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【水晶视角】精准医疗在中国:我们还缺些啥?


2015-12-20 水晶基因

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文/水晶基因

【精准医疗的概念在不到一年的时间里传遍大江南北。从政府到民间,从医疗界到企业界,从投资人到老百姓对这一名词早已耳熟能详。精准医疗显然已经成了2015年的年度热词。然而,它是美国用来忽悠世界的阴谋?还是市场上又一次昙花一现的炒作?我们真的理解精准医疗的精髓吗?在炙手可热的当下,精准医疗这锅99度的水还缺乏什麽? 作为整个大的医疗产业界,如何正确认识精准医疗,看清精准医疗发展的机遇和切入口,并及时调整战略,对于相关产业界尤其是制药业、诊断业、治疗业和健康咨询业的生存和发展至为关键。本文旨在深入剖析精准医疗的本质,指出中国精准医疗市场的关键问题和挑战,提出相关行业的重要切入口。】

什么是精准医疗?为什么各国都重视精准医疗?

现代医学进入精准医学时代代表了医学史上的第三次革命:循因医学的建立(Mechanism-based Medicine)【前两次可以划分为医学与巫术的分离(第一次革命)以及循证医学 (Evidence-based Medicine)的建立(第二次革命)】。这一转折是循证医学基础上分子生物学引入医学发展的必然结果。在这个大的框架下,医学诊疗模式面临全面的改革

中国作为发展中国家(尤其是医疗方面)和世界上人口最多的国家,在这一转折的关键时期,如何适应这一革命性的趋势并迅速建立新的诊疗模式对国家的发展和国民健康至关重要。

首先,精准医学的出现既不是美国“战忽局“的阴谋,也不是商业界的一时炒作。它是医学发展的必由之路。一经出现,就不会回头。这个跟电话和手机的发展史有相通之处。智能手机的出现代替了以前的手机和“大哥大”,这个趋势不会逆转。

其次,精准医疗既不是简单的DNA测序,也不仅是大数据的收集,更不是使劲砸钱买仪器设备,它首先是医疗,是一种新的诊疗模式。这种模式要遵循医学规律并要有更高的质量。

为什么精准医疗从美国开始?这是因为:1)美国的医疗系统相对比较完善,2)生物医学研究的成果转化非常普遍,3)精准医疗能够解决当前美国疾病诊疗中重要的问题。4) 精准治疗中的诊断成本仅占医疗成本的不到5%,然而它却可以影响近70%的治疗成本。

中国为什么应该重视?有以下几个原因:1) 这是国际医学发展的必然结果,尽快切入有可能弯道超车;2)国家进入老龄化,医疗问题在经济上成为国民经济越来越大的负担;3)国家经济刚好走在出口导向向消费和服务导向转型的关键时期;4)医疗产业是刚性内需且边际效应巨大,可以有效拉动整体经济发展。

精准医疗模式的建立是一个系统工程。精准医疗的目的是解决两个现代医学的核心问题:1)如何确定病人群体的异质性?以及 2)区分以后怎么办?这两个问题,既是一个科研和转化的问题,也是一个医疗问题。由此直接和间接涉及的行业和相关产业数量巨大。

例如针对第一个问题就会直接涉及到众多科研部门与医疗部门的合作、样本的收集与保存、临床症状和数据的详细记录与储存、大规模数据库的建立与分析;然后是诊断业实现合理的转化,这要涉及到诊断服务业本身及诊断仪器、试剂和技术开发行业;而医疗业要采用和切入这些成果,需要涉及到医疗本身、咨询及健康管理业以及保险业务;

对第二个问题则涉及到制药业的切入,开发针对特异群体的靶向乃至基因药物,以及药物应用到临床的诸多环节。当然整个过程离不开信息咨询业、行业管理的参与、政府层面的立法和监管。更加重要的是,医学教育行业的全面切入和升级。在此基础上整个社会的伦理、法律和道德层面等甚至都有深入的涉及。

精准医疗在中国:问题和挑战

精准医疗在很短的时间内进入国内医学界的视野,迅速得到各方面共识的同时也很快反映出了很多问题。我们先来看看精准医疗要在我国发展要涉及到哪些要素:市场、资金、技术、人才、规范、社会和人们的认同度。我们分别简要分析一下:

市场:中国具有最大的精准医疗市场。世界最多的人口,正处于发展中到中等发达国家的转变阶段。人口寿命不断延长,各种疾病尤其是各种慢性病发病率持续上升,同时环境的污染,预防的难度加大,出生缺陷的比例也在上升。全国肿瘤登记中心发布的2012年数据显示,中国每年新增癌症病例约350万,每年约有250万癌症病人死亡。另据统计,当前中国出生缺陷发生率约5.6% 每年新增90万例。因此,仅从诊断业这一个行业就前景广阔,更不要说制药业,我们迄今还是一个非常初期的阶段。

资金:国家、企业及个人持续投入,目前没有明显的资金缺乏的迹象,当然取决于投向那个方面-这正是我们今天需要解决的问题。

技术:表面上我们现在不缺技术,实际问题很大。主要反映在:

  1. 市场过度迷恋二代测序(NGS)。目前我国提供二代测序服务的公司仅肿瘤高通量测序在最近卫计委室间质评中正式报备的就有88家。这还不算那些没有报备的、以科研目的打擦边球的、及以二代测序检测其他疾病的公司。这些公司绝大多数是在过去1-2年间成立的。对比美国这个医疗极为发达的国家,全国通过CAP 资质认证的提供NGS的实验室目前共有85 家左右。那么相对于我们国家的人口,未来毫无疑问我们当然还需要更多的实验室;而如果考虑到中美现阶段医学发展的程度差异,我们国家现在的数量则绝对超标。
  2. 从事二代测序的公司数量很大,但质量很差。目前国内大多数从事二代测序的公司其实都没有合格的资质(据统计超过70%)。最新的室间质评表明,能够提供100%正确诊断的实验室仅为17%。对比美国,由于他们实行行业协会和政府双重监管,上述85 个实验室均具CAP/CLIA认证资格,CAP采用年度审查和类似的室间质评,不合格的会关闭整改,因此基本可认为他们的合格率在100%。
  3. 高品质的定点检测(targeted detection)方案奇缺。我国目前没有实行LDT(实验室自行设计检测方案)制度,而是所有检测方案统一通过卫计委审核。目前对疾病的分子诊断已经审批的试剂盒仍然很少。例如,到目前还没有任何针对相对罕见的遗传疾病检测的试剂盒通过卫计委审查(当然这种审查有很不合理的地方,后面我们会谈到)。对比美国,各种合乎资质报备的遗传检测方案超过32000种, 超过90%是LDT基础上的定点检测或Panel检测。它追求的是快速、准确、低成本、可持续。国内市场普遍存在对二代测序技术的追捧和迷恋,而相比之下目前二代测序技术远未达到这四点要求。
  4. 体外辅助诊断试剂与器械(IVD)开发有误区。我国由于目前没有LDT审批制度,几乎所有的实验室检测都需CFDA/卫计委审查,也就都成了的所谓的IVD。这一方面导致很多实验室检查审查过度,一方面真正的IVD市场受到制约。

才:本土精准医疗行业的各类人才奇缺。仅以诊断和治疗业为例,这些人才包括:临床遗传科医生、高资质的诊断实验室负责人(诊断师);合格的实验室技术人员;数据分析与管理人员;分子病理师,精通药物遗传学与个体化用药的临床药剂师,遗传咨询师及社区和个人健康管理师、精准医疗行业管理人员等。以相对成熟的美国市场为例,各类临床遗传专科医生超过2000位。美国自1982年开展对临床诊断师、咨询师的培训,现有各类有资质的诊断师1900 人,有资质的遗传咨询师4000余人。这些对于快速发展的美国诊断市场仍然供不应求。反观中国,真正具备完善训练的临床遗传专科医生依然十分稀少。我国也没有临床诊断师和咨询师培训制度。拥有美国资质认证的诊断师在中国工作的不超过5位,而全世界懂中文有资质的遗传咨询师不超过5人。

另外,目前国内现有临床医生普遍对精准医疗缺乏足够了解。遗传学知识与基因诊断知识严重不足。去年针对北京协和医院医生做的一项调查表明,医生对遗传学知识的个人评分平均只有2.1 (4分为满分)。有超过80% 的医生不了解一代、二代测序及基因检测芯片技术;而84%的医生希望加强遗传学的再教育和训练。这已经是国内顶级医院的情况,遑论地方和社区内的医院。从美国的情况来看,仅诊断医疗业我国面临的核心人才缺口就超过2万人

而目前的医学教育界对这些人才缺口普遍缺乏认识和重视。针对上述核心人员的培训、审核和资质认证系统尚未确立,进一步导致国内诊断界形成以技术人员为主、二代测序过热的畸形发展趋势。如前所述,精准医疗首先是面向病人的医疗系统,高资质,高质量临床人员的缺乏会进一步扭曲这一市场,在一段时间内很难得到快速的解决

市场的规范度:如前所述,目前国内市场的规范度有限,在政府的层面缺乏足够的立法和监管。很多审查多头管理,信息混乱。缺乏统一的人才、检测和诊疗系统的管理。这进一步加剧了精准医疗市场质量的下降和恶性竞争。除了上述室间质评反映出的低质量问题,大量缺乏循证医学证据的所谓健康体检、智力检测、性格检测等进入和扰乱市场,跑马圈地的恶性竞争层出不穷。这些因素不但会造成市场“劣币驱逐良币”的情况,也会降低整个精准医疗产业的公信力和社会认可度,最终就没有赢家。再以美国为例,政府很早就推出详细的针对诊断业的监管立法(CLIA)。同时多个行业协会进一步参与质控、质检和行业自律。FDA则进一步审查各种检测的合理性和循证规范,形成了一整套分工明确,训练、认证、审查、批示、监管的体系,行业就会持续良性发展。

社会认可度:社会认可度在很大程度上会影响精准医疗行业的市场和发展。目前国内市场上普通民众对精准医疗的了解还不够,对各种遗传与基因检测的认识严重不足。这一点从上述对医生的调查可以侧面反映出来。这一方面这使得整个社会对精准医疗服务的需求不足,民众认识的不足也就无从分辨服务质量的高低从而进一步加剧整体服务质量低下的情况。另外,由于质量体系和人才的缺乏,高品质的遗传咨询和健康管理服务严重缺乏使得社会和公众对整个精准医疗的服务内容和检测结果一头雾水。水晶基因曾经密切研究过市场上各大诊断公司的报告。大多是拖沓冗长,有的长达数百页。大量无关信息堆砌而关键信息不明确。缺乏高素质咨询师对报告的解读和科普。这也进一步降低了社会的认可度。

综上,目前国内精准医疗行业存在临床环节薄弱,人才严重不足,市场监管不够,质控与质检环节普遍缺失,尚缺乏整体系统的建设。另一方面,受二代测序“神话”误导,市场普遍存在投资失衡和盲目的倾向。

相关产业的机会在哪里?

我们看到国内精准医疗市场的问题,也就看到了整个市场的机遇和下一步的发展方向。既然精准医疗模式的建立是一个必然方向,那么我们国家可以说是完全处于发展中的初级阶段。因此,毫无疑问整个精准医疗行业是朝阳产业,而且这个趋势会在我们这个广大的市场上持续相当长的一段时间。那么切入什么样的方向来共同完善这一系统从而使其进入一个良性循环不但是业界的共同良心所在(事关生命与健康!),也是在经济上能够保证投资得到持续回报的根本

方向一:提高质量是核心问题。水晶在前面反复强调精准医疗首先是一个面向病人的医疗服务。事关生命与病人长期生活质量,来不得半点马虎。在整个世界和人类社会迅速向个人中心主义发展的当下,不注重质量的服务会迅速被淘汰。恶性竞争只会葬送整个行业。因此在精准医疗行业发展到现在应当从普遍跑马圈地的“战国时代“思维进入注重潜心提高质量的”文景时代“。国家与政府在进一步认识到质量问题之后,必然会加大监管力度,以后会看到各种质评进一步增加。因此,不注重质量的企业会逐步被淘汰。

然而,要提高整个行业的质量和素质则是一个系统工程。这包含了有效的政府和立法层面的监管、行业的自律、人才素质的提高和技术标准的提高等诸多方面。可以想见,进一步提高检测、诊断和医疗技术的标准以及提高从业人员素质是民间及企业界所能够迅速涉及的主要方向。

前面提到,国内市场上高品质的定点诊断方案依然严重不足。因此,将来的发展应当摒弃测序解决一切的错误思维,老老实实做一些扎实的诊断方案开发。这并不意味着抛弃高通量测序,毕竟毫无疑问这是未来的技术发展方向。而是应当在实践的过程中使其回归它目前技术局限范围内的发展(例如美国市场的多数NGS的检测还是panel-based 检测,并局限于快速排除方面的应用),同时在其技术不断发展的过程中逐步提升其在诊断行业的应用区间。

