華 偉，強 榮，張瑞雪，吳 爽

(1.西安醫(yī)學(xué)院，陜西 西安710021；2.西北婦女兒童醫(yī)院，陜西 西安 710061)

單基因遺傳病是導(dǎo)致出生缺陷的重要原因之一。目前已有1 300多種常染色體遺傳病和X-連鎖隱性遺傳病被發(fā)現(xiàn)[1]。這些單基因病引起的死亡占嬰兒死亡率的20%，在兒科住院率中約占10%[2]，綜合發(fā)病率為1/100(世界衛(wèi)生組織全球健康人類基因組學(xué)發(fā)布)，給公共衛(wèi)生帶來了巨大負(fù)擔(dān)。隱性遺傳病的發(fā)生通常是由于表型正常的父母同時攜帶致病基因，并將致病基因遺傳給后代，導(dǎo)致后代發(fā)病。一般在懷孕前難以引起足夠的重視，但每次懷孕都有25%的概率生出一個患隱性遺傳病的患兒。攜帶者篩查的目的主要是發(fā)現(xiàn)受常染色體和(或)X-連鎖隱性遺傳病影響的夫婦，來評估遺傳風(fēng)險，從而促進(jìn)生殖決策[3]。傳統(tǒng)攜帶者篩查的重點是根據(jù)種族和家族史，檢測一些特定的遺傳疾病。隨著二代測序技術(shù)的應(yīng)用和推廣，擴展性攜帶者篩查(expanded carrier screening，ECS)成為可能。這種方法在不考慮種族、地域、家族史的條件下，可以同時篩查成千上百種疾病基因突變的攜帶情況。但是ECS的廣泛應(yīng)用仍面臨著諸多問題。本文將對ECS的發(fā)展現(xiàn)狀、面臨的挑戰(zhàn)及未來的趨勢進(jìn)行綜述。

1攜帶者篩查的發(fā)展與現(xiàn)狀

最初的單基因病攜帶者篩查，主要是基于特定種族的特定高發(fā)疾病。1966年對希臘人群的鐮狀細(xì)胞性貧血的篩查，為隨后的攜帶者篩查奠定了基礎(chǔ)。對德裔猶太人群家族黑朦性白癡、地中海人群的β地中海貧血及囊性纖維化一系列攜帶者篩查的實踐[4-5]，有效地降低了高發(fā)隱性遺傳病的發(fā)生風(fēng)險。伴隨著人口流動和社會多元化的形成，基于特定種族、特定人群的篩查已經(jīng)不能滿足實踐需要。隨著基因組檢測技術(shù)的進(jìn)展，更多的單基因病分子學(xué)基礎(chǔ)被發(fā)現(xiàn)，使擴大攜帶者篩查計劃成為可能。目前，基于高通量基因分型和測序的ECS不受群體屬性的限制，并擴大了可檢測疾病的范圍[1]，受到臨床醫(yī)生、健康管理者及社會大眾越來越多的關(guān)注。

