS数据实现了缺失的精准定位，而srRNA-seq验证了其对基因表达和剪接的影响（见表1）。这一诊断立即表明该患者适合开始支链氨基酸（Bramino）治疗。最后，第四名患者被诊断为由IGHMBP2基因纯合致病性变异引起的伴呼吸窘迫的1型脊髓性肌萎缩症（MIM 604320）。这一诊断通过商业全外显子组测序未能检测到，突显了现有测试技术局限性的重要性（见表1）。
讨论
未确诊疾病黑客马拉松在实践中展示了全球协作、患者参与、尖端技术以及多学科方法在弥合罕见病诊断差距方面的潜力。该活动提供了一个非正式学习、问题解决与协作的平台，增强了未确诊疾病国际网络（UDNI）及罕见病领域的社区意识。
参与者多样化的背景使问题解决能够以全面的方法进行，同时为跨学科和跨国家的知识转移与建立人脉提供了出色的平台。患者的出席和他们的故事赋予了活动深刻的意义，并重申了“以患者为中心”的理念。促进多方利益相关者之间的合作伙伴关系进一步提升了活动的整体价值和影响力。
专注于特定任务的受保护时间与参与者之间相互认可、反馈和社交支持的协作精神相结合，创造了一个心理安全的空间。这种环境显著激发了创造力和创新能力，促使参与者尽其所能，将基因组诊断的边界推向超越日常医疗实践的水平。
举办未来的未确诊疾病黑客马拉松将促进全球协作，并推动针对罕见病诊断的工作组成立，以加速解决方案的开发，例如多组学数据分析工具、先进的表型分析工具、精简的变异评估流程、数据共享框架以及大规模基因发现项目，这些都得益于人工智能和机器学习的辅助。活动所生成的资源可用于推动研究、技术开发以及改进精准诊断、预防、治疗和护理（见图1）。
总之，未确诊疾病黑客马拉松展示了一种鼓舞人心的全球多学科协作与患者合作模式，并推动了罕见病诊断的极限。同时，该活动为未来与国际罕见病研究联盟（IRDiRC）目标一致的倡议打开了大门，即让未确诊患者能够获得全球协调的诊断和研究体系。实践中的经验和取得的成果表明，这一模式在实现全球患者健康公平以及实现未确诊疾病成为历史的未来方面具有巨大潜力。