其次,精准医疗在世界范围内也仍处于初级阶段。FDA审批通过的与个体化药物治疗相关的分子标识目前不超过200个,这一数字每年在迅速增加,但相对于市场上已有的几千种药物,上万种疾病和各种医疗手段,这些进展仅仅是个开始。在精准医疗的框架下,未来几乎每个药物,疾病和治疗方案都要通过分子检测对人群加以有效区分,因此新的分子标识的开发就势在必行。这里除了政府对科研的持续投资,我们也看到国际市场上的商业投资规模更大。新的分子标识的开发和转化是保证高质量精准医疗服务的前提。

方向二:人才的培养和教育。在可见的将来,在电脑无法足够强大到代替人脑做出综合决策之前(如果达到这一状态,那整个世界就是另外一番景象了),精准医疗的发展仍严重依赖临床的主导,而且数据越多,就越依赖人做出最终的决策。这是以人为本的医学发展趋势决定的,不以个人意志为转移。人才可以引进但真正的解决之道应当是本土的人才培养与教育,毕竟美欧发达国家的高资质人才也是供不应求。

按照前述人才缺口,水晶估算在未来的5-10年,仅精准医疗的教育市场就超过200亿元的规模。因此,如何引进各种师资,尽快开展高质量的人才培养和培训、认证及资质审查系统既是国家的任务,是民间和企业的有效切入方向

方向三:密切“联系群众“,逐步完善系统。精准医疗是面向患者和病人的医疗服务,必须提高社会认知度和个人的整体认知水平。跟智能手机的使用一样,用户需要体验和培养。这就需要高质量的数据解读、咨询和科普工作,逐步建立服务业的公信度和客户的认可度。因此,医疗咨询业、保险业和健康管理业的进一步发展至为重要

方向四:个体化药物的开发是解决问题的关键。如前所述,精准医疗的目的是‘个体化”医疗。因此,开发针对性群体的药物已经在国际制药业形成一股潮流。尤其是癌症治疗和罕见病治疗领域。筛选、设计、抗体治疗和针对变异基因的遗传疗法已经成为药物开发业中越来越重要的领域。在精准医疗的概念下,每个新药都应朝向特定人群以避免严重副作用及提高药效。美国FDA每年审批的新药约30%都与特定人群用药有关。

开发个性化药物需要转变传统的制药业思路。在新的思路下,虽然新药的市场会缩小,但开发成本大大降低,这对我国目前的形势下迅速切入,实现弯道超车提供了很大的可能性。可以想见,个体化药物的开发,必然伴随相应的分子诊断方案和临床使用及评估系统。这就进一步回到了我们谈到的整体的系统建设的概念上。

【综上,正确认识精准医疗的概念的发展趋势,找准行业的缺口和切入点对于关新行业发展的相关各方意义重大。水晶的分析仅是一家之言,篇幅有限,难免挂一漏万,错误之处也在所难免。谨供参考的同时也期待抛砖引玉,愈辩愈明。】

参考文献:

1. 图片来自https://www.ucsf.edu/news/2015/04/125111/california-launches-initiative-advance-precision-medicine

2. Li J, Xu T, Yashar BM. Genetics educational needs in China: physicians’ experience and knowledge of genetic testing.Genet Med. 2015 Sep;17(9):757-60.

3. https://www.genetests.org/

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林林疾病的确诊为什么这么难?


2015-11-29 水晶基因
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文/水晶基因

原载于【TAALSM校友】微信公众号

清华校友孩子林林的病例牵动着无数人的心。而自信息发出已近半年,不但我们国内的精英基因检测团队悉数参与,国外尤其是美国的多个遗传病检测中心的专家们也参与了各种意见和建议。但遗憾的是至今对这个病例尚无明确的诊断。到底是哪个基因出了问题?为什么遗传病的确诊会这么难?为何林林的父母没有任何症状,而林林与其妹妹都会患病?这些疑问不但困扰着遗传学家,也困扰着广大关心这一病例的每个普通人。同时遗传病,DNA突变,基因诊断,大规模测序这些名词越来越频繁地进入我们的视野。什么是遗传病?遗传病离我们有多远?基因诊断又是怎么回事?遗传病能够预防吗?其实我们每个人都应当有一些遗传病的基本知识,未雨绸缪,就会使我们避免很多疾病的发生,即使疾病来临,我们也能知道怎么做。这一期的水晶视角将带领大家通过对林林病例的进一步分析来了解:

1. 林林的诊断目前走到哪一步了?

2. 怎样理解基因诊断报告?

3. 为什么林林的确诊这么难?

4. 遗传病离我们有多远?

5. 面对遗传病我们该怎么办?

6. 下一步的建议

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林林的诊断走到哪一步了?

这个夏天以来由于一个特殊的家庭,林林小朋友的家庭,将五湖四海的遗传学家,临床人员以及众多关心这个家庭的普通人联系在了一起。

823日林林家庭通过清华校友会发出求救信息,已近30家国内外的医院,基因检测机构及遗传咨询机构先后介入。这些机构先后组成了三个主要的“攻关小组”(见下表一),先后对林林、芊芊及其父母的基因进行了各种检测(见下表一总结)。

水晶团队曾在1016日发表了《林林离确诊还有多远?》的博文,综述了林林和其妹妹的患病经过并分析了一些可能的线索(1)。林林家庭的情况,他本人以及妹妹芊芊的病情在前面的几篇文章中均已提到。水晶视角的综述《林林离确诊还有多远?》亦详细描述了林林的病情,在此不再赘述。那么,目前各个攻关小组的研究到哪一步了?

最新的进展来自于清华校友会组织的“Fellowship For Linlin (FFL)”攻关小组。清华生命科学与医学校友会(TAALSM)联合北京希望组在113日发表《林林病因诊断初步报告-1》,综述了诸多参与团体包括水晶基因围绕林林的诊断所付出的辛苦劳动并汇总了诊断结果。

119日,清华校友会与北京优乐复生科技有限公司进一步联合推出了《林林病因诊断初步报告-2》,对通过测序找到的几个基因进一步分析。随后清华校友会邀请水晶基因,从科普和广大非专业读者的角度来诠释这一病例,以期让更多的人了解林林的病情以及了解遗传病、基因诊断和遗传咨询的一些基本知识。以上所有文献经林林家庭及清华校友会同意,我们已经永久保存在水晶基因的网站上与大家共享(www.crystalgene.com/blog)。

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表一. 参与林林病例解读的攻关小组及迄今取得的进展。注:1.Fellowship For Linlin 组包括清华大学医学院,阜外医院,南加州大学,香港大学,北京希望组,米宝有约等;2.“第三小组”包括药明康德明码生物,复旦儿童医院,贝勒医学院,波士顿儿童医院等。↡德易东方为独立解读报告,并非华大攻关小组成员。#其它未见明确诊断报告的检测没有包含在表内(见下文)。

下面我们先来简述一下目前几个攻关小组的发现。从表一可以看出,几个攻关组都对林林核心家庭成员的细胞核DNA以及线粒体DNA做了全面的分析。

先后有两个小组的研究都排除了线粒体DNA突变导致疾病的可能。同时,北京希望组的分析重点发现了林林与芊芊的细胞核DNA均含有PFKMSIPA1 基因的错义突变,林林自己还有COL6A5基因的错义突变,而其父母均无上述突变。其中PFKM和COL6A5基因的错义突变的情况此前在以明码生物为代表的第三攻关小组的研究中也有发现。水晶也与博士360的周在威博士取得了联系,他也确认了在明码生物组的测序中也已发现SIPA1基因突变,只是认为与疾病关系不大而未报道。华大基因小组在最初报道(9月5日)中也观察到了PFKM突变,该前期报道水晶基因已经在《林林离确诊还有多远?》一文中综述过,不再赘述。

那么,这些DNA突变是造成林林和芊芊患病的罪魁祸首吗?如何理解这里的各个名词和概念呢?别着急,水晶带您来一点点抽丝剥茧,先了解一些基本的知识

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怎样理解基因诊断报告?

一个专业的诊断报告往往含有大量技术性和专业性术语,非专业人士看起来就会一头雾水。水晶试图发挥我们遗传咨询和解读的专长,给大家介绍一些基本知识。

首先,我们来看看什么是遗传病,遗传病是怎么引起的?遗传病的诊断为什么要研究DNA和基因呢?

一个家庭中先后出现孩子出生后不久就患病的情况,并且症状有所重叠。这些都是遗传病的重要特征。说到遗传病,一般人会以为就是指由上一代传给下一代的疾病,这种想法不是完全正确。

在医学上,遗传病(Genetic Disease)是指由于某一基因或染色体异常而导致的一种病理缺陷。并非字面意义上 的遗传或上下代传递而来。有的遗传疾病并非继承而来,这点我们会在后文阐述。而反之并非所有上下代间传递的疾病就是遗传病。

例如很多病毒(如HIV)可以在孩子生产的过程中形成母婴传递。而很多其他由感染或环境因素(如地区性微量元素缺乏)导致的疾病由于在同一个家庭中有多个患者,有时也会被误解为遗传病。

大家都知道DNA是遗传物质,DNA负责上下代之间信息的传递。人体的DNA包括核基因组DNA和线粒体组DNA(见图一)。核基因组DNA2346条染色体的形式存在于细胞核中。这23对染色体包括了一套来自于父方的染色体(精子携带),一套来自于母方的染色体(卵子携带),合在一起称为双倍体(Diploidy)。

每一条染色体就是一个连贯的DNA纤维加蛋白质的线团结构,有点类似中国结上的穗状装饰。一个基因就是这条纤维上的一小段,用于编码特定的蛋白质来执行生物功能。DNA在化学上是一个碱基配对的双螺旋结构。DNA含有A, T, GC四种碱基。就是这四种碱基的排列组合编码了我们这个多姿多彩的生命世界。整个人类的双倍体基因组共有超过60亿碱基对。试想其中有一个碱基坏掉(我们称为突变)就可能致病,是不是十分可怕?

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图一. 图解核基因组DNA和线粒体DNA(www.scienceschool.org)。

人体的上百万亿个细胞,其细胞核内的DNA序列在理论上是相同的,都是从受精卵的那一套DNA拷贝得来。在受精卵中因为父母双方都贡献一套染色体,那么发育成个体后每一个基因我们就会拥有两个拷贝。篇幅所限,我们大体讲述一下常见的突变传递模式。

首先是孩子可以从父母遗传获得突变。这个容易理解。还有其他的方式孩子会得到DNA突变:一种情况是在父母的精子或卵子产生的过程中由于某种内外界因素产生了突变,发育成孩子后就有可能会得病。这种情况因为只是在精卵产生的过程发生突变,父母的其他细胞正常,因此父母不会显示任何异常,而孩子会得病。第二种情况是父母精子、卵子均正常,而在受精卵发育的过程中部分细胞发生突变。这两种方式我们称为新发突变

虽然都是新发突变,它们的遗传表现可以不同,前者孩子的所有细胞都会携带这一突变,得病的几率就大些,后者只有部分组织和细胞携带这一突变,只有突变的这些基因恰好影响到其所在细胞的功能时可能才会发病。由于同一个个体携带不同基因型的细胞(正常或突变),这种个体就称为嵌合体

我们再进一步推理,在这样的嵌合体个体中,如果新发突变恰好只发生于部分、全部生殖细胞或包含生殖细胞在内的多种组织。虽然这个个体自己可能是正常的,他(她)在婚后生子时就会出现全部或一定比例的孩子出现突变(图二)。

无论是哪种情况孩子获得突变,DNA突变是否引起疾病可以有两种常见的模式:对某些基因来讲,一个拷贝坏掉没关系,另一个拷贝还能够发挥作用。但另外一些基因只要一个拷贝坏掉,它的功能就不能正常发挥,从而导致疾病发生。前一种情况我们称为隐性突变,即孩子只有在他的两个基因拷贝上都有突变而坏掉后才会得病。后一种情况我们称为显性突变,即孩子只要有一个基因拷贝突变坏掉就会导致孩子得病。

662图二. 新发突变产生各种可能嵌和体的过程及其进一步遗传造成的可能后果。

上面谈了细胞核DNA的遗传特征。我们再来介绍一下线粒体组DNA(3)。顾名思义这些DNA存在于线粒体中。线粒体是人体细胞的“锅炉房”,通过“燃烧”糖类和脂类等分子来产生能量。线粒体DNA编码多个与能量产生及新陈代谢密切相关的蛋白质。因此如果线粒体DNA出现突变,也可能会导致各种疾病。

线粒体DNA是多个拷贝的环状DNA,称为多倍体(Polyploidy),这一点区别于核DNA的双倍体概念。每个环状线粒体DNA大约有一万七千对左右的碱基。线粒体DNA的一个特点就是人体不同部位的不同组织细胞,可以含有不同拷贝数量的线粒体环状DNA,拷贝数可以从几百个到数千不等(图一)。例如红细胞不含有任何线粒体DNA,而肝细胞则含有高达几千的线粒体DNA。

线粒体DNA突变导致疾病其遗传有特殊的方式:一是母系遗传,即只有母亲把病症传给下一代,而在下一代中,只有女儿继续传给外孙/女。而儿子即使患病,由于其精子中的线粒体不会遗传给下一代,其后代就均为正常。

这是为什么呢?机制源自于最初的受精过程。在精卵受精时,父方精子内的线粒体进入卵子后在与卵子融合为受精卵时都被降解掉了,这样精子里的DNA就只有含有23条核染色体DNA的部分与卵子融合。所以受精卵的线粒体DNA均来自于母方卵子提供的线粒体DNA。

