隨著對疾病在基因水平認識的深入,,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)險評估方面的價值。
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、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)護人員需要對患者科普一下相關(guān)知識,,并細心地告知基因病的長期風(fēng)險,,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)護人員本身,,則需要考慮基因診斷的社會經(jīng)濟影響(如是否有保險),并堅決做好診斷結(jié)果的保密工作,。
什么時候需要基因檢測,?
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,,尤其是對年輕人,。
胚胎植入前基因檢測是針對試管內(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)的病例報告成功地運用胚胎植入前基因檢測進行診斷,如Holt-Oram綜合癥和家族性心肌病,。
如今,,GeneTest,作為一個全免費的網(wǎng)絡(luò)基因檢索數(shù)據(jù)庫,,可提供全球600多個基因檢測實驗室,,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,,就會顯示一連串可檢測這方面的實驗室以及其聯(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),這需要花費很長的時間,,且無疑會增加臨床醫(yī)生的工作量,。這時,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,、護理師、臨床助理等,。
圖1 對心血管系統(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測序方面的進步也使得臨床基因檢測技術(shù)的應(yīng)用范圍進一步擴大,,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,,成功運用基因檢測的方式發(fā)現(xiàn)心血管遺傳病的例子相當?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個堿基對),,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,進行生物信息學(xué)的分析,,閱讀基因序列,,評估數(shù)據(jù)質(zhì)量。
根據(jù)外顯子數(shù)據(jù)識別疾病相關(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),。
最近的一個關(guān)于診斷2型新生兒長QT綜合征(KCNH2突變)的臨床報告,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
臨床基因檢測實驗室對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基因組計劃(1000 Genomes Project)和外顯子組測序項目(Exome Sequencing Project),。
這些數(shù)據(jù)庫有利于辨認發(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)模的評測項目,,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個新生兒中可能只會影響一個,。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,,當所發(fā)現(xiàn)的變異無法確切描述其致病性的時候,有必要在解讀檢測結(jié)果上謹慎一些,。
臨床意義未知的變異
當臨床醫(yī)生在解讀檢測結(jié)果的時候,,往往會被未知臨床意義的變異(VUS)所困擾,因為其相關(guān)的數(shù)據(jù)還不足以證實與某種特定的疾病相關(guān),。這時,,可以從患者的家族成員中分離VUS進行分析,以獲取疾病相關(guān)的信息,。但是,,對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,這項工作難度頗大,。
另外,,也可以應(yīng)用實驗室的研究驗證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,,這種著實難以向患者解釋,。但真陰性的結(jié)果確實可能發(fā)生,因為檢測試驗可能并沒有針對特異性的肇事基因,,或者混進了未知的致病基因,,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))。一般認為藥物反應(yīng)的可變性是由于藥物代謝動力學(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)生要仔細詢問基因病相關(guān)的病史,。臨床基因藥理學(xué)實施聯(lián)合會也出臺了一系列循證共識指南,,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)域的進展,,推動了針對醫(yī)學(xué)上可控變異的臨床檢測技術(shù)的發(fā)展,,也使個性化用藥得以實現(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值。
基因藥理學(xué)檢測確實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,很有可能會延誤治療時間,。而且,,也需要進一步的臨床研究來證實臨床實踐中基因藥理學(xué)檢測的價值所在。
總結(jié)
總而言之,,科學(xué)技術(shù)的進步使我們迎來了基因診斷的新紀元,將會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代的重大醫(yī)學(xué)突破轉(zhuǎn)化為臨床實踐,,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)療救護系統(tǒng),,鼓勵更多的患者和醫(yī)生參與其中。