美國醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)和基因組學(xué)會(American College of Medical Genetics and Genomics，ACMG)于2008年推薦對德系猶太人進(jìn)行9種遺傳病的攜帶者篩查，包括囊性纖維化、臺-薩氏病、范可尼貧血等，2009年首次提供了ECS[6]，Bell等人于2011年首次用高通量測序進(jìn)行遺傳病攜帶者篩查，對104個無關(guān)個體進(jìn)行448種兒童期嚴(yán)重隱性遺傳病篩查，發(fā)現(xiàn)人均攜帶2.8個致病突變基因，突出在人群中進(jìn)行ECS的必要性。Lazarin等人于2013年對不同種族共23 453人進(jìn)行108種遺傳病的產(chǎn)前或孕期攜帶者篩查的隊列研究，發(fā)現(xiàn)24%的人至少攜帶1種疾病，5.2%的人攜帶不止1種疾病，為泛種族篩查提供了支持。隨后各商業(yè)化檢測機構(gòu)提供了多種不同的檢測策略。這些進(jìn)展為社會的大范圍篩查方案提供了條件，為篩選導(dǎo)致嚴(yán)重表現(xiàn)的已知隱性基因攜帶者的不同人群提供了機會。ACMG于2013年首次針對孕前/產(chǎn)前進(jìn)行ECS發(fā)布了聲明，主要涉及疾病選擇的標(biāo)準(zhǔn)。2015年ACMG、美國婦產(chǎn)科醫(yī)師學(xué)會(American College of Obstetricians and Gynecologists，ACOG)等五家機構(gòu)發(fā)布了生殖醫(yī)學(xué)中進(jìn)行篩查的聯(lián)合聲明[7]，指出育齡女性的攜帶者篩查最好在妊娠前進(jìn)行，并對不同時期的篩查方式、篩查疾病標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了說明。2017年ACOG發(fā)布2個委員會意見[3,8]，聲明特定種族、泛種族或擴展性篩查均可接受孕前/產(chǎn)前攜帶者篩查。

隨著高通量測序技術(shù)在臨床上的廣泛應(yīng)用及檢測成本的降低，ECS可篩查的疾病數(shù)量不斷增加[9]。但同時帶來了一系列挑戰(zhàn)，如哪些疾病應(yīng)納入篩查，如何對變異基因的致病性進(jìn)行評估，應(yīng)向患者披露哪些結(jié)果，檢測前后的遺傳咨詢?nèi)绾芜M(jìn)行以及實施ECS的公共衛(wèi)生及倫理的考量等。目前就這些問題尚沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)或共識，但近年來的一系列研究，對ECS的臨床實踐仍然具有重要的價值。

2面臨的挑戰(zhàn)

2.1納入疾病的考慮

2.1.1疾病的嚴(yán)重程度評估

在ECS納入疾病的選擇上，疾病的嚴(yán)重程度是首先要考慮的問題。目前缺乏對隱性遺傳病嚴(yán)重性分類的共識和國際建議。2017年ACOG建議篩查的疾病包括：攜帶頻率為1/100或更高，具有明確的表型，對生活質(zhì)量有不利影響，導(dǎo)致認(rèn)知或身體損傷，需要手術(shù)或醫(yī)療干預(yù)，或在生命早期發(fā)作[3]。不建議對攜帶率極低、癥狀輕、成人期發(fā)病及自然病史未知的疾病進(jìn)行ECS[8]。ACMG于2013年也發(fā)表了關(guān)于ECS的建議，包括篩選疾病的性質(zhì)大多應(yīng)是高危的個體，考慮可行產(chǎn)前診斷；應(yīng)了解每種疾病的致病基因、變異與疾病表型嚴(yán)重程度間的關(guān)系，然而各檢測機構(gòu)的使用方法及遺傳咨詢方法不同，檢測出的基因和致病性變異的數(shù)量差異很大[10]。

ACMG于2006年參與了一項大規(guī)模的疾病特征研究，專家組用兩級方法對疾病進(jìn)行評估和排序，來確定新生兒篩查的優(yōu)先順序，評估了84種疾病的各種特征，涵蓋疾病的嚴(yán)重性。2011年Bell等人首次報道了用高通量測序進(jìn)行遺傳病攜帶者篩查，按先前的新生兒篩查標(biāo)準(zhǔn)，選擇符合ACMG指南的疾病，共有448種兒童期隱性疾病被選為嚴(yán)重并足以證明進(jìn)行攜帶者篩查是合理的。2017年結(jié)果反饋委員會按壽命限制、嚴(yán)重、輕度、不可預(yù)測和成人發(fā)病的分類法對728對基因-疾病對進(jìn)行了分類，結(jié)果分別是177對、406對，93對、41對、11對[11]，這種分類隨后被用于ECS的基因組測序，以確定哪些疾病應(yīng)包括在篩查中。為了解我國人群單基因病的致病基因攜帶情況及變異，2019年莊彩霞的研究選擇了11種基因型-表型明確的隱性單基因病進(jìn)行分析，得出：國內(nèi)孕期篩查主要針對嚴(yán)重致殘致畸、致愚的疾?。患s3 000例胎兒中有1例為符合目標(biāo)的單基因病患兒，發(fā)生率低，所以需謹(jǐn)慎應(yīng)用ECS。綜上，各項研究都考慮了將疾病的嚴(yán)重程度作為納入篩查的標(biāo)準(zhǔn)，但國際上尚無統(tǒng)一的指南和意見，某些嚴(yán)重疾病可能存在地區(qū)差異，應(yīng)根據(jù)國情和疾病的分布特征，慎重考慮納入篩查的疾病病種。