另一特点就是异质性(Heteroplasmy) 。线粒体异质性是指在一个个体的细胞中有不同类别(如正常与突变)的线粒体DNA。而在不同组织细胞中,异质性的程度,即不同类别的线粒体DNA的比例可能不同。比如一个母亲可以在她的生殖细胞里面异常线粒体DNA占多数, 但是在她的肌细胞,血细胞中却是正常的线粒体DNA占多数。

这种情况下母亲可能不表现出明显症状,而却有高风险传递线粒体突变至下一代。而由于异质性以及线粒体向子代传递时的随机性和瓶颈效应,携带有某种线粒体突变的母亲可以传递给各个子女不同数量的突变线粒体DNA,进而导致子女之间的临床表现迥异。

有了这些基本知识,再来理解那些专业报告就容易多了。

首先,几个攻关小组先后检测了林林的细胞核与线粒体DNA,说明在线索不是很清楚的情况下,大家都不想放过任何可能的蛛丝马迹。就林林和芊芊来说,由于他们的症状涉及高能量消耗的肌肉系统,而线粒体是机体的能量工厂,许多肌肉病是线粒体相关基因突变所致,攻关小组选择既检测细胞核又检测线粒体DNA是有道理的。

其次,那么林林和芊芊的病和他们父母之间是怎样的一种遗传关系呢?我们看到林林和芊芊都是出生之后不久就患病,出现不尽相同但部分类似的情况,而父母完全正常,经过希望组进一步访问确认,其父母双方均无疾病遗传史。这就意味着几种可能:

一是隐性遗传突变:父母在某个基因上各携带一个坏的拷贝,而且不幸都遗传给了两个孩子。这种情况当然很常见。那么这种概率有多大呢,根据遗传学的基本定律,这种情况在所有出生的孩子中出现发病孩子的几率会占到25%。也就是说每个孩子同时得到两个坏拷贝的几率是四分之一。林林父母只生了两个孩子,因为这个数量较少,恰好出现两个孩子都遗传两个坏拷贝的几率就有25%X 25% = 6.25%。虽然较低,但这种情况不能完全排除。

二是线粒体遗传:线粒体疾病的发病机制和临床表现复杂多样,母亲没有症状而孩子发病的情况并不少见。

三是嵌合体遗传:即父母双方至少一方的生殖细胞的部分、全部或生殖细胞以及其他部分组织细胞的DNA发生突变,然后遗传给了孩子。即图二下半部分中显示的那样。

以上三种情况均基于一种假设:就是异常的遗传物质是从父母继承而来。还有一种情况是突变并不来源于父母,那就是:

四、新发突变:在精子或卵子发育或胚胎发育的过程中,由于种种原因出现突变,从而导致孩子全部或部分细胞出现突变(图二的上半部分)。这种情况虽罕见,但也可以解释父母正常而孩子得病的情况。

那么,根据这些特征我们来分析一下目前得到的结果符合那种情况呢?

首先,如果符合隐性遗传突变这种情况,那么检测出的基因就应当有至少两个突变存在,且分别来自父母双方。根据目前结果,找到的三个基因都是只有一个可能的坏拷贝,而另一的拷贝不含突变(即报告中所谓杂合突变)。同时,“Fellowship For Linlin”小组在检测到林林DNA含有这些突变后同时在芊芊DNA中检出相同的突变,而孩子父母的DNA中均不含该突变,因此并不符合隐性遗传的特征;

再来看新发突变。两个孩子均发生新发突变,排除这一位点为热点突变位点的情况下,而且突变发生于基因的同一个位置,这种几率就很小了。因此可能性极低。

再就是父母至少一方嵌合的情况。这种情况父母至少一方其全部或部分生殖细胞中携带这两个新发 突变,所以在父母的血细胞中检测不到,但是两个孩子可能都携带突变。因此,目前看来这种嵌合体遗传的可能性最大。当然还有线粒体遗传,三个小组检测线粒体DNA不存在可疑突变。

这里水晶要特别提示注意一点,因为目前各小组只检测了林林的外周血细胞,其他组织尤其是肌肉组织中出现线粒体突变的可能性不能完全排除。

还剩下一个最重要的问题,检出的三个基因PFKM,SIPA1及COL6A5是导致孩子发病的突变基因吗?让我们来一个个分析一下:

首先,各个攻关小组均观察到了PFKM基因的突变(表一)。PFKM(phosphofructokinase, muscle type),即编码肌磷酸果糖激酶的基因。该基因在林林和芊芊的DNA上都含有一个错义变异,p.Glu629Lys,即在编码第629个氨基酸的位置上发生了一个突变,从而使得原先编码的谷氨酸变为一个赖氨酸。而这一置换在父母中均未检测到。前文分析了这种遗传现象极可能是由于父亲或者母亲中出现了嵌合现象。

如果有必要的话可以用父母唾液(如果口腔部位细胞存在嵌合),精液(作为父亲的生殖细胞,而卵子一般很难取到)等血液之外来源的样品DNA来进一步验证。但这一现象只是提示生殖细胞嵌合体这一现象的存在,并非证实PFKM为致病基因。

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图三. 磷酸果糖激酶(PFKM)突变造成糖原贮积病的原理。该酶突变后功能丧失,其上游产物积累,下游产物缺乏。

PFKM是糖原贮积病7型(Glycogen Storage Disease VII, GSDVII)的致病基因 (4)。 这一疾病是常染色体隐性遗传病,即需要PFKM基因的两个拷贝都有致病突变才会致病。这一基因突变导致的糖原贮积病会导致肌肉中的糖类分子(我们身体里的用于产能的原料)以糖原(聚合体)的形式贮积而不能被利用,这样就造成能量不足而产生肌肉无力 (见图三)。

听起来跟林林兄妹的病情有一定的类似性。但由于林林和芊芊均只携带一个拷贝的突变,并不符合隐性遗传的模式特征。一种可能是PFKM基因仍遵从常染色体隐形遗传模式,但在林林,芊芊的样品中还有一个PFKM的致病突变尚未找到。

漏检的原因可能是测序没有覆盖,比如已报道的一个PFKM剪切突变,IVS16-64G>A。这一突变存在该基因的十六号内含子中,离内含子/外显子边界较远,有可能外显子测序没有覆盖而漏检(下文会介绍何为外显子和内含子)。

另一突变漏检可能是PFKM基因中有小片段缺失或扩增。对于DNA片段的缺失或重复希望组和优乐复生都分析了检测DNA拷贝数的芯片数据,但是由于探针在PFKM区域的密度不够,没有检测到PFKM的缺失或重复。这种小片段的缺失或扩增用二代测序也很难发现,可能需要用高灵敏度的MLPA, real time PCR, digital PCR等技术。

当然还有其它更加罕见的原因可以解释一个拷贝坏掉也可能导致疾病的可能性,但作为遗传诊断和解读,也要防止“射出箭再画靶”的过度解释。一切皆有可能的情况下掌握的原则应是可能性大的情况为主。而且,遗传的解释离不开与临床症状和临床其他检测的密切配合,我们会在后文进一步阐述。

再看一下”Fellowship for Linlin”报道的另外两个携带错义变异的疑似基因:SIPAI和COL6A5。

由于SIPAI至今报道较少,水晶基因也做了大量搜索,尚未发现有公开的报道表明这一基因与肌肉系统遗传疾病有联系的报道。虽然作为一个新出现的例子可能性不能排除,但缺乏其他生物学证据的情况下,一个病例作为“孤证”就很难下明确的结论。

COL6A5是一个胶原蛋白基因庞大家族 (序列上和进化上存在来源相似性的基因)的成员之一。其家庭成员基因COL6A1,COL6A2,COL6A3的突变的确可以诱发一系列的先天肌病,如Emery-Dreifuss肌病,Limb-Girdle肌病,杆状体肌病等。COL6A5可能会通过和COL6A1/2两个蛋白的相互作用而可能会诱发肌病。

但与SIPAI的例子相似,在缺乏其他证据的前提下无法做出明确结论。而且在芊芊DNA中也不含此突变,因此其作为林林特有的新发突变的可能性很大。从这一点也不太支持该突变导致两个孩子患病的可能性。

小结一下:经过最近的攻关,找到了三个疑似突变。但通过遗传模式和证据分析,虽然发现存在嵌合体遗传的情况,仍无过硬的证据表明其与林林和芊芊的病症有关。

水晶也要特别指出,嵌合体遗传并不是导致遗传病的先决条件,实际上人群中嵌合体的况并不罕见,只是绝大部分的嵌合体遗传并不导致遗传病,也就不被注意。

因此,这几个错义变异有可能只是比较罕见的中性变异,与林林芊芊的患病并无关系,而真正的致病突变反而被漏检了。听起来很泄气?那让我们来看看为啥遗传病的确诊会这么难?

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为什么林林的确诊这么难?

林林的病例经过了反复几轮的检测,结论仍不明确。说他这个病例是目前世界上被最多专业人士关注,而且DNA测序最彻底的一个病例都是完全有可能的。然而,花费了这么大的精力仍然结论不明,未免让人困惑

那么遗传病尤其是罕见遗传病的确诊难在哪里?这里有几个方面,水晶大体归结一下:逻辑方面,技术方面和检测流程方面。让我们分别来看一看。

如果组成人体遗传物质的60亿个碱基中一个碱基的变化就会导致疾病的发生,设想在60亿个碱基中快速确定变异的碱基,寻找遗传病因,堪比大海捞针。在快速、低成本的DNA测序技术成熟之前,人们对罕见疾病(很大程度上是遗传性疾病)的分子机制的了解极为有限。

随着测序技术的进步,使得对病患的整个线粒体组,外显子组,甚至基因组快速解析成为现实。因此我们在近几年对各种罕见遗传病的了解达到了一个前所未有的程度。如果说极罕见遗传病的数量不好确定的话,相对“常见”一些的罕见遗传病在人群中估计就超过7000种,得益于近几年高通量测序技术的大规模使用,科学家们已经确知其中60-70%这类疾病的突变基因。然而,仍有大量的罕见病由于极为罕见,缺乏先例,很难在科学上准确确定病因。

另外,最新的遗传学研究发现,几乎每个新生个体的DNA上都会含有30-50个新发突变,这些新发突变是随机的,只是在大多数时候都发生在无关紧要的位置,也就不会导致疾病。而它一旦落在某个重要的基因上就会导致疾病。这个过程跟买彩票中大奖差不多,我们不想中这个奖,但谁都无法控制这个随机发生的事件。

那么高通量测序技术既然如此给力,是不是见到一个遗传病人把整个基因组测过去就解决问题了呢?当然不是。

大家可以把罕见遗传病的诊断过程想象为侦探抓罪犯的过程。在缺乏有效线索的前提下,在60亿个碱基中找出与疾病相关的那个突变等同于把地球上的每个人分析一遍来找罪犯。一旦某个“地区”的扫描不够精细,或者因为技术原因漏检,就有可能导致“罪犯”漏网。

因此,在高通量测序中,一般要对基因组中编码蛋白质的那些基因部分(大约占整个基因组的2%左右,我们称为外显子)进行反复检测,通常要达到每个碱基都被扫描100次以上。但即使这样,也仍有区域会因为技术的局限性而漏检。要对这些漏检的部分补测(比如用第一代测序技术),检测的最终价格可能就不那么亲民了。

需要注意的是DNA的突变有多种形式,目前不是所有的突变都可以通过测序有效检出,如有些疾病是由于三核苷酸重复序列突变导致,如一型和二型强直性肌营养不良(Myotonic Dystrophy type 1/2); 而有一些疾病是由多个外显子缺失导致,如DMD(Duchenne Muscular Dystrophy)。这些突变类型都容易被常规的二代测序漏检

而且很多致病突变发生在非外显子区,如果只扫描外显子区,对这些突变就可能漏检。这就是我们在分析三个疑似基因时提到的。

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因此,在医学实践上,一种遗传病的诊断跟侦探案一样,一般是首选线索分析,缩小范围。在临床上一般应由遗传科的医生首先做出会诊,在详细询问病史和检查家庭各成员的基础上对病人作出必要的病理检查。通过进一步辨症,可以将疾病确定或至少确定在某个疾病类别的范围中。

这样做有什么好处呢?通过症状推理缩小范围相当于把罪犯锁定在一个有限的地区里,这样负责基因诊断的专家们就可以针对这些最有可能的范围作出更加细致的分析从而有效作出正确的诊断。这一点需要在实践上临床医生和基因检测技术人员的密切配合。

除了高通量测序本身可能的技术因素,遗传病尤其是罕见遗传病的确诊还有另外的难题。通过高通量测序的大规模扫描诚然可以获得海量的数据,对这些大量数据的有效分析却仍是一大难题。对大数据的处理不可能做到精细到每个碱基的分析,只能设定一些参数后通过电脑进行快速分析,这样“一刀切”的方案就容易导致真正的致病突变漏网。

不但如此,即使我们一个不落地找到了所有的突变,如前所述,除了父母遗传给孩子的各种突变,孩子自己还会产生各种新发突变,如何在这些筛出的突变中确定真正导致疾病发生的那个突变也非易事。由于许多罕见病过于罕见,甚至在所有的报道中只出现一例,在科学上就成为“孤证”,缺乏“旁证”很多时候就无法真正确定病因。

比方说,某地一个人神秘地死掉了,查了半天也没发现原因,只是知道他死前被一种蚂蚁咬过。在无法确定其他线索的情况下,也没有见过这种先例,我们很难把这个蚂蚁咬就作为这个人死亡的原因。因为这只是一个孤证。而如果通过网络搜索,我们知道世界上还有好几个人都因为这个蚂蚁咬而死掉了,我们就有更加充分的理由相信这种蚂蚁就是致死因素。如果后来进一步研究发现蚂蚁分泌的某种物质十分致命,那就几乎可以肯定这二者之间的联系了。

综上,对于病因明确的遗传病的确诊在目前测序技术等的发展下虽已经相对容易,然而有的突变类型不易被测序技术检出,就存在漏检可能。而且罕见遗传病由于很多是孤例,缺乏旁证的情况下要做到真正的确诊就比较困难。水晶团队在过去的临床实践中也发现,很多罕见病例会悬而未决很长的时间,而在更多的证据确定后,问题就会迎刃而解。

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遗传病离我们有多远?

