隨著對(duì)疾病在基因水平認(rèn)識(shí)的深入,,臨床診療也悄然發(fā)生著革命性的變化,。正如臨床基因檢測,,已然成為許多遺傳性疾病或者其他情況下的常規(guī)檢查,包括影響心血管系統(tǒng)的不良病變,。新的快速DNA序列篩選方法也使得基因檢測的應(yīng)用更加廣泛,。
然而,擺在醫(yī)生面前的困難是:什么時(shí)候以及如何使用基因檢測,?怎么正確地解讀檢測結(jié)果,?
本文將從以下幾個(gè)方面解讀基因檢測一般原則:新技術(shù),新的解讀方式以及新的誤區(qū),。重點(diǎn)關(guān)注單基因遺傳病和其他新興的應(yīng)用(如藥物基因組學(xué)分析),,并討論基因檢測在常見心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面的價(jià)值。
基因檢測前需要考慮什么,?
基因檢測是一種特殊的診斷方式,,既可用于商業(yè),也可用于研究,。但不管用于哪種,,都必須遵守相關(guān)的規(guī)章制度,否則,,檢測結(jié)果也不可用于臨床診斷,。
基因檢測前也需告知檢測可能存在的風(fēng)險(xiǎn)、好處和局限性,,有條件的話,,最好有基因?qū)W方面的顧問參與診斷。
醫(yī)護(hù)人員需要對(duì)患者科普一下相關(guān)知識(shí),,并細(xì)心地告知基因病的長期風(fēng)險(xiǎn),,切忌暗示在該基因型的影響下其必然發(fā)病,以免造成過度的焦慮和恐慌,。而醫(yī)護(hù)人員本身,,則需要考慮基因診斷的社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響(如是否有保險(xiǎn)),并堅(jiān)決做好診斷結(jié)果的保密工作,。
什么時(shí)候需要基因檢測,?
臨床基因檢測往往在圍產(chǎn)期后,包括診斷性的檢測,、癥狀前診斷和尸體樣本檢測,。
診斷性檢測只需要一組與疾病相關(guān)的基因,就可以發(fā)現(xiàn)主要的基因缺陷,。當(dāng)已知患者有某種疾病的家族史,,或者在其父母或直系親屬身上檢測到基因突變,則有必要進(jìn)行基因檢測,。尸體樣本基因檢測在原因不明的猝死方面的應(yīng)用越來越多,尤其是對(duì)年輕人。
胚胎植入前基因檢測是針對(duì)試管內(nèi)受精胚胎的檢測,,旨在協(xié)助選擇健康的胚胎,。盡管心血管遺傳性疾病方面仍不太明確,但已有相關(guān)的病例報(bào)告成功地運(yùn)用胚胎植入前基因檢測進(jìn)行診斷,,如Holt-Oram綜合癥和家族性心肌病,。
如今,GeneTest,,作為一個(gè)全免費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)基因檢索數(shù)據(jù)庫,,可提供全球600多個(gè)基因檢測實(shí)驗(yàn)室,超過3000種疾病的基因信息,。只要在檢索框輸入基因或疾病的名字,,就會(huì)顯示一連串可檢測這方面的實(shí)驗(yàn)室以及其聯(lián)系方式。除此之外,,還有像Genetic Testing Registry,,GeneReviews,UK Gene Testing Network等數(shù)據(jù)庫可供選擇,。
目前已知部分單基因遺傳病可直接或間接地影響心血管系統(tǒng)(見圖1),。而要想根據(jù)孟德爾定律獲取遺傳疾病的信息,需要建立起全面而又可靠的多代家族史結(jié)構(gòu),,這需要花費(fèi)很長的時(shí)間,,且無疑會(huì)增加臨床醫(yī)生的工作量。這時(shí),,醫(yī)生就需要醫(yī)療保健人員的協(xié)助,,如遺傳咨詢?nèi)藛T、護(hù)理師,、臨床助理等,。
圖1 對(duì)心血管系統(tǒng)有不良影響的基因病
一般而言,出現(xiàn)極端表型即代表單基因遺傳病,,即使缺乏明確的家族史,。而且這類疾病往往是成人期發(fā)病,若成人出現(xiàn)高血壓性卒中,、冠脈疾病,、心衰和心臟性猝死等情況,就有必要懷疑單基因遺傳病,。另外,,若出現(xiàn)一些非心血管系統(tǒng)的器官或組織的病變,或許意味著某種特殊的遺傳病或者基因組綜合癥,。
最新的臨床基因檢測技術(shù)
目前DNA測序方面的進(jìn)步也使得臨床基因檢測技術(shù)的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大,,更有利于發(fā)現(xiàn)心血管疾病上可控的基因突變,而且也使得罕見的遺傳疾病的診斷更加簡易以及花費(fèi)更加少。2013年,,美國食品與藥物管理局已經(jīng)授權(quán)首款最新的測序儀器上市,,用于臨床基因測序。
過去的三年,,成功運(yùn)用基因檢測的方式發(fā)現(xiàn)心血管遺傳病的例子相當(dāng)?shù)亩?,但是隨之而來的大量的數(shù)據(jù)如何管理使用也是一個(gè)挑戰(zhàn)。
最新的基因檢測技術(shù)有2種基因檢測模式:多基因同步測序和全外顯子測序,。圖2則說明了這些方法的工作流程,。
圖2?多基因同步測序和全外顯子測序的檢測流程示意圖
首先,把基因DNA片段修剪成小的片段(一般為200-500個(gè)堿基對(duì)),,然后與用于捕獲目的DNA的試劑混合,。接著用基因檢測儀器檢測目的DNA的序列,進(jìn)行生物信息學(xué)的分析,,閱讀基因序列,,評(píng)估數(shù)據(jù)質(zhì)量。