2.1.2 Panel的設(shè)計

最適合篩查的疾病-基因仍存在爭議,可通過估計跨基因的攜帶率來構(gòu)建攜帶者篩查的panel。有研究用外顯子組測序數(shù)據(jù)庫估計與嚴(yán)重隱性疾病相關(guān)的415個基因在6個主要祖先中的攜帶率,結(jié)果發(fā)現(xiàn)2.6%～62.9%的個體在415個基因中至少有一個是變異攜帶者。通過對夫婦全部415個基因進(jìn)行篩查，發(fā)現(xiàn)0.17%～2.52%夫婦的孩子有患病的風(fēng)險。只要篩選攜帶率為>1.0%的40個基因，就能識別出76%以上的高危夫婦。一個專門為捕獲攜帶率>1.0%的基因而設(shè)計的譜系特異性panel將包括5～28個基因，而一個泛種族panel將包括40個基因，結(jié)果發(fā)現(xiàn)只篩選一小部分基因就能識別絕大多數(shù)的高危夫婦，顯示了跨基因的高累積攜帶率，指導(dǎo)了攜帶者篩查panel的設(shè)計，并為未來的父母進(jìn)行咨詢提供了數(shù)據(jù)，但在篩選基因時要仔細(xì)選擇[12]。

對全球ECS提供者的分析發(fā)現(xiàn)不同檢測方提供的測試之間存在很大差異，范圍從41～1 792種不等，僅有3個基因是檢測panel都包含的[13]。最近的一項研究評估了6家商業(yè)公司ECS的panel，只有26.7%符合醫(yī)療納入的標(biāo)準(zhǔn)[14]。隨著新致病基因變異的發(fā)現(xiàn)，疾病的種類在不斷增加。由于基因的可變性或受環(huán)境的影響，特定個體的常染色體隱性疾病的嚴(yán)重性是可以改變的。因此，僅通過觀察致病基因并不能準(zhǔn)確預(yù)測個體常染色體隱性遺傳病的確切嚴(yán)重程度。醫(yī)學(xué)專家和協(xié)會應(yīng)根據(jù)不同人群，建立與疾病表型嚴(yán)重程度相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與共識文件，并定期修正這些類別。

2.2變異基因的致病性考慮

隨著二代測序在基因測試中的廣泛應(yīng)用，更多新的致病性變異基因被識別出來。對于ECS納入疾病致病突變的選擇，應(yīng)是基因型-表型明確的已知突變基因，檢測位點須明確致病性。對于致病性變異基因，一種方法是考慮已知確定的致病變異基因，如ClinVar數(shù)據(jù)庫[15]中列出的。另一種是通過計算分析被歸類為有害的變異基因。對于前者來說，個體中可能存在尚未被定性為致病的變異基因，被測試的個體仍有可能是常染色體隱性基因的攜帶者。而在后者中，被認(rèn)為有害的變異基因可能并不是致病的。這樣無疑會增加疾病的假陽性率，也會耗費不必要的醫(yī)療資源，同時也給受檢者帶來額外的心理焦慮。目前，分類尚不清楚的變異被定性為意義不明的變異(variants of unknown significance，VUS)。隨著時間的推移，有一小部分VUS可能會被歸類為致病性[16]。因此，迫切需要建立來自全世界不同人群公開可用的數(shù)據(jù)庫，以改進(jìn)對致病性變異基因的認(rèn)識。