从林林这一病例我们引申开去可以学到更多的知识。也许你会说,我们家从没有过遗传病的情况,是不是就不会得遗传病?当然不是。遗传病尤其是罕见病的发生理论上可以发生在任何一个家庭。林林的家庭其实就是父母双方及他们的家庭成员都没有任何问题,而孩子反而患病。

从广义上来说,几乎每种常见及罕见的疾病都或多或少与DNA上的变异有关。遗传病在医学意义上大体有三类异常,包括染色体水平上异常的遗传病(Cytogenetic Disorders),多基因参与的常见疾病(Multigenic disorders)及单基因遗传病(Monogenic disorders)。

我们生活中最为熟悉的可能是医学上称为细胞遗传学异常的遗传病如常规产检所排除的三体综合征(某条染色体不再成对,而是多出一条),性染色体畸形等。细胞遗传学水平上的遗传病在遗传学物质上表现为一组基因,一段染色体,甚或一条染色体,一套染色体的改变。

统计数据显示,有将近1%新生儿具有染色体异常。在高龄产妇的孕检中,有2%显示细胞遗传疾病。以普通人群统计下来,大约每1000人有3.8人有染色体水平上的异常。当然不是所有的染色体异常都会导致疾病。有些染色体的变化如果没有影响到重要基因的功能,就没有非常严重的表现。

很多常见疾病的病因都包含遗传因素。如糖尿病、癌症、心血管病乃至精神疾病等都与多个基因上的变异有关,只是每个变异只对疾病的状态贡献很少的一部分风险,对大多数人来讲,多一个少一个基因变异不会造成很大的区别。只有很多变异综合在一起,再与很多环境因素(如饮食,吸烟,饮酒,运动等)结合时,我们得病的风险就会增加。我们称它们为多基因参与的常见疾病(Multigenic disorders)。

单基因遗传病就只有一个基因的一个或两个突变,而这一个或两个突变就足以导致严重疾病状态的发生。单基因遗传病在1000个新生儿里面大约有10个不同种类的异常。林林的病例可能就是这种情况。

单基因遗传病这么罕见,那是不是就跟我们大多数人无关呢?这是个概率事件。我们只能讲在一般情况下这个概率很低。上文已述,几乎每个新生个体的DNA上都会含有30-50个新发突变,这些新发突变是随机的。不幸的是,我们谁都无法控制这个随机发生的事件。但是我们中的很多人的确会有比其他人更高的风险得上某种遗传病或生出某种疾病的孩子。这里我们梳理一下一些明显的风险因素:

A. 父母双方的家庭中曾有孩子有出生缺陷,如染色体三体,痴呆,唇颚裂等。

B. 大家庭中有其他成员患有遗传疾病,常见的罕见疾病如囊性纤维化,常见疾病如糖尿病等;

C. 父母近亲结婚

D. 有多次流产史或不孕史

E. 高龄产妇

F. 怀孕前或怀孕期间接触过可能胚胎致畸的物质

在这里尤其要强调育龄父母要注意健康的生活。抽烟喝酒都会导致DNA突变几率显著上升。处于其他的劳动环境如高辐射,高化学致畸环境等都会提高精子和卵子内DNA的突变率。孕期服用某些药物也会导致突变的发生。而孕期服用叶酸等制剂则会显著降低神经管发育畸形的比率等等。具有这些风险因素的家庭在规划生育计划时应检查父母父母双方,乃至胎儿的染色体或基因,看是否有重要突变,及早预防。

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面对遗传病我们该怎么办?

很多隐性遗传和随机新发突变及嵌合体遗传引发的遗传病防不胜防。做好预案,未雨绸缪,在面对遗传病的时候掌握正确的思路就会少绕些弯路。很多情况下越早治疗,就越能更好地控制疾病。

首先是要早期预防。对于上述高风险的人群,对育龄期的父母要做各种预防性筛查。高龄产妇要做必要的产前检查。例如染色体三体变异在高龄产妇中的比例会显著高于低龄产妇。以唐氏综合症(21号染色体三体)为例,20-30岁的产妇生出唐氏综合症患儿的比例大约在1000-2000分之一以下,而35岁以上的产妇就会上升到350分之一以上,而到50岁,这一比例会达到10分之一。

对新生儿也应进行必要的早期筛查。例如耳聋和新生儿代谢性疾病,这些疾病往往在新生儿中的发育初期不被注意到,而一旦发病,对身体机能尤其是神经和肌肉系统的功能就已造成不可逆损伤,再治疗就很难矫正,因此早期的筛查一旦查出,可以通过治疗降低很大的发病风险。

其次是注意正确的问诊。任何遗传病的诊疗应当都是一个临床医生与高素质检测技术人员和遗传咨询专家的的充分配合下实现的。高风险人群在做家庭生产计划前应当寻求高质量的遗传科医生和遗传咨询专家的建议。在充分讨论家庭遗传史,环境,饮食及其它因素的前提下,做出必要的检查和合理的治疗。

最后是选择正确的检查方式。在临床医生充分了解病情的基础上应当作出合适的导诊与转诊,在有经验的遗传诊断师的配合下寻求正确的检查方式。前文已经提到,大规模测序的方案虽然听上去非常给力,但作为一种遗传病检测手段目前仍不成熟。事实上,根据病情不同可能有不同的突变的情况下,选择正确、成熟的检查方式不但快速准确,而且花费也很低。

小结一下,遗传病的检控和诊疗是个系统的工程,需要多方面专业人士的参与。作为每个个体,应当加强一些基本知识的了解,做好充分的预案。它归根结底是个医学问题,应当在临床专业人员的充分配合下做出合理的安排

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下一步的建议

通过我们上述的详细分析,水晶方面认为,对遗传病的检控应当通过临床症状分析、循证医学基础上的技术参与以及专业遗传咨询几方面的紧密配合。在林林疾病的诊断方面,迄今各方技术人员的积极参与的确起到了有目共睹的推动作用,然而从另两方面来讲,林林的病例分析从始至终亟待临床医学遗传学专家的主导以及专业遗传咨询的协调辅助。

对遗传病的诊疗归根到底是一个面向患者的医学问题,缺乏临床支持的“众包”方式会导致效率低下,信息混乱,从经济上亦不可持续。这一方面也反映出当前我们临床医学遗传人员的严重不足,另一方面也折射出我国遗传病的检控体系长期不完善,造成目前测序就是“一步到位”的检查手段的误解。

对此,水晶基因就林林的病例专门采访了国内外的几位临床遗传学专家。

卫生部中日医院神经内科运动障碍与神经遗传病研究中心负责人的顾卫红主任是我国知名的神经系统遗传病领域的专家,通过仔细分析之前关于林林一家的临床和基因检测报道,顾大夫认为“林林和芊芊均在婴儿期出现心肌和呼吸肌无力表现,肌肉受累为主,遗传性疾病毋庸置疑。尽管临床表现有一定差距,但是应该是同一病因致病,表型差异与家人对于患儿喂养细节及观察,环境因素和病史描述等因素有关。” 从诊断上来讲,她认为“如果有合适的肌肉病的相关基因组合检查,应该首选”。

水晶也进一步咨询了美国临床医学遗传学界的几位位资深专家。在综合分析林林与芊芊的所有现存病历资料后,专家们一致认为林林的病情更符合先天性肌营养不良症(Muscular Dystrophy),而非糖原贮积病,因此PFKM基因的突变可基本排除

基于这一点,水晶向各医疗小组及林林的家庭提供以下建议:

从症状上来讲,如果林林的病情确属肌营养不良,目前虽无有效治愈方案,按照美国国立儿童健康与人类发育研究所(NICHD)的建议,应当对患儿进行适当体能训练及扩展运动以增加肌肉力量与关节的灵活性。同时要视情况对患儿进行呼吸辅助、语言辅助和自主运动辅助性治疗延长生活质量。必要时通过手术维持生活质量。

亦有研究表明,每天使用糖皮质激素如强的松可有效增加肌肉力量、运动能力和呼吸功能。但因这些激素类药物副作用较大,应在与临床医生充分讨论权衡利弊后使用(5)。

水晶注意到一些关注林林病情的微信群内及其他网友基于最近两篇诊断报告对PFKM疑似突变导致糖原贮积病(GSDVII)的可能性讨论较多。林林芊芊的部分症状如血清肌酸激酶升高,呼吸困难,心脏方面的症状等的确同GSDVII的表现有重叠。亦有网友建议林林进行饮食治疗如服用含有果糖的果汁等。

水晶的建议是在进一步确诊之前应当谨慎和缓行

基于前述对PFKM功能的分析(图三),该酶的功能主要是代谢6-磷酸果糖为1,6-2磷酸果糖,如果该突变确致该酶活性降低,则林林会出现糖原、果糖及6-磷酸果糖积累和1,6-2磷酸果糖缺乏,而并非果糖缺乏。因此,即使PFKM真的是导致林林疾病的原因,该饮食疗法也不会起到任何作用,反而在理论上会导致果糖和糖原进一步积累。

水晶也查阅了大量文献,遗憾的是GSDVII至今尚无有效治疗方案。有报道称酮体(高脂)食物或高蛋白食物在某些病人中可延缓部分病情。而如果是糖原贮积病,医学界普遍的建议则与肌营养不良的建议相反,为尽量减少各种运动。因此,进一步确诊对于林林生活质量的维持仍有很大价值。水晶对此也提出以下技术方面的建议:

如果林林的疾病从症状上缩小到遗传性肌肉肌营养不良疾病这个范围里,目前发现与之相关的基因大约有20-30个。因此对这20几个基因的详细分析应是首选。目前各检测团队对林林DNA的测序已经做了很多工作,但上述与遗传性肌肉疾病相关的基因在这些数据中的覆盖率如何,有无漏检,水晶基因建议各个团队对这些数据应当做充分的分析。

另外米宝有约团队于9月1日发表的文章提示“Fellowship For Linlin” 小组可能已经对上述基因做过外显子捕获后的测序,然而未见详细的检测报告。华大基因在9月5日的报道中也专门分析了36个先天性肌病的基因。综合这些看来与先天性肌病相关的基因内部发生突变的可能性不大。但这些基因是否有片段缺失或拷贝数变异尚无集中评估。有消息表明林林的DNA也还经过了片段缺失等拷贝数芯片的检查,但这一平台对上述基因的检查结果及覆盖率如何亦未见明确报道。

水晶基因为此联系了博士360的周在威博士,他进一步分析了这些基因全基因测序的结果,初步分析表明这些基因存在突变及拷贝数变异的可能性较低,但由于覆盖率不高(20-30X),水晶仍建议对这些基因可能漏检的部分以及内含子区域及其他的突变形式尤其是片段缺失等在合适的平台上做进一步的详细检测。

目前几个团队对线粒体DNA的测序没有发现有价值的突变。然而线粒体DNA和与线粒体功能相关的核基因突变的因素却不能完全排除,尽管线粒体肌病多数发生于年龄较大的个体。迄今未见各组是否对线粒体功能相关的核基因突变尤其是片段缺失做出统一评估

另外,上文提到线粒体的分布在各个组织中并不均衡。组织细胞异质性程度不同的情况不能排除。各组迄今只对林林血液中的线粒体DNA做了排查,并没有深入到林林的肌肉组织。但提取肌肉组织属有创检验,有可能会对病人造成进一步的痛苦,需充分衡量利弊,取得家属和患者本人同意后方可进行。在权衡利弊时还要考虑很多遗传病都无法得到有效治疗。因此,临床上一般尽量倾向无创检验。然而,在本例中,因为PFKM突变是否真正致病仍无结论,医学检验上检测GSDVII的金标准即肌肉活检组织中测定PFKM酶活性,因此综合上述两点,一份肌肉活检样本就有可能获取多方面的检测结果。当然,即使如此,水晶并无参与林林病例考察,无一手资料,因此仍需当事人家庭及主治医生等相关方面结合其他各因素充分权衡。

针对这些反映出的问题,水晶亦希望在组织和协作方面提出以下建议:

一是相关各方应考虑组建有经验的临床相关各科医生主导的信息汇总、会诊、治疗小组,在充分综合目前临床与检测各方面信息的基础上统一指导下一步的检测与治疗措施;

