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专访:从试错模式到精准诊断,未知病因不用再彷徨等待

发表于:2016年03月07日 访问人数:3065人

  这就是现代科技的力量,于你于我也许只是报刊上的一则报道,但是对于惶惶不安,焦急等待的父母来说,那就是关键的一根救命稻草。在生物通编辑部,每天都需要回答来自这样父母的询问,为此,在此前专访的基础,我们很荣幸再次邀请到余永国医师,就读者请教的各种问题进行解答。

  现在随便从百度上搜索一下,我们都能看到许多有关儿童未知病因的求助帖,从皮肤上长了小疙瘩到忽然发呆,从为什么长不高到总是流鼻血,孩子们的各种情况牵动着父母的心。然而对于这些问题,我们去医院并不一定就能得到确切的回答,尤其是存在罕见病的可能情况下,但随着现代生物技术的迅猛发展,新技术也许能给我们想要的答案,不再延误病情。

  “出现异常症状,需要进一步基因检测的指征很多,这里不能一一列出,”来自上海交通大学医学院附属新华医院上海市儿科医学研究所内分泌/遗传科的余永国医师说,“一般考虑到遗传因素致病可能,就可以进行相应的遗传检测”。

  余永国医师早年曾于美国哈佛大学医学院进修分子诊断多年,在遗传病罕见病的分子诊断方面有着极其丰富的经验,他说,“传统的诊断策略是试错模式,医生必需预先诊断……,现代生物医学新技术,尤其是二代测序的临床应用,将会颠覆传统的诊断策略,诊断模式可以一步到位精准诊断。”

  “我们曾经遇到过一个矮小患者,使用生长激素治疗效果不好,之后用3000多个基因的二代测序发现这个患者是生长激素受体基因缺陷,补充生长激素效果肯定不好,需要直接补充生长因子!”

  这就是现代科技的力量,于你于我也许只是报刊上的一则报道,但是对于惶惶不安,焦急等待的父母来说,那就是关键的一根救命稻草。在生物通编辑部,每天都需要回答来自这样的父母的询问,因此我们也十分高兴能见证这个时代一大步或一小步的前进所赋予的重要意义。为此,在此前 专访余永国:全基因组芯片技术破解医学难题 的基础,我们很荣幸再次邀请到余永国医师,就读者请教的各种问题进行解答。

  遇到罕见病的几率有多大?

   生物通:罕见病,尤其是儿童罕见病是一件令人揪心的事。寻找病因的过程往往特别漫长,还要耗费大量的人力财力,让人心力憔悴。罕见病发现率有多高?国内相对较为多见的儿童罕见病有哪些,传统方法一般需要多长时间能找到病因?哪些病会因为耽误时间而错过治疗?

   余永国博士:罕见病的定义目前并不统一,有专业协会定义为万分之一,有专业协会定义为百万分之一,目前大家比较认可的罕见病定义为万分之一;罕见病虽然发病率低,但病种多,加上中国人口基数大,故而罕见病的总数非常非常众多,全球很罕见的罕见病,在中国会有大量的报道,比如苯丙酮尿症,发病率1.7万分之一,在我们新华医院目前已经积累3000例确诊的患者,这个数字是非常庞大的。

  目前国内认识较多的罕见病主要是聚焦在可诊断可预防的疾病,比如苯丙酮尿症,肾上腺皮质增生症,代谢性疾病,染色体微缺失/微重复综合征等;

   传统的诊断方法有染色体核型分析,需要细胞培养,诊断周期一般在2-3周。且诊断率极低还需耗费大量人力;传统的还有生化检测,虽然生化检测是必需的,但生化检测随着人体情况会改变且变异较大,确诊需要数次随访动态观测,这样极容易导致一些疾病延误治疗,比如苯丙酮尿症,如果早期治疗早期干预智力可以完全不受影响,但是苯丙酮尿症诊断思路是三步:1.是不是苯丙酮尿症;2.是经典的苯丙酮尿症还是恶性的苯丙酮尿症;3.基因确诊;有时候生化结果不典型,导致第一步和第二步确诊困难,苯丙酮尿症有6个基因,前面第一步和第二步分型导致很难选择哪个基因进行检测,后续的诊断无法进行从而延误治疗,但是随着二代测序的发展,我们可以把6个基因一起检测,直接跳过第一和第二步,基因确认偶再通过第一步和第二步生化验证确诊。

  生物通:请问目前国内临床上罕见病的诊断和治疗现状是怎样的?