隱性遺傳病的表型由兩個等位基因共同決定。純合狀態(tài)下的等位基因變異導(dǎo)致的臨床表型易于明確，而復(fù)合雜合狀態(tài)的等位基因變異的臨床表型可能存在不確定性。因此，在某些情況下，即使知道兩個變異等位基因，也不能進(jìn)行準(zhǔn)確的遺傳咨詢，因為各種基因型的表達(dá)是不同的。由于疾病的嚴(yán)重程度會影響生殖決策，因此了解等位基因的組合和同時攜帶不同變異的臨床表型，對于個體的遺傳風(fēng)險咨詢至關(guān)重要。

2.3 ECS的臨床實踐

2.3.1檢測前后的遺傳咨詢

遺傳咨詢師和婦產(chǎn)科醫(yī)師對ECS的態(tài)度存在較大差異。遺傳咨詢通常是由未經(jīng)遺傳專業(yè)培訓(xùn)的產(chǎn)科醫(yī)生進(jìn)行，Cho等人于2013年、Benn等人于2014年，提出在咨詢患者是否進(jìn)行ECS時，只有1/3的產(chǎn)科醫(yī)生表示滿意，在解釋ECS的結(jié)果方面，只有1/4的產(chǎn)科醫(yī)生表示滿意，而遺傳咨詢師普遍支持ECS。隨著ECS被納入臨床實踐，醫(yī)生的關(guān)注和態(tài)度在優(yōu)化實施ECS方面越來越重要。受檢者覺得陽性篩查結(jié)果只會增加其壓力[17-18]。在對接受ECS者的回顧性研究發(fā)現(xiàn)，受檢者即使已進(jìn)行過咨詢，當(dāng)出現(xiàn)陽性結(jié)果時還是會感到焦慮[19]，顯示出公眾對ECS的認(rèn)識不足。另外受試者未參與ECS的重要原因是，她們認(rèn)為家庭中并無遺傳性疾病，這提示了向公眾提供易于理解的遺傳信息及宣教的重要性[20]，使其能更積極地參與到篩查中。

為了讓受檢者了解ECS，在ECS前后進(jìn)行詳細(xì)的遺傳咨詢是必不可少的。檢測前咨詢應(yīng)包括攜帶者篩查的方式可以是基于種族的、泛種族的或ECS，進(jìn)行攜帶者篩查的決定是自愿的。應(yīng)告知受檢者ECS報告目前只包括致病性、可能致病性變異。Grody等人于2013年提出對于發(fā)病較晚、不完全外顯率或表達(dá)可變的疾病可選擇不篩查。檢測后的咨詢包括結(jié)果正常時的殘余風(fēng)險及任何后續(xù)檢測，應(yīng)審查所有可用的生殖選擇。某對夫婦的ECS結(jié)果僅適用于該夫婦的懷孕，若為不同伴侶，則需對新伴侶進(jìn)行篩查。目前，專業(yè)協(xié)會建議ECS一生中應(yīng)只做一次，鼓勵個人保留ECS結(jié)果[3]。此外ECS不能取代新生兒篩查。

目前ECS在篩查條件、檢測方法、基因變異解釋等方面存在較大差異。臨床醫(yī)生對基因變異的解釋、與臨床的相關(guān)性和社會影響等方面也面臨挑戰(zhàn)[21-22]。ECS檢測后也許會發(fā)現(xiàn)一些意外結(jié)果、疾病表型的不確定性及后續(xù)檢測和遺傳咨詢產(chǎn)生的下游成本的增加[4,9]。有研究發(fā)現(xiàn)個人在ECS后進(jìn)行遺傳咨詢的時間中位數(shù)為64分鐘[23]，基于此，未來可能需要開發(fā)自動化或創(chuàng)新的咨詢方法來應(yīng)對，同時也需要出臺統(tǒng)一的指南和文件，引導(dǎo)檢測的規(guī)范化、合理化，使其更好地服務(wù)于臨床實踐。