二是技术攻关各方也应进一步协调,在充分共享所有原始数据的基础上对前述可能问题作出充分的检测质量评估,以指导下一步的检测方向。目前综合看来,先天性肌肉营养不良相关基因及线粒体功能相关的核基因的缺失突变应作为筛查排除重点

水晶方面认为在临床专业人员的主导,在其他技术和咨询各方的综合和协调下,才能有效整合资源,防止数据和信息的碎片化,从而避免重复劳动和信息传达的混乱。

总之,在医学知识越来越爆炸的现在和将来,包含遗传病诊疗在内的精准医疗只能通过严格的分工和密切的合作来进行。在做出医疗决定时应当充分基于循证医学证据和权衡各种利弊后进行。同时,从这一病例中我们看到,我们的整个医疗体系需要建立合理科学的问诊、导诊、转诊及会诊制度及可持续性的各方面合理的收费和医疗保险体系,从而让众多类似的患者求医有道,在合理的医疗负担下及时得到正确的医学指导。

最后,水晶再次表达对林林与其家庭的深切慰问。作为罕见病患者,林林是不幸的。但在推动我们对罕见病的了解以及探索正确的遗传病检控方案上,正是林林这样的千百个罕见病的患者成为了我们的老师。林林家庭自始至终的乐观、配合和耐心给了各个攻关团队充分的信心和支持。我们将继续为揭示最后的真相不遗余力。

林林病例的出现,恰逢精准医学的概念引领医学变革和基因测序技术风起云涌的当下,他所引起的关注和各方的努力既为我们普及遗传病知识,唤起大家对遗传病的重视提供了难得的契机,也为我们检视当前我国的遗传病检控体系的现状提供了绝佳的窗口。作为长期关注遗传疾病诊断、解读与咨询的水晶基因,我们希望谨以此文在普及大众的同时也能充分引起同行业者的共鸣,为共同推动我们医疗事业的进步贡献力量。

注:本文的写作得到了顾卫红医生,汪德鹏先生、周在威博士、蓝灿辉博士和王凯博士的大力支持与指导,水晶在此表示由衷的感谢!

参考文献及网络连接:

1.水晶视角博客:林林离确诊还有多远?http://www.crystalgene.com/blog/

2. Zlotogora J. Germ line mosaicism. Human Genet. 1998 Apr;102(4)381-6.

3. Prashant Mishra and David C. Chan. Mitochondrial dynamics andinheritance during cell division, development and disease. Nature ReviewsMolecular Cell Biology 15, 634-646, 2014.

4. Musumeci, O. et al. Clinical features and new molecular findings inmuscle phosphofructokinase deficiency (GSD type VII). Neuromuscul Disord 22,325-30 (2012).

5.https://www.nichd.nih.gov/health/topics/musculardys/conditioninfo/Pages/treatment.aspx

【欢迎个人转发分享,机构转载请注明出处“水晶基因”】

(转载)2015全国肿瘤诊断与治疗高通量测序室间评估报告出炉


原载:转化医学网

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来源:卫生部临床检验中心

随着个体化医学的发展和“精准医学”概念的提出,肿瘤诊断与治疗发展迅速,临床研究逐渐发现并证实更多相关的基因突变。新一代高通量测序因其在通量、成本和效率方面的优势,展现了其广阔的应用前景。2015 年初,国家卫生和计划生育委员会批准了 26 家肿瘤诊断与治疗高通量测序技术应用试点单位,表明了我国开始规范化的肿瘤高通量测序检测。

为了解全国肿瘤诊断与治疗高通量测序检测情况,更好地开展肿瘤诊断与治疗高通量测序检测室间质量评价,卫生部临床检验中心于 2015 年 10 月开展该项目的全国室间质量评价活动,并要求各临床实验室使用日常所用试剂和程序进行检测。本次质评具体情况如下:

一、样本情况

本次共发放 10 个质评样本,编号分别为 1501、1502、1503、1504、1505、1506、1507、1508、1509、1510。所有样本均为人基因组 DNA(从细胞中提取),样本量 30µl,浓度 30~50ng/µl。

其中,1501-1508 号样本检测体细胞突变,提供正常基因组 DNA 一份(样本编号为 15NC),15NC 代表临床上来自患者外周血或者正常组织样本中提取的基因组 DNA。具体信息见表 1。

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二、 检测项目和要求

1. 本次质评的检测项目是肿瘤诊断与治疗高通量测序检测(体细胞突变)。

2. 本次室间质量评价调查活动在向每个参加实验室发送检测样品的同时,附有给实验室的活动说明“2015 年全国肿瘤诊断与治疗高通量测序检测室间质量评价调查活动安排及注意事项”、 “2015 年全国肿瘤诊断与治疗高通量测序检测室间质量评价调查活动结果回报表”。

三、实验室回报结果情况

共计有 88 家实验室回报质评结果,共计收到结果 88 份,其中有效结果 72份(即回报结果完整、在截止日期内回报的结果)。 本次质评中所有实验室使用的试剂,均为实验室自建方法(laboratory developed test,LDT)。

四、评价原则

“肿瘤诊断与治疗高通量测序检测(体细胞突变)”室间质量评价的评价原则如下:

1. 假阴性结果:在检测范围、检测限以上的基因突变均要求正确报告,未报告即为假阴性结果。一个假阴性结果,扣除 10 分。

2. 假阳性结果:预期结果(表 1)以外的基因突变结果报告,均为假阳性结果。一个假阳性结果,扣除 5 分。

3. 错误结果的报告:实验室报告了预期结果内的基因突变,但突变位点错误,错误位点<10 个碱基,扣除 2 分;>10 个碱基,扣除 5 分。

4. PT 成绩计算:所有错误结果累计扣分,满分 100 分。 如检测 20 个以上基因(含 20 个),得分大于等于 80 分则为合格;PT 成绩小于 80 分为不合格。

如检测 20 个以下基因,得分大于等于 90 分则为合格;PT 成绩小于 90 分为不合格。

PT 成绩合格的实验室,融合基因需全部检测正确,融合基因检测成绩方为合格;否则仅点突变、短片段缺失和插入检测成绩合格。

五、 PT 成绩情况

PT 成绩合格的实验室,发放质评合格证书,合格证书中注明实验室的检测基因及类型,且需与合格证书同时使用。

PT 成绩不合格的实验室,发放质评参加证书; 如实验室回报结果不完整、或未在截止日期内回报结果,按照未参加本次质评对待。

本次质评中,实验室 PT 成绩情况见表 2-1 和 2-2。

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六、 对本次质评调查活动的说明

本次质评中,参加实验室检测的基因数从 4~377 个不等。尽管实验室检测的panel 各不相同,但本次质评评价的是实验室采用高通量测序方法检测体细胞突变的能力,因此适用于所有参评实验室。

本次质评实验室合格率仅为 51.2%(37/72),100%正确的实验室仅占总实验室数的 16.7%(12/72),见表 3。22.2%(16/72)的实验室 PT 成绩为 0 分,检测结果极其混乱。总的来说,出现的错误主要有以下方面:

1. 所有样本均检出同一种突变:此错误出现在 9.7%实验室中(7/72),例如ALK、FGFR3、TP53、EGFR 等基因突变出现在所有样本中,且有的突变频率高于 50%。

2. 基因突变位点报告错误:非常普遍。突变位点与预期结果的位置相差 1个碱基到 300 碱基不等,同时突变的碱基序列,插入的碱基序列等均有错误。

3. 融合基因检测错误:融合基因漏检、报告错误的融合外显子。

4. 样本标签识别错误:突变结果报告正确,但该突变结果未出现在预期样本中,而是出现在另一样本中。即 A 样本中的突变结果报告在 B 样本中,且多个突变均有此类错误,但有些突变报告正确,说明实验室并未在检测时搞错样本编号。

5. 假阴性结果:对基因突变的漏检,特别是部分实验室对如 KRAS:c. 34G>C(p.Gly12Arg) (频率>10%)、NRAS:c.35G>A(p.Gly12Asp)(频率>20%)、PIK3CA:c.1624G>A(p.Glu542Lys) (频率>10%)等具有明确临床意义的突变漏检,是非常严重的错误。此外,部分实验室在报告中注明其检测范围是所列出基因的全部突变,但实际上,实验室并不具有这种能力。实验室应当在对检测体系进行性能评价时明确自己的真正检测范围。

从本次质评结果来看,肿瘤诊断与治疗高通量测序检测(体细胞突变)存在很多的问题。检测实验过程、检测的实验原理设计及生物信息学分析均很大程度地影响了最终结果的报告。

实验室应分析本实验室错误的原因,对检测方法进行全面的性能评价,以确认本实验室的检测体系(包括实验过程以及数据分析)是否有能力对检测范围内的突变进行有效的检测,是否能够正确地识别体细胞突变、正确地进行标签识别,确认碱基识别错误和阳性突变、比对正确的突变位置以及实验室是否有必要开展上百个基因的检测,如何避免假阴性和假阳性结果,均是实验室需要思考和改进的方面。

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肿瘤诊断与治疗高通量测序检测(体细胞突变)室间质评证书将于 2016 年1 月 5 日发放。

因年底室间质评工作量较大,肿瘤诊断与治疗高通量测序检测(胚系突变)的室间质评小结以及证书将于 2016 年 4~5 月发放。


通知回顾

继2014年12月15日卫生部临床检验中心发布发布全国产前筛查与诊断实验室室间质评通知以后,2015年4月10日,卫生部临检中心发布《关于开展肿瘤诊断与治疗高通量测序检测(多基因检测)室间质量评价预研的通知》,表示将开展该项目室间质量评价的预研,对全国各相关实验室进行调查。

室间质量评价也称为能力验证实验(以下简称PT),是指多家实验室分析同一标本并由外部独立机构收集、反馈实验室上报结果并评价实验室操作的活动,通过实验室间的比对判定实验室的校准、检测能力以及监控其持续能力。长期以来,PT一直是临床实验室和公共卫生实验室质量保证的一个重要组成部分。

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目前,2015年产前筛查与诊断实验室室间质评已经正式开始检测,卫计委第一批样本已发放,相关文件可登陆卫生部临检中心网站查看下载《2015年全国产前筛查与诊断实验室室间质量评价总结大会课件及通讯录》。而对于此次的肿瘤诊断与治疗高通量测序检测室间质评,根据通知,注意要点如下:

目的:肿瘤诊断与治疗已成为高通量测序临床应用的主要方面之一,室间质评的目的是提高实验室肿瘤诊断与治疗高通量测序检测的质量。

对象:全国所有采用高通量测序检测的实验室,以及采用其他方法日常检测5种或5种以上基因突变的实验室。

样本:人基因组DNA样本。

费用:免费,质评结束后可收到结果反馈、小结行业质评证书。

截止时间:2015年5月25日

意义:肿瘤基因检测离规范应用又近了一步

基因检测技术曾多次被评为全球颠覆性技术,但是其混乱的商业应用也一直为业内所诟病。随着基因检测市场的火爆,市场上出现了各种各样的基因检测机构,其测序检测质量良莠不齐。有的是测序不准确,有的是认定的变异基因与特定的疾病没有关系,有的是基因与特定疾病有关系但却没有辨别出来,这些都会造成误诊误治。因此,对于基因测序的临床应用,需要进行统一规范和严格管理,否则对患者会带来很大的伤害。

除了无创产前检测,肿瘤诊断与治疗已成为高通量测序临床应用的主要方面。并且,相比于无创产前检测,肿瘤作为人类寿命的头号威胁,其发病率和消费刚需远远超于产前检测市场,因此,肿瘤检测成为测序领域当之无愧的下一块大蛋糕,国内多家基因公司已开始进入,纷纷布局,不过现阶段只有少数公司取得“官方入场券”。

2015年3月27日,卫计委医政医管局发布了第一批肿瘤诊断与治疗项目高通量基因测序技术临床试点单位名单,北京、上海、湖南、浙江、广东等多家机构入选,其中大部分是医疗机构,第三方实验室仅有华大基因、达安基因、迪安诊断、博奥生物等。这些公司入选试点单位,参加室间质评,将为提高实验室肿瘤诊断与治疗高通量测序检测的质量,更好地规范行业发展起到推动作用。由此,肿瘤基因检测离规范应用又近了一步。

延伸阅读:卫计委对高通量测序实验室的12个基本要求

卫计委对高通量测序实验室有哪些基本要求?卫计委临检中心副主任李金明对此作了解读,以下为10项基本要求:

1. 试点实验室应在国家卫生计生委批准的试点专业范围内开展临床检测工作。

2. 试点实验室需采用高通量测序开展不少于一项的检测项目。

3. 为避免污染所致的假阳性结果,各试点实验室应根据所开展的检测项目进行分区,具体各专业实验室的分区要求由国家卫生计生委临床检验中心负责发布。

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遗传病+肿瘤诊断与治疗实验室分区要求及示例

4. 试点实验室如使用商品化试剂,则应当使用经过国家食品药品监督管理总局(CFDA)批准的试剂,临床应用前应经过性能验证;如使用自配试剂(LDT),必须建立自配试剂的标准操作程序,并经过性能评价。以上均须保存相应的实验记录。