  余永国博士:目前罕见病主要依靠临床经验和基因诊断,但很多罕见病还是没有治疗方法的,诊断该类无法治疗的罕见病主要是为了下一胎的产前诊断,同时很多罕见病基因型能明确的指导临床表型;此外大量的罕见病患者被诊断将会加速药厂及研究团体对该类疾病的研究认知,从而为可能的治疗奠定基础。

  二代测序技术对临床罕见病的意义

  生物通:现代生物医学新技术,尤其是二代测序技术在临床上罕见病的诊断和治疗具有哪些意义?优势在哪里?

  余永国博士:传统的诊断策略是试错模式,医生必需预先诊断,再通过基因检测验证,且适用于医生所认识的少数疾病,诊断过程是由外及里,先通过临床特征,再借助实验室检查,然后到基因;随着现代生物医学新技术,尤其是二代测序的临床应用,传统的诊断策略将被颠覆,诊断模式可以一步到位精准诊断,无需医生预先诊断,筛查结果会提示疾病表型,适用范围扩大到人类数千种遗传病,甚至可发现新的疾病,诊断过程也转为先里到外,先筛查基因,得到答案,再用其他实验室检查验证。

  生物通:在新技术应用普及上,国外现状大概是什么样的?国内与之相比有哪些差距?

  余永国博士:在新技术的临床应用普及上,国内外差距甚大,具体差距体现在:

  二代测序基因芯片应用于临床还不是很多,像今年美国临床医学遗传会议ACMG,已经有国外的单位把全外显子测序应用于产前诊断,而中国还尚未涉及,导致此差距的主要有以下原因:

1.体制不一致,美国是采用实验室资质认证,只要实验室有资质就可以开展各类检测,而国内需要经过主管部门的审批;

2.团队的配备参差不齐,美国新技术的开展有完整的团队建设,比如二代测序他们有研发团队,技术团队,分析团队,遗传咨询团队及遗传师团队,而中国还尚未成规模;

3.医疗保险不一样,美国这些昂贵的检测大多由保险覆盖,但中国都是由患者买单,相对制约了新技术的发展。

  哪些罕见病通过二代测序技术受益?

  生物通:有哪些罕见病可以通过二代测序技术得到快速诊断而从中受益?

  余永国博士:很多原因不明的罕见病随着二代测序技术的发展被大家诊断认知,比如不明原因智力落后,癫痫等,还比如我们现在临床还开展一个致病基因的二代测序项目,对于一个不被认知的疾病或者不熟悉的疾病,直接做3000多个基因的panel,很多患者得到明确诊断,明确诊断率大约在33%左右。

  生物通:目前在您遇到的众多门诊案例中,您印象比较深刻的有哪些例子?

  余永国博士:在我门诊中,有两个案例给我很深的印象:

  第一个是个高苯丙氨酸血症患者,血苯丙氨酸已知处于正常高线,血、尿生化分型也不典型,但生化肯定不支持恶性苯丙酮尿症,经典型苯丙酮尿症基因检测也未见基因变异,我们就一直门诊随访,控制饮食,但后来我们做苯丙酮尿症的六个基因,发现这个患者是恶性苯丙酮尿症,需要每日补充神经递质!

  第二个是一个矮小患者,使用生长激素治疗效果不好,之后用3000多个基因的二代测序发现这个患者是生长激素受体基因缺陷,补充生长激素效果肯定不好,需要直接补充生长因子!

  如何进行排查?

  生物通:当出现某种罕见病症状的时候,因为罕见,普通医生可能因很少机会接触而找不到病因,往往要经过多次往返转折,甚至通过大会诊才能确诊,不单浪费时间和精力,还会延误最佳治疗时机。作为在国内和国外从事儿童遗传病筛查已有多年经验的专家,您认为在出现哪些异常症状的情况下,就有需要进行基因检测的排查呢?什么情况下适用测序,什么情况适用基因芯片?准确性如何?有哪些特色门诊您认为值得推荐呢?

