选自：中华妇产科杂志2024年10月第59卷第10期
作者：郝娜 阴凯丽 张晗喆 戚庆炜 周希亚 吕嬿 蒋宇林
中国医学科学院北京协和医学院妇产科 国家妇产疾病临床医学研究中心，北京 100730
通信作者：蒋宇林， Email： jiangyl@pumch.cn
引用本文：郝娜,阴凯丽,张晗喆,等. 216种单基因遗传病在3 097例中国健康育龄期人群中的扩展性携带者筛查研究[J]. 中华妇产科杂志,2024,59(10)：764-770.DOI:10.3760/cma.j.cn112141-20240617-00340
本研究应用全外显子组测序技术对3 097例受试者进行检测，探讨了本课题组前期构建的包含了216种疾病的216-ECS panel在中国育龄人群中的携带情况，及携带率≥0.5%的33种疾病在高风险夫妇中的发生率，为中国人群ECS病种的选择提供了参考。
既往研究发现，随着所选疾病种类及数量的不同，文献中报道的ECS检出率为10.4%~84.0%不等 ［ 13 , 14 , 15 ］ ，人均携带致病变异为0.2个 ［ 16 ］ ~2.8个 ［ 2 ］ ，高风险夫妇发生率为0.21% ［ 14 ］ ~6.30% ［ 17 ］ 。本研究中，利用216-ECS panel进行携带者筛查，检出率为47.59%，人均携带0.65个致病变异，高风险夫妇检出率为3.93%。不同研究数值的差别可能由于样本量、纳入疾病种类及数量、地域差异和种族、目标人群、检测方法、数据分析方法等有差异而导致的。如本研究中，对于致病变异的筛选标准特别严格，对于ClinVar数据库收录的P或LP变异要求为2颗星以上，而对于数据库未收录的，只筛选功能丧失型变异，并且位于最后1个外显子上的变异也被滤掉，这也是导致本研究人群携带致病变异数少的一个原因。多项研究发现，只筛查少数基因就能检出多数高风险夫妇 ［ 12 ， 18 ］ ，如Guo和Gregg ［ 12 ］ 对415个基因在不同人种中进行研究，对于德裔犹太人，筛查阈值设置为GCR>1.0%时，能够检出241对高风险夫妇，GCR>0.5%时仅额外检出9对。但是在本研究中并没有特别明显的体现。本研究中，GCR≥1%、≥0.5%、≥0.1%分别能检出46%、70%和85%的高风险夫妇。分析原因可能是纳入的基因数量及疾病种类不一致。另外，本研究发现，基因CCR并不会随着基因数量的增加而有同等程度的增加，这与Guo和Gregg ［ 12 ］ 的研究一致。如本研究中，GCR≥0.1%的111个基因的CCR为45.59%，但所有180个基因的CCR仅增加了2.12%。另外，本研究中基因GJB2、ATP7B、PAH、SLC26A4、SLC25A13的热点突变与之前中国人群中的报道一致 ［ 19 , 20 , 21 ］ ，这有助于设计更简便和快捷的检测方法，提高筛查效率，降低筛查成本。
ECS所纳入的目标疾病及热点突变类型会极大影响筛查的效能和出生缺陷防控目标的达成程度，所以，针对ECS目标疾病的选择是非常重要和慎重的。对于ECS panel效能的评估并不简单，有报道提出可以基于变异携带率、GCR和CCR来进行评估 ［ 12 ］ 。对于本研究设计的216-ECS panel，检出的180个基因的CCR为47.71%，远高于Guo和Gregg ［ 12 ］ 对8 624例东亚人群进行415个基因的筛查得到的CCR（32.6%）。按照ACMG指南建议的携带率≥0.5%作为阈值进行统计，216-ECS panel中携带率≥0.5%的基因有33个，CCR为33.72%，Guo和Gregg ［ 12 ］ 的研究在此阈值内的基因CCR为20%左右，这意味着本课题组设计的216-ECS panel选择的基因相对更适合中国人群。然而携带率不应该被作为设计ECS panel唯一的参考依据，还应考虑疾病严重程度、外显率、发病年龄及是否可进行有效干预以改善预后等 ［ 8 ］ 。
本研究进行携带率等数据统计时排除了两个在东亚人群中偏良性表型并且携带率较高的变异，一个为UGT1A1基因的c.211G>A变异，在临床上一般不伴有肝脏器质性改变；另一个为GJB2基因的c.109G>A变异，在亚洲人群中等位基因频率高达10% ［ 22 ］ 。除了这两个变异，本研究并不能完全排除其他可能具有轻微临床表现的变异。另外，目前对于变异致病性的解读是基于ACMG指南以及现阶段能够得到的证据，但是随着指南的更新以及新证据的出现，一些变异的致病级别可能会发生改变。本研究另外一个局限性是只对于检测结果为P或LP的SNV和InDel进行了分析，对于拷贝数变异（copy number variation，CNV）并没有进行分析。CNV是指染色体上大于1 kb的DNA片段的缺失和重复，以往研究显示，CNV在ECS检测中能够增加总的灵敏度 ［ 23 ］ 。在囊性纤维化携带者筛查中，致病性CNV约占1.6% ［ 24 ］ 。Chen等 ［ 17 ］ 在300对夫妇中对330个基因进行携带者筛查，在检出的致病变异中，CNV占4.18%。此外，本研究中各样本全外显子组测序采用标准流程，生物信息学分析也采用的是常规分析策略，并且由于全外显子组测序技术本身的局限性，对于某些特殊基因的复杂变异类型仍存在分析上的不足，如插入、倒位、易位等。我国发病率较高的α-地中海贫血最常见的变异类型是-α 3.7，-α 4.2和-- SEA，本研究只在HBA2基因上检出3例非缺失型α-地中海贫血携带者。此外，α-地中海贫血在我国的发生具有显著的地域性，携带率最高的地区为广东、广西和海南 ［ 25 ］ ，这也是本研究中该疾病GCR较低的一个原因。除此之外，导致脊髓性肌萎缩症的SMN1基因7号和8号外显子缺失、导致脆性X综合征的FMR1基因短串联重复序列等均未检出，这也是这些疾病在本回顾性研究中所得携带率低的原因。而在后续实际的携带者筛查产品设计时，通过在这些基因上增加探针密度以及采用特殊生物信息学算法，可以筛查出这些特殊类型的变异，对于疑似阳性的结果使用多重连接探针扩增技术（multiplex ligation-dependent probe amplification，MLPA）、实时荧光定量聚合酶链反应（quantitative real-time polymerase chain reaction，qPCR）等方法进行验证。
综上所述，本研究通过对育龄期人群的全外显子组测序数据进行216种单基因遗传病的筛查，初步确定了携带率较高的疾病及高频致病变异，为编制适合我国育龄期人群的单基因遗传病携带者筛查基因组合及高频热点变异谱提供了参考。同时筛查出一定比例的高风险夫妇，有助于其遗传咨询及生育指导，降低生育风险。
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