5. 试点实验室应对相应的检测仪器设备进行日常的维护和定期校准,并保存仪器维护校准记录。

6. 试点实验室应对技术人员制定培训计划,进行相关的在岗持续培训,保存人员培训记录。

7. 试点实验室应建立日常检测的实验记录方式,并保存相应记录。

8.试点实验室应建立规范的检测结果报告与解释模式。

9. 试点实验室 应建立室内质量控制程序,在日常检测中开展室内质量控制,保存室内质控及其失控及定期综合分析的记录,并有质量改进措施。

10. 试点实验室应参加由国家卫生计生委组织的相应项目的室间质量评价或进行有效的实验室室间比对,并保存室间质量评价或实验室室间比对记录,对不合格的结果应进行原因分析,并采取质量改进措施。

11. 试点实验室应制定包括以下内容的标准操作程序(SOP)及相关记录表格:

(1)样本的采集、运送、保存、接收、登记和处理;

(2)知情同意告知;

(3)检测方法和步骤;

(4)试剂和耗材的选择和保存(如为自配试剂,需详细写明试剂的制备过程以及各原料的来源);

(5)试剂性能验证或自配试剂的性能评价和方法确认;

(6)仪器的使用、维护和校准;

(7)人员培训;

(8)结果报告与解释;

(9)实验室数据、相关文件记录与保存;

(10)室内质量控制;

(11)室间质量评价或实验室间比对;

(12)知情同意和保密程序。

12. 其他未尽的事项要求,试点实验室均应参照《医疗机构临床基因扩增检验实验室管理办法》。

(转载)“清华校友求助”终见曙光——明码生物科技运用全基因组测序,发现罕见病患儿“林林”可能的致病基因突变


2015-09-20 基因组医学领先者 明码生物科技

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导读:清华校友会发布罕见病患儿“林林”五年未确诊的病例以来,多家知名研究机构和分子诊断公司都纷纷施以援手,希望能够尽快确定病因。复旦大学附属儿科医院与明码生物科技遗传病研究联合实验室也在第一时间与“林林”父母取得联系,利用联合实验室部署在中美两国的测序、分析、临床能力,包括Baylor医学院、波士顿儿童医院的专家团队支持,针对“林林”的病例设计检测方案,最终在9月16日把检测报告发送给“林林”家长,同时,后续的蛋白质功能验证工作也已展开。

关于“林林”的情况,请点击文章最下方阅读原文:

(转自TAALSM校友)

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在知悉“林林”案例后,联合实验室随即成立由中美临床专家、遗传学专家、生物信息学专家组成的团队,根据公开病例资料,确定了对一家三口直接进行全基因组测序和分析的策略;其优势是能够全面检测可能的点突变、插入缺失、结构变异等致病基因变异,也能够快速判断致病基因的来源。详尽的方案获得家长的认可和全力支持,并在9月1日获得了一家三口的标本。

全基因组测序工作进展迅速,9月5日即获得基因组序列数据。专家团队使用WuXi NextCODE平台的 CSA数据分析工具中自带的常染色体隐性遗传、de novo分析等多种分析模式,一天之内就识别出多个疑似致病变异;之后通过查阅文献、临床询证和会诊分析,在9月11日,锁定两个疑似de novo突变*,并立即进行了Sanger测序验证。9月13日,验证结果确认这两个疑似de novo位点存在。De novo突变的致病性要得到确认,需要最后进行蛋白质层面的功能验证;现在正在等待功能实验的验证结果。

*根据现有数据判断为de novo突变;将通过后续对患者妹妹“芊芊”的全基因组测序,结合家系数据分析判定是否为生殖细胞嵌合体。

9月16日,经过专家团队审核,联合实验室的儿科遗传学家为林林出具了基因组分析报告。通过家长与“林林”的主治医生沟通后,认为报告结论很有临床价值,将大大加速了患儿病因的确认。同时,“林林”家长结合了Baylor医学院、波士顿儿童医院及联合实验室中美专家团队提供的建议,并经过与“林林”主治医生的深入讨论后,授权联合实验室进行“林林”的妹妹——“芊芊”的全基因组测序和数据解读,藉此寻找更多关联信息和数据支持,进一步帮助确认病因和致病基因突变。截至发稿日,“芊芊”的标本采集工作已经完成。

罕见病的诊断及治疗需要全球科研社区的共同努力;联合实验室以及明码生物科技亦在此倡议社会各界人士关爱罕见病群体,群策群力,众筹众践,将罕见病研究从小众领域带至大众视野,让更多像“林林”一样的患儿和家庭重新体会平凡生活的温暖与幸福。经与家长讨论,联合实验室将向所有研究机构有限公布数据,如有需要,请与王清泉(wang_qingquan@wuxiapptec.com)联系咨询;在得到家长同意后,将通过最便捷的方式传递数据。

(转载)五年未确诊的罕见病,如今被抽丝剥茧–阜外、米宝首度公开林林基因数据


2015-09-04 宝姐姐 米宝有约

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2015年8月23日,题为《孩子罕见病,五年未确诊,清华校友求病因线索!》的求助信在朋友圈流传,一石激起千层浪,阅读量很快突破十万次。

一个名为Fellowship for Linlin的专家组在第一时间对林林(罕见病患儿)的病情进行了基因测序分析。这个专家组由来自清华大学、阜外医院、香港大学、美国南加州大学、米宝有约和北京希望组的专家群体组成,首先与林林的父母取得联系,建议进行全外显子、线粒体和CMD捕获芯片测序,结合已有的临床症状和生化检测,尽早确定病因,以期能对症治疗。

该方案在得到林林父母认可后,专家组成员以最快的速度赶往香港,成为第一个采集到林林血样的单位,并将样品立即进行基因检测。

经过几天紧张的工作,林林的线粒体测序结果已经完成。清华校友,米宝有约的CEO韦素碧表示:“目前,我们合作多方的大陆,香港及海外的遗传学家们正在有条不紊的进行线粒体数据处理和分析,并将结果告知患者父母。”。阜外医院分子诊断中心周洲主任表示,外显子测序的数据也将在本星期提供给患者父母,由他们邀请全世界的专家进行分析。

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大爱无疆,为了更快、更准确的找到孩子的病因,专家组表示,愿意在征得林林父母许可的条件下,公开孩子的基因数据,以期更多的遗传学家、临床医生参与进来,通力合作,确定孩子病因,并为进一步治疗提供依据。

背景介绍:

 

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照片里的一家三口是来自清华大学的夫妻和他们的孩子林林。在从满月开始,迄今将近6年的时间里,林林饱受疾病的折磨。尤其是在过去的一年半时间里,他都只能住在医院ICU病房里,靠呼吸机帮助呼吸。更令人不安的是,离孩子发病已经五年多时间,虽然有一些医生的推测结果,但确切的病因仍未确定!

孩子的病史(父母自述)

2009.12.11

足月顺产出生,出生体重3.37kg,父母双方及家族均无病史,妈妈孕产检均正常;

出生3日后正常出院,在家喂养当时吃奶比较久(不肯吃人奶,主要以奶粉为主),根据医生建议开大奶嘴后吃奶就比较顺利了;

出生后时我们发现比其他小孩哭声小,医生认为正常就没有太在意。20多天时发现睡觉有鼾声。

2010.01.11

满月当晚9:00在家吃奶后发现呕吐并吞咽下去(估计部分吞到气管里),之后12:00发现有声咳,当时发觉有所不妥,第二天早上7点多带到医院检查说是肺炎需要入院。

2010.01.12

入住香港广华医院,当晚在喂奶过程中孩子哭叫厉害之后窒息,因而安排进ICU。期间多次肺炎。咽喉支气管软镜和硬镜检查均正常,但吞钡餐检查(VFSS)显示吞咽困难,有少量奶会落到气管。

2010.01.22

气管镜软镜检查正常,医生让BB用口吃回奶

2010.01.23

早上在护士喂奶的过程中(大约70ml)血氧和心跳急速下跌,窒息抢救。第二次进ICU。

2010.02.19

吞钡餐检查,吞咽的过程中有奶进入气管

2010.02.24

香港玛丽医院全身麻醉,气管镜硬镜检查,正常

2010.03.11

脑磁力共振检查正常

2010.03.17

血检查发现CK高3-4倍(主要异常点)

2010.04.27

肌电图及神经传导检查

2010.05.14

吞钡餐检查,吞咽困难

胃酸倒流测试在2010年3月及5月各做过一次,正常;睡眠测试做多过于三次,结果为睡眠沉,血氧有问题,口水堵住呼吸。

2010年7月

广州儿童医院,食物敏感测试,吞钡餐测试,心脏,肝,脾胰脏超声波,DNA数量结构检查,SMA DNA基因检查,正常

2010年1月-8月

多次窒息呕吐

2010.09.16

肌肉活检,无显著异常;同时开了胃洞

2010年11月-12月

两次MRI检查正常

2010.11.16

神经传导检查,正常

2010.11.22

脑磁力共振检查,正常

2010.11.26

吞钡餐检查吞咽困难

2010年12月

再一次脑部核磁共振检查,正常

2011年1月

皮肤活检测试(Skinbiopsy),正常

2011.6-2013.11

2011年6月,出院回家,但晚上睡觉需带cpap呼吸机,否则血氧低。

出院后大概每1-2个月就会有一次肺炎,每次肺炎入院2个星期抗生素治疗后又可以出院。

之后cpap改成bipap呼吸机,因为发现晚上睡眠质量不是很好。

状态好的时候,白天3-4个小时可以不带bipap机,状态不好时需要24小时带bipap机。出院后可以手扶着墙壁走路。可以家长带着外出去公园超市1-2个小时。

2013.11.13

早上8点,在香港联合医院普通病房,护士在给林林注射肺炎抗生素时,林林哭闹很厉害至窒息,且窒息时间较长,之后就一直插喉管用呼吸机至今。

期间尝试了几次拔掉喉管改用Bipap机,但均不成功。

后持续在ICU病房至今。

已有诊断和病因推断

2010年2月

气管软镜/硬镜检查,排除了咽喉结构问题

2010年3月

血检查发现CK高3-4倍,医生开始怀疑肌肉病

2010年9月

大腿肌肉活检,纤维大小略有差异。

2013年1月

香港大学副教授Dr Sophilia Chan怀疑:congenital myopathy(先天性肌病) with no confirmed diagnosis, severe oropharyngeal dysphagia(口咽性咽下困难) and silent aspiration(隐秘性吸入性肺炎)

2013年9月

香港医生曾找英国医生找过以下病因:The name of the condition that we are suspecting at the moment is ‘ Alpha-dystroglycanopathy’(α抗肌萎缩相关糖蛋白病). The muscle disease is related to the loss of a muscle protein named alpha-dystroglycan. This can be a primary condition or secondary to other disease.

是2013年9月,第二次肌肉活检的时候发现肌肉里的Alpha-dystroglycan比较少,但是后来在2014年6月英国的Prof. Muntoni 再检视过发现这个的数量还可以,如果真是Alpha-dystroglycanopathy也会是不典型的。

2014年5月

现在林林的specimen study是在 Dubowitz Neuromuscular Centre in Great Ormond Street Hospital, London, UK 。

Under Prof. Muntoni and his team , he is willing to repeat some of the immunohistochemical stainings for Wei Lam’s muscle biopsy .

Alpha-dystroglycanopathy 这病他们在怀疑,不过做了stain 后发现如果是这病肯定也不是典型的这病。还有他们怀疑回去之前被否定的mitochondria myopathy(线粒体肌病)

2015年1月

针对Alpha-dystroglycanopathy做基因组测序,如检查基因不是这病的话会做全基因测序。至今未有结果。全基因测序还没做。

另外,目前有医生认为:可能是Phox2B基因突变,该突变可以参考:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1427/

(转载)华大基因完成对清华夫妇罕见病患儿测序,开放原始数据供解读


2015-09-04 同并相联

2015年8月25日,华大基因采集了一名叫“林林”的罕见病患儿的血液样本,进行了全外显子组检测以及线粒体测序。如今这两项测序均已完成,原始数据申请链接已对外开放,来自全球的专家团队均可在同并相联网站上申请获取原始数据(详见左下角【阅读原文】)。我们将在征询林林父母的意见后,将数据提供给您。
华大基因正在对林林数据展开深入解读。目前的发现尚需要结合其他数据(林林父母样本sanger测序,临床资料等)作进一步验证,关于解读的详情请关注我们后续的微信。
23日,一封清华校友的求助信《孩子罕见病,五年未确诊,清华校友求病因线索!》在朋友圈流传,引起广泛关注。夫妻均毕业于清华大学,但不幸的是,他们的孩子林林患上罕见疾病,几年来一直未查明病因。然大爱无国界,在七八千种罕见病面前,我们需要联合起来,群策群力,攻坚克难,不仅要查明病因、为患者进行对症治疗,而且要深入研究疾病,有效进行预防。
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患病的男孩叫林林(化名),2009年12月足月顺产出生。父母双方及家庭均无家族病史,孕产检均正常。出生后,林林哭声比其他小孩小,医生认为正常并没有太在意。20多天时发现林林睡觉有鼾声。给林林喂奶后曾多次出现异常。此后,父母带着林林辗转多个医院检查,但没有查明病因。在过去一年半时间里,林林只能住在医院ICU病房里,靠呼吸机帮助呼吸。(有关林林的病史,请点击左下角【阅读原文】查看)