2.3.2篩查的時機

攜帶者篩查主要是針對隱性遺傳病進(jìn)行的。鑒于遺傳的隱蔽性，大多數(shù)高危個人和夫婦不能意識到他們的生殖風(fēng)險。目前存在兩種篩查模式，一種是夫婦雙方同時進(jìn)行攜帶者篩查，另一種是夫妻中的一方先進(jìn)行篩查。對于前者可最大限度地發(fā)揮臨床實際效用，為生育預(yù)留時間。自2015年以來，一些權(quán)威的醫(yī)學(xué)專業(yè)組織普遍提出ECS的理想時機是在孕前，這樣在較少受時間的限制下，可以進(jìn)行更充分的生殖選擇[1,24]。ACOG在2017年建議告知每一名孕婦擁有攜帶者篩查的知情權(quán)[25-26]，然而目前人群對ECS的接受性并不高，需要推廣遺傳病的宣傳和教育。

2.3.3高風(fēng)險夫婦的妊娠決策

目前用于評估高危夫婦生育結(jié)果的數(shù)據(jù)有限。對391對高危夫婦調(diào)查中，闡述了ECS對妊娠管理的影響，在孕前篩查的人群中，77%的人計劃采取行動避免影響后代，在孕期篩查的人群中，37%的人選擇了產(chǎn)前診斷。在孕前和產(chǎn)前篩查的后續(xù)妊娠中，29%的人接受了產(chǎn)前診斷[27]。ECS的篩檢結(jié)果可能會對夫妻的生育決策產(chǎn)生影響。Cho等人于2013年對篩查陽性的高風(fēng)險夫婦可以選擇產(chǎn)前診斷，或進(jìn)行體外受精/卵胞漿內(nèi)單精子顯微注射技術(shù)結(jié)合植入前基因檢測、配子捐贈、收養(yǎng)或者不生育。Borry等人于2011年提出如果胎兒受到影響，可通過產(chǎn)前診斷進(jìn)行生殖選擇；或可繼續(xù)妊娠到足月，并在可能的情況下，在新生兒早期開始治療，以降低疾病的死亡率和發(fā)病率。這些措施可能缺乏相關(guān)政策法規(guī)的支持，也會受到倫理學(xué)的爭議及所在醫(yī)療機構(gòu)水平的影響，進(jìn)行推廣會受到一定限制。

3攜帶者篩查的前景與展望

目前國內(nèi)一些關(guān)于孕前人群進(jìn)行攜帶者篩查的研究，為未來的攜帶者篩查工作奠定了基礎(chǔ)，并為構(gòu)建各單基因病的致病基因攜帶率及常見變異基因的中國人群的數(shù)據(jù)庫積累了經(jīng)驗。鑒于ECS在個人、社會發(fā)展、法律和倫理等方面的影響，在國內(nèi)廣泛開展尚存在一些問題。一方面人群對單基因病的普遍認(rèn)識不足，另外國內(nèi)缺乏專業(yè)的遺傳咨詢?nèi)藛T，也無相關(guān)的指南或共識指導(dǎo)。因此需加強對遺傳咨詢?nèi)藛T的培養(yǎng)，為民眾提供健康宣教和進(jìn)行遺傳前后的咨詢，來提高出生人口素質(zhì)、降低出生缺陷。同時注重積累單基因遺傳病在中國各地區(qū)孕期人群的攜帶情況，優(yōu)化病種選擇，制訂適合中國人攜帶者篩查的模式和實施方案。