  余永国博士:出现异常症状需要进一步基因检测的指征很多,这里不能一一列出,一般考虑到遗传因素致病可能,就可以进行相应的遗传检测;目前临床采用的基因检测有测序和基因芯片,测序有一代测序和二代测序,前者主要针对已知基因,通量小,二代测序通量大;而基因芯片和测序两者各有侧重,前者主要针对基因组的重复或缺失,测序主要针对点突变;

  两者目前还不可相互替代,但随着技术和分析方法的发展,二代测序可能将代替基因芯片同时检测点突变和拷贝数变异;

  目前基因芯片主要适用于不明原因智力落后,发育迟缓,多发畸形等,该类疾患阳性率大约20%左右;排除拷贝数变异,均可以做二代测序,阳性率大约有1/3

  目前遗传检测的部门很多,但是弊端是只注重检测,后续的遗传咨询,产前诊断是个瓶颈,从而限制了其发展,我们新华医院内分泌/遗传科从生化平台,细胞遗传学平台,分子平台,到医生团队及产前团队是一体化链条。

  生物通:罕见病基因诊断成本高,应用频率低,无利可图,一些基因诊断中心和研发企业都不愿意涉足该领域,这是目前测序技术在临床罕见病诊断和治疗方面存在的主要问题吗?

  余永国博士:其实现在基因检测是个潜力很大的产业链,随着国家精准医疗的概念提出,这个产业领域将是非常非常巨大的产业链条。

  生物通:在过去的十年中,随着人基因组计划的完成,罕见遗传疾病的致病基因挖掘速度不断加快,但这些发现向临床应用的转化却相对滞后,您认为这其中主要的原因是什么呢?

  余永国博士:恰恰相反,现在基因检测非常非常火爆,每次只要涉及遗传或者基因的学术会或者学习班,都场场爆满恰恰反应了需求,相信几年以后中国的遗传事业将会长足进展,但是需要规范化引导。

  医疗级测序

  生物通:测序技术突飞猛进,“医疗级测序”的呼声越来越高。您现在采用什么平台?有哪些优势和特点?目前弱点在哪里?

  余永国博士:医疗级测序我们现在有PGMProton的测序平台,同时也购置了IlluminaNextseq-500Miseq平台,每个平台有各自的特点,通量,测序质量,速度,测序时间,成本均不一样,需要按照临床和性价比综合考虑取舍;目前各类机器产生的数据均可以应用于临床,但是弱点和弊端主要是费用相当昂贵,步骤繁琐,分析较复杂。

  生物通:单分子测序在片段平均读长上已经达到10Kb,计划今年要达到15-20kb,对于重复拷贝数变异等遗传疾病了解病因可能更为有帮助。您认为这对遗传病临床诊断会带来哪些改善?您认为未来测序技术应该向哪些方向发展才能满足医学上的需要?

  余永国博士:一般而言,测序越长越准确,单分子测序读长长,准确率相对高,可以同时检测拷贝数变异,是个很好的应用方向,但相对而言机器昂贵,准入门槛较高;未来技术主要比拼价格,测序质量,反应时间,操作过程是否繁琐等综合因素。

  生物通:医生是一种终身都需要不断学习的职业,仅仅靠经验积累已经不够用了,因为研究的深入使得诊断方法,治疗方法,用药指导甚至观念过几年可能就要变一变。您认为国内的临床医生应该在“安全保守一切谨遵标准规范”和“勇于探索和开拓创新”中如何保持平衡?

  余永国博士:医生是个特殊职业,**学历明显高于其他专业,受教生涯比同类其他专业长23年,而且还要经历住院医生规范化培训和专科培训5-6年,医生是个终身需要不断学习和不断充电的职业。

  安全保守一切谨遵标准规范对于一个医生是必须的要求,但是医生一定要实时了解国内外本专业发展动态,不能固步自封,了解本专业每个技术的应用范围、优缺点、工作原理、辨证论治的勇于探索和开拓创新,对自身认知的提高和对自己所诊治的患者都将是福音。

后记:

  在多次与余永国医生的接触过程中,他对专业的精益求精,对问题的科研探究精神给我们留下了深刻的印象,从2012年走到2015年,通过大量临床病例的累积,不断的量变到质变的转换,余永国医生和他的团队愈发成熟,我们也期待他们在这一领域中走出自己的道路。

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