孩子的父母均毕业于清华大学。几日前,他们向清华校友会求助。8月23日求助信发出后,很多专业机构和清华校友纷纷与林林的父母联系,希望能帮助诊断。华大基因的研究人员第一时间对病情进行了分析,并与林林父母深入交流,建议给他们全家做针对性的基因检测,以查明病因。8月25日,经林林父母同意,工作人员采集了林林的血液样本,并加急进行全外显子组检测以及线粒体基因组检测。为了给诊断提供更详细的信息参考,8月31日,华大基因采集林林父母的样本用于sanger测序验证。

目前,国内的清华大学、华大基因、复旦大学以及美国的贝勒医学院和南加州大学等知名学府和科研机构的专家在第一时间与患者父母取得联系,并成立了一个疾病诊治专家交流群。越来越多的专家汇聚到一起,共同为林林的疾病诊断提供帮助。

华大基因负责人表示,罕见病种类繁多,病因复杂,需要一个开放的平台供专业人士交流、破解病因。完成基因测序后,华大基因将第一时间在“同并相联”网站公开林林的基因测序数据。实际上,这也是林林父母的意愿,他们希望相关专家能共同解读基因数据,在尽可能短的时间内分析病因。

如何申请解读林林的数据?
点击左下【阅读原文】按钮,进入【同并相联】上林林的专题页面,点击【申请数据解读】即可。我们会代您征询林林父母的意见,并在一个工作日左右给您答复。
病历资料
下载地址
http://pan.baidu.com/s/1bnAtL2R
请拷贝到浏览器打开下载,没有密码
您也可以分别下载以下文件:
部分病历
http://pan.baidu.com/s/1pJqYxnl
MRI报告
http://pan.baidu.com/s/1mg8F0Uk
肌肉活检报告
http://pan.baidu.com/s/1dD4PX3V
林林18个月大时病历
http://pan.baidu.com/s/1i3IVbaH
怎样联系林林的父母?
李道煌
微信:czarina1194486
邮箱:1194486@qq.com
 
郭苏强
微信:guosu374533775
邮箱:374533775@qq.com

(转载)来自TAALSM和林林父母的感谢信


2015-08-29 校友会  TAALSM校友

8月23日,我们发出了一篇文章:《孩子罕见病,五年未确诊,清华校友求病因线索!》,在短短几天内,文章得到了众多清华校友、热心人士的阅读和传播。

截至今天,清华生命科学与医学校友会(TAALSM)微信公众号求助原文有14.8万人阅读,有9464人进行了12524次转发,其他公众号或网络平台转发不计其数。

新媒体的强大力量帮助我们实现了以往难以想象的传播。

我们感谢所有关注和传播求助文章的清华校友和热心人士,谢谢你们对林林的关爱和帮助!

大家齐心协力带来的巨大传播,也让林林的病情得到了全世界科学家、医生和研究机构的关注。文章除了迅速在中国生命科学与医学专业人士间传播,还很快传播到了海外。

目前,有十几家专业机构已经或即将为林林提供免费的基因检测、遗传分析和病因确诊服务,他们是:

  1. 华大基因
  2. 清华大学医学院
  3. 北京希望组生物科技有限公司
  4. 北京德易检验所
  5. 某不愿透露名称在业内具有很高声誉的知名机构
  6. 美国贝勒医学院
  7. 广州嘉检医学
  8. 南加州大学
  9. 复旦大学医学院
  10. 美国哈佛大学波士顿儿童医院
  11. 盛诺一家
  12. Rare Genomics Institute China
  13. 美国约翰霍普金斯大学
  14. 北京航空医学研究所附属医院分子病理中心
  15. 上海市儿童医院
  16. 香港大学医院
  17. 北京国际医疗中心

(由于表示提供支持的机构众多,统计信息时从微信群、邮件、手机短信、电话记录而来,同时有多个人参与对接,为此难免遗漏,如贵机构已经与我们或林林父母联系,而我们未列入名单,请给本公众号留言,我们后续还会发文感谢。)

同时,我们感谢以下医院和医学院的医生根据现有信息,为孩子提供了可能病因分析:

  1. 北京协和医院
  2. 清华长庚医院
  3. 北京儿童医院
  4. 北京解放军总医院(301医院)
  5. 湘雅医学院儿科组
  6. 北京阜外医院

(以上为部分名单,后续会列示更多医院名单)

我们向所有提供建议和各种帮助的个人表示由衷感谢!由于人数众多,请恕不一一列出。

目前,已经由华大基因采集林林的血样进行测序,数据结果将会在网络上共享。

由贝勒医学院线粒体疾病检测主任张巍博士牵头组织了贝勒、南加大、复旦、华大等一起参与的国际临床专家合作组也已经准备完毕,待测序结果一出来,所有后续工作会跨国高效率展开。

我们谨向后续会继续跟进林林病因确诊的科学家致敬!谢谢你们的辛苦努力!

接下去,我们会和林林的父母一道,定期向广大校友和热心人士通报林林病因确诊的进展。

林林的父母,清华校友郭苏强和李道煌也特意向我们发来感谢信,向各界关心他们的人士表达他们的感激:

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2015年8月23日在清华生命科学与医学校友会微信平台报道了林林的事情后,我们收到了很多机构和朋友的关心和帮助,并收集到了很多有价值的病因线索。

8月25日华大基因公司和另外一家机构已经到香港联合医院采完血,免费启动了基因检测工作!这是我们一直期待并追寻了几年的检测。

微信求助发出后,我见到很多人在帮我们把求助信转发给身边的医学人士,也看到很多医学群在积极讨论林林的病因。

目前国内外众多知名学府和科研机构的专家在第一时间与我们取得联系,详细了解病情,积极提供诊断方案。

美国贝勒医学院的副教授张巍博士(现广州嘉检医学的CEO和医学主任)牵头建立了一个林林疾病诊治专家交流群,正在群策群力准备本周六提出诊断方案,周一约我们面谈诊断方案。

华大基因更是表态愿意一切从病人出发,将来如有需要愿意提供原始数据和行内专家共同解读,帮助确诊林林病因。

微信求助发出后,我们也收到了很多非医学人士的安慰与祝福。我想说你们精神上的支持和医学专家的帮助是同等的重要。

因为有了你们的帮助和鼓励,我们觉得未来的路不再孤单,我们也会更有信心和动力陪伴着林林走好未来的每一步。

基因检测结果出来后,希望更多的专家能汇聚起来,一起来解读检测数据,共同为林林的疾病诊断提供帮助。

我们再次感谢清华生命科学与医学校友会,感谢各位相识和不相识的热心人士对我们的无私帮助!

林林父母:郭苏强

李道煌

我们补充一个林林父母暂时遇到的困难:

广大机构和个人提出了很多建议,由于与香港医生交流需要使用英文,而建议中有很多医学专业名词。为避免出错,能准确传达大家的建议,他们希望能够有专业人士帮助进行一些翻译和校对的工作。

如您正好是相关专业人员,且时间允许,我们恳请您可为他们提供帮助,万分感谢!

罕见病是生命科学和医学领域的难点,而分子诊断技术为确诊罕见病提供了一定的可能性,清华生命科学与医学校友会(TAALSM)也祝愿这次能在海内外科学家的共同参与下,尽快确诊林林的病因,以提供有针对性的治疗。

最后,我们感谢信息技术革命带来的跨国支持和协助,让我们一起期待分子诊断和精准医疗的革命带来疾病诊断和治疗的突破!

美女总裁的骗局?从Theranos事件谈美国临床实验室的监管


在一个成熟的诊断市场,准确的诊断一方面来自于行业的自律,一方面也依赖于严格的监管。在经济利益的驱动下,诊断行业的参与者们就难免频频“出轨”。让我们一起来看最近风头正劲的Theranos的例子。

波谲云诡的Theranos
疗圈最近有一则颇为吸引眼球的新闻,风头正劲的检测公司Theranos被曝造假。Theranos号称发明了颠覆性的血液检测技术。此检测技术宣称不需要常规的静脉抽血,只需无痛手指穿刺微量取血,之后使用其专有的Edison仪器就可以完成200多项检测。而且同传统方法相比更快更便宜。Theranos的创始人兼总裁Elizabeth Holmes更是一个传奇人物。

Elizabeth 19岁在斯坦福上大二时退学创立了Theranos,现在年仅31岁公司的估值就高达90亿美元,她也因此有身家近50亿。而且她还是一个官二代加富二代,在美国政商军界都有深厚人脉, 其公司董事会中有两位前国务卿(包括老牌政治家亨利 基辛格),一位前国防部长等重量级人物。更加引人注目的是她还是一个金发大美女,而且永远穿一身黑,并且也如乔帮主一样挚爱黑色高领毛衣。她是个工作狂,把“醒着的每一个小时都用来工作”,并且以意志坚定,作风强硬著称。智慧,美貌,家世,财富,个性给予她一种睥睨众生的高冷范儿。但这一些都不足以相比这次的众多质疑让她领尽业界瞩目。

10月16日华尔街日报发文抨击Theranos夸大其词,弄虚作假。文章说Theranos的200多项检测项目中只有15项是用Edison仪器做的,其余的项目其实是用传统的方法和其它公司的仪器完成的。而且同样的病人用Theranos方法得到的结果同传统方法相比有着很大偏差。另外Theranos还有多项不符合临床实验室制度的违规行为。要说美女总裁就是个性鲜明,遇到问题从来就是迎难而上。她10月21日深入虎穴参加华尔街日报举办的研讨会,接受了公开的采访。Theranos于10月22日在其网站发布6000多字长文,几乎是逐字逐句地回应了华尔街日报的质疑,字里行间充满各种no, wrong, misleading, taken out of context, 看得出Theranos的律师团队做了大量的工作。回应文还给出了一些有趣的反驳证据。例如Theranos找到一位向华尔街日报提供证据的护士,护士要求2500美元一小时的采访费,Theranos说不知道她是否也向华尔街日报要钱了。

这里面到底水有多深,一般人还是雾里看花。Theranos被广泛质疑的有多个方面,例如云山雾罩的“Edison”仪器到底是个什么暗黑科技,无人知晓。Theranos的回应文一再强调Theranos作为临床检测实验室的资质,以此表明Theranos的高检测标准。 那么美国临床实验室的资质以及其监管体系是怎么样的?是否拿到资质在美国做诊断就毫无问题了呢?既然在这一事件中资质以及监管体系是为举足轻重的一环,那么水晶团队就借此契机聊一聊美国临床检测实验室的监管系统,然后和大家讨论下FDA目前对Theranos进行的调查。

 

除以上每年一次的综合全面检查外,临床实验室还要接受质评样本(Proficiency Testing, PT)的检测。PT质评就是把标准样品发放给有这个检测项目的各个实验室,反馈回来的结果同已知结果,或所有参加室间质评的实验室的综合结果比对。一个检测项目一年有两到三次送检,偶尔一次送检结果不合格影响不大,但是如果连续的三次送检中两次都不合格,那么可能就会收到警告信,甚至实验室的这个检测项目会被叫停。

CAP特别强调对PT质评样品的检测分析要同普通样品完全一样,以保证质评结果反映实验室的真实情况,而且严禁将室间质评样品送交其它实验室检测,或者实验室之间私下里交流结果。有些认真的实验室就煞费苦心,努力做到室间质评样品和其它样品一样,比如起个假名字什么的。一个实验室的检测项目中可能有的参加了CAP的PT质评,有的项目由于各种原因无法取得商业质评样本,那么就要做替代质评。替代质评可能通过同其它实验室交换样品来做或重新检测以前病人来进行。即使一个实验室的检测项目有专利保护而只有这个实验室能做,帅到没朋友,CAP也要求必须进行合适的替代质评。

纽约州对实验室的监管自成体系。不是说只有在纽约州的实验室要接受监管,而是所有做纽约州病人的实验室同纽约州相关的部分都要接受纽约州的监管。纽约州就是一个独立王国,什么东西都有自己的一套。实验室要通过纽约州的评审,实验室主任要有纽约州的执照,实验室的检测项目要得到纽约州的批准。请允许水晶在这里吐槽一下,许多时候他们的标准严格到近乎奇葩。比如纽约州对体细胞变异二代测序的指南,在要求平均测序深度至少500X的条件下,仍然规定二代测序结果一开始需要用一代测序验证单碱基置换和插入缺失。只有用一代测序累计验证了10个在某一基因中有单碱基置换的样品后,新发现的单碱基置换才可以只用二代测序报告,插入缺失与之相同。

FDA的调查报告

那么这么“‘变态”的监管体系是不是就万无一失了?现在我们再回到Theranos事件上。通过对美国临床实验室监管体系的介绍,我们可以知道这一体系虽然严格,如果刻意造假和掩盖,蒙混过关仍不可避免。例如CAP对实验室的评审两年一次,每次可能就只有一天时间,而且评审时主要看各种文档记录,不可能像中纪委办案一样查个底儿掉。室间质评送检时也不会派个人去实验室看着他们做出来。