根據(jù)外顯子數(shù)據(jù)識(shí)別疾病相關(guān)性的變異型基因,,還需要家族成員結(jié)構(gòu)圖以及直系親屬的基因組序列(見圖3),。
最近的一個(gè)關(guān)于診斷2型新生兒長QT綜合征(KCNH2突變)的臨床報(bào)告,便演繹了基因組測序快速轉(zhuǎn)型的可行性,。
圖3 根據(jù)后代的測序數(shù)據(jù)推斷基因型的方法
檢測結(jié)果解讀
臨床基因檢測實(shí)驗(yàn)室對(duì)基因變異的分類一般忽略其基本構(gòu)架,,旨在簡潔地而又全面地評(píng)估臨床意義。
近些年來,,許多國家已經(jīng)籌劃組建人類的基因組和外顯子組序列數(shù)據(jù)庫,,以確定變異的發(fā)生率,如1000基因組計(jì)劃(1000 Genomes Project)和外顯子組測序項(xiàng)目(Exome Sequencing Project),。
這些數(shù)據(jù)庫有利于辨認(rèn)發(fā)現(xiàn)的變異是否屬于新變異,,以及普通人群在缺乏該基因的情況下是否獲益更多。通過這些大規(guī)模的評(píng)測項(xiàng)目,,或許可以捕捉到某些與特定疾病相關(guān)的變異,,但難以確定其臨床意義的大小。
即使所檢測到的基因變異屬于參考數(shù)據(jù)庫,,也并不可特意排其除致病性,,尤其是在等位基因發(fā)生頻率低于疾病的人群發(fā)病率的情況下。例如,,已知先天性的長QT綜合癥在2500個(gè)新生兒中可能只會(huì)影響一個(gè),。相反,其他與家族性心肌病和某些心律不齊的變異雖同樣屬于參考數(shù)據(jù)庫,,但其發(fā)生率卻高于預(yù)期的人群流行性,。
這些都提示,,當(dāng)所發(fā)現(xiàn)的變異無法確切描述其致病性的時(shí)候,有必要在解讀檢測結(jié)果上謹(jǐn)慎一些,。
臨床意義未知的變異
當(dāng)臨床醫(yī)生在解讀檢測結(jié)果的時(shí)候,,往往會(huì)被未知臨床意義的變異(VUS)所困擾,因?yàn)槠湎嚓P(guān)的數(shù)據(jù)還不足以證實(shí)與某種特定的疾病相關(guān),。這時(shí),可以從患者的家族成員中分離VUS進(jìn)行分析,,以獲取疾病相關(guān)的信息,。但是,對(duì)于隱形遺傳或者不完全外顯的遺傳病或者較小的家族結(jié)構(gòu)而言,,這項(xiàng)工作難度頗大,。
另外,也可以應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室的研究驗(yàn)證VUS是否有害,,從而明確其致病性,,但這還不足以用于下臨床診斷。
陰性結(jié)果的處理
患者有臨床癥狀支持遺傳性疾病,,但是檢測結(jié)果卻是陰性的,,這種著實(shí)難以向患者解釋。但真陰性的結(jié)果確實(shí)可能發(fā)生,,因?yàn)闄z測試驗(yàn)可能并沒有針對(duì)特異性的肇事基因,,或者混進(jìn)了未知的致病基因,或者檢測小組考慮不夠全面,。如果輔助應(yīng)用外顯子測序方法,,可以減少誤差。另外,,也可能出現(xiàn)假陰性結(jié)果,,重復(fù)檢測可以減少誤差。
基因藥理學(xué)的發(fā)展
臨床基因檢測技術(shù)也可以應(yīng)用于探索與藥物反應(yīng)個(gè)體差異性相關(guān)的基因變異(如不同的療效或者不良反應(yīng)),。一般認(rèn)為藥物反應(yīng)的可變性是由于藥物代謝動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)的差異所引起的,。
在美國食品衛(wèi)生管理局中,有超過125種藥物已經(jīng)在說明書中添加了基因藥理學(xué)的信息,,包括告誡醫(yī)生要仔細(xì)詢問基因病相關(guān)的病史,。臨床基因藥理學(xué)實(shí)施聯(lián)合會(huì)也出臺(tái)了一系列循證共識(shí)指南,以方便臨床醫(yī)生根據(jù)臨床基因檢測結(jié)果制定特定的藥物處方,。
基因藥理學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)展,,推動(dòng)了針對(duì)醫(yī)學(xué)上可控變異的臨床檢測技術(shù)的發(fā)展,也使個(gè)性化用藥得以實(shí)現(xiàn),,包括用于心血管基因疾病的用藥,?;驒z測技術(shù)或許在預(yù)測藥物治療療效、特定的不良反應(yīng)以及確定初始藥物使用劑量方面有著很大的價(jià)值,。
基因藥理學(xué)檢測確實(shí)有利于更好地做診斷以及治療,,但另一方面,其檢測效率普遍較低,,很有可能會(huì)延誤治療時(shí)間,。而且,也需要進(jìn)一步的臨床研究來證實(shí)臨床實(shí)踐中基因藥理學(xué)檢測的價(jià)值所在,。
總結(jié)
總而言之,,科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步使我們迎來了基因診斷的新紀(jì)元,將會(huì)給心血管基因病的診療技術(shù)帶來巨大的變革,。要想將誕生于基因時(shí)代的重大醫(yī)學(xué)突破轉(zhuǎn)化為臨床實(shí)踐,,就必須了解不同的臨床背景下基因檢測的作用和局限性,改變傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)教育模式,,改善醫(yī)療救護(hù)系統(tǒng),,鼓勵(lì)更多的患者和醫(yī)生參與其中。