假设Theranos真的弄虚作假,注意仅仅是假设,他们完全可以在实验方法有问题的情况下把纸面的数据做得很好看。就像华尔街日报披露一个Theranos的前雇员说一次他们做室间质评样品时分成两份,一份用Theranos的Edison仪器做,另一份用传统的仪器做。两个结果不一致时,管理层要求他们只报告传统仪器的结果。当然Theranos对此否认,说那只是做完室间质评后剩余的样品,拿来做了内部测试。这样来看,再严格的监管体系也不能杜绝所有的问题,但是临床检测来不得半点虚假,终究要靠事实说话。

说了这么多美国临床实验室监管,好像FDA的出镜率不高啊,这就涉及到临床实验室的LDT(Laboratory Developed Test, 实验室研发的检测)和IVD (In Vitro Device, 体外医疗仪器)的区别。如果一个检测项目是由一个CLIA认证的实验室研发的,并且只在这个实验室内部使用,那就是一个LDT。绝大多数的临床实验室的检测都是LDT。LDT现在还不归FDA管,虽然FDA虎视眈眈,极想掌控LDT,为此还出台了一个9年的计划。

IVD一般是仪器试剂公司在FDA的框架下研发的。如果一个实验室研发的检测项目在认证实验室之外的地方用了,比如Theranos在药房里进行检测,那么就是一个IVD,就要受到FDA的监管。(这里插一句,好像国内所有的临床检测项目都是需要CFDA批准的IVD,而没有不需审批的LDT。) FDA的权威性是接近一个世纪以来一代一代积累下来的虽然是个政府机构,但在医疗领域FDA基本属于一个独立王国。在医疗领域,它要说一件事要停,总统也没办法。FDA今年七月份认证了Theranos 的HSV-1 检测,并在8-9月对Theranos进行了实地评审。最近FDA在其网站上公布了有关这次评审的两份报告。第一份报告指出在Theranos 这一检测中共有9处不当之处。篇幅所限,不能一一列举,仅举几个方面给大家看看:

首先得到FDA指出的是Theranos当初极力宣扬的他们的微量取血所采用的Theranos毛细采血管 (nanotainer)。根据FDA规定,毛细采血管等采血装置属于血液及病理医学II类装置(FDA编码:864 6150)而非Theranos宣称的I类免检装置,其使用要遵循FDA有关医疗装置的管理与规定。II类医学装置不能随意散播,而Theranos运送,散播这一医学装置到加州,亚利桑那州和宾夕法尼亚州,属于违规操作。

FDA的报告有几处还分别指出Theranos在处理客户反馈方面的不当。一处是Theranos操作规范上的处理客户投诉的程序,同评审员听取口头介绍时了解的程序不一致。一处是有关客户的投诉没有完整的资料记录。另一处是有一客户的有关检测失败的投诉并没有得到及时的重审,评估和采取相应的补救措施。这也从侧面反映了Theranos在病人材料综合审查,评估以及和病人之间的交流可能等一系列问题。

另一个问题是Theranos 没有遵循改正和预防(Corrective and Preventive Actions,CAPA)程序。FDA要求对发现的质量问题如若寻求更正,需启动CAPA程序,分析问题的原因,记录改正的实施,并制定预防方案。但Theranos在这一程序上违规。例如Theranos曾经没有记录供应商的资质,他们发现了此问题,但是没有启动CAPA来调查分析原因。资质记录的缺失是否影响到了检测的质量,是什么原因导致记录的缺失,采购部门的相关人员是否需要培训,或者是其它部门相关人员需要培训,怎样才能预防类似问题的发生?这些都没有相应的CAPA记录。

几天前,FDA又把他们在今年8-9月间的第二次检查的调查报告也贴出来了。这次指出了5个问题:

比如实验室验证这一检测时并没有在实际情况下或模拟实际情况下进行。FDA认为Theranos的检测验证过程并没有表明他们的设计会在将来的病人服务中循用同样器材,遵循同一步骤,以期产生稳定重复性结果。FDA特别指出,某些器材的供给商编号,仪器信息和参照品信息都没有罗列清楚。

FDA继续指出Theranos的检测设计问题:他们的检测实施条件记录不清晰,没有达到FDA的相关规定要求。在他们递交的FDA文件中,并没有把检测所要用及的所有器材全部罗列其中。并且,在他们的记录中,没有充分详尽的分析这一检测的失误及错读风险。

最后,也是最容易更正的一点,但实在找不出Theranos为什么没做:指定人员没有检查,批准检测文档。不知这位指定人员现在的处境如何, 没签名咋算个正式报告涅?

前面说了,美女总裁不是吃素长大滴。Theranos针对FDA的调出报告作出反应:对于FDA在诸多程序修订,文档控制等方面的缺失或不完善,Theranos宣称他们正在处于一转型期,他们的实验室相关规则正在有CLIA调控转至FDA调控。但无论他们将来遵循哪一调控机构,对于程序修订的文档控制都有严格的规定。这一解释似乎牵强了一些。文中辩解的另一要点,微量毛细取血管的采用。Theranos同样宣称这一分歧也是其公司向FDA调控的转型所致。在未完成相应转型之前,他们的操作并无失误。另外,他们指出他们已经向FDA提交了有关这一转型的报告。但在他们的反驳中,并未提及FDA就其转型计划的批示。

总体上来看,Theranos在操作方面的确存在诸多违规操作。尤其是其宣称的东东与实际操作的确存在脱节的情况。既然这事儿搞的这么大,相信其他的监管机构也会逐步介入。以前的跟Theranos 积极合作的小伙伴们如 Walgreens, 最近也开始与其撇清关系。虽然很多辩论还在继续。我们期望愈辩愈明,就像柯南的名言:真相永远只有一个。

我们期待来自Theranos的真相。

医疗诊断事关人命,来不得半点虚假。必须慎之又慎。夸大其词的宣传虽可风光一时,却难风光一世。同时,我们也看到,一个优良的诊断市场需要参与者对游戏规则的充分尊重,在自律的同时,还要接受同行,政府,法律乃至大众各层面的监督和管理。他山之石,可以攻玉。分析这一事例,可以进一步发现我们自己的医疗诊断体系的不足之处。水晶期待与同行们一道共同促进分子诊断事业的良性发展。

参考网络连接:

1.http://www.wsj.com/articles/theranos-has-struggled-with-blood-tests-1444881901

2.http://www.accessdata.fda.gov/cdrh_docs/reviews/k143236.pdf

3.http://www.fda.gov/ucm/groups/fdagov-public/@fdagov-afda-orgs/documents/document/ucm469395.pdf

4.https://www.accessdata.fda.gov/scripts/cdrh/cfdocs/cfpcd/315.cfm?GMPPart=864

5.http://www.fda.gov/ucm/groups/fdagov-public/@fdagov-afda-orgs/documents/document/ucm469396.pdf

6.http://www.fda.gov/ICECI/Inspections/InspectionGuides/ucm170612.htm

7. 图片来自网络

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罕见病基因检测,结果解读更重要。


转载自“测序中国”微信公众号

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在精准医学时代,先进检测技术的发展为罕见病的诊治提供了新希望。然而,在近日举办的第四届中国罕见病高峰论坛上,与会专家指出,仅仅依赖基因检测等技术手段的进步并不能为罕见病的诊治提供全面的解决方案,必须借助于更多领域、更多学科的配合,特别是临床遗传学专业人员对检测结果的科学解读,才能真正造福于罕见病患者。

基因检测成为重要手段

复旦大学出生缺陷研究中心常务副主任马端教授介绍,根据美国国立卫生研究院的统计,目前已知的罕见病约有7000种,其中绝大多数是单基因遗传病。只有了解疾病的病因,才能够实现诊治的精与准。目前,基因测序能力大大提高,成本大大下降,生物信息学的发展已经使得我们可以去解读测序中发现的问题。马端表示,基因检测有两个价值:一是研究价值,寻找遗传学的病因,确定检测标志物和治疗靶点;二是临床应用价值,可以开展遗传病基因的检测与分析,进行遗传咨询和科研服务等。

“基因检测已经成为罕见病诊断与防治的重要手段。”华大基因执行总裁尹烨指出,“在基因上没有人是完美的,平均每个人都会携带30个遗传疾病的缺陷。”基因检测技术不但能够验证疾病的临床诊断,为患者提供准确的遗传咨询服务,还能用于致病基因携带者的检测与产前诊断。

尹烨举例说,通过基因检测有效防治遗传病在历史上不乏成功的范例。在犹太人群中曾流行一种名为TSD的罕见病,即失明综合征。该病属于遗传性出生缺陷,有该缺陷的患儿出生后很快会失明,并且伴随各个系统器官衰竭,出生约4个月就可能死亡。为了控制这一疾病,犹太人依托教会,通过所有主流媒体进行宣传,开展大规模的孕前筛查。结果到2000年,北美地区的犹太人群中TSD的发病率降低了90%;2003年,全美诊断出的10个TSD患儿中,没有1个是犹太人。

罕见病发展中心主任黄如方认为,目前,罕见病患者迎来了最好的时代:在精准医学的热潮下,基因检测技术得到飞速的发展和应用。目前,我国的基因检测技术已经走在世界前列,检测的费用也已经降到1000元以内,大大提高了基因检测技术在临床诊断中的应用,有效提高了患者的诊断率,缩短了确诊时间,降低了确诊成本。

科学解读决定精准诊治

北京协和医院黄尚志教授指出,基因检测技术虽然在短短数年内取得了长足进步,但对罕见病而言,仅仅依靠技术的进步还远远不够。因为检测出的基因缺陷未必就一定会致病,呈现出来的表现型是基因型和后天环境共同导致的,基因型和表现型之间的对应关系尚待研究。也就是说,即使通过基因检测发现了致病基因,也并不表明100%已患上或将患上这种疾病。

“基因检测的结果需要被科学解读,只有被正确解读的结果才有意义。”黄尚志认为,精准医学的精髓在于把握患者的个体化差异,这就需要临床医生根据患者的病史、表型,结合基因检测结果来加以判断,基因检测只是帮助临床医生做出正确判断的重要工具。

“患者是否需要做基因检测或者产前检测,需要个体化处理。”中日医院运动障碍与神经遗传病研究中心负责人顾卫红研究员也这样表示。他说,虽然基因检测技术飞速发展,但是对于基因结构的认识相对不足,使得基因检测的临床应用尚存不少问题。比如,二代测序对罕见病的诊断非常重要,但缺乏质控,尤其是解读环节较为薄弱。细致可靠的临床表型的采集至关重要,应选择适合的检测方法,结合表型分析进行基因检测结果的解读。临床表型的数据与基因数据是否能被整合在一起,能否被准确地分析和解读非常重要,这也是目前所欠缺的,临床表型如何与疾病分类、遗传模式衔接仍需进一步分析。

马端也强调,基因检测不等同于简单的基因测序,最为关键的是把测序出来的结果解读好,为疾病防治服务。这需要做好三件事情:一是疾病的评估;二是疾病的基因诊断;三是通过基因检测指导临床用药。

“我国的测序技术已经领先,但测的越多,乱的越多。”同济大学附属第一妇婴保健院院长段涛教授认为,主要的原因在于没有合适的人员对结果进行解读,提高基因检测结果解读的精确性迫在眉睫。

段涛解释说,由于我国临床遗传学专业人员和遗传学咨询师的缺失,使得临床医生拿到基因检测结果往往不会解读。在欧美国家,有受过专门培训的临床遗传学家与遗传咨询师来对患者进行遗传咨询,但是在我国根本没有这两种专业体系。专业教育和培训体系的缺失,导致我国搞遗传学研究的人不懂临床,搞临床的人不懂遗传学,也不懂临床遗传学。没有正确的解读,就不可能将基因检测技术真正造福于人类。

段涛呼吁,相关人员的培训和教育是重要的环节,我国亟需建立“临床遗传学”学科,在高校中开展临床遗传学教育,培养专业人才,为罕见病患者提供正确的临床意见。马端则建议,除了参加临床遗传学的再教育外,临床医生也应加强相关知识的自学。

加强资源共享平台建设

目前,国内基因检测领域的公司之间交流甚少,彼此数据库之间没有形成共通。这使得许多需要进行大数据比对的基因检测结果只能在有限的数据空间内进行。尹烨建议,未来,在国家层面应建立数据互通的基因检测、疾病表型、患者信息共享大数据库,从而可以大幅度提高诊断速度和诊治的准确性。

顾卫红谈道,科技的发展和现有的诊疗模式存在矛盾。基因检测技术如今远远跑在前面,而临床表型的收集和分析则明显滞后。很多医生并不了解基因检测技术和业务的流程,缺乏相关的培训和继续教育,检测质量也参差不齐。医生、患者、检测公司之间的连接松散,缺乏有效的交流平台,模糊的临床表型与二代测序大量的基因数据建立连接容易出现问题。她强调,当前我国的医疗资源分散,基因数据应实现积累和共享,应尽可能地整合和开放健康人数据和不同种族、不同类型疾病的患者数据,并让更多人参与数据的解读。

受访专家均表示,希望测序公司都能尽可能地整合和开放数据,能将数据提交给医生,利用“互联网”将数据共享,供各国的科学家进行特定的研究。不过,这也会涉及到一系列的伦理道德问题,所以是一个长期努力的过程。同时,对基因测序检测结果的判断,还需要加强各学科之间的交流,需要整合多方面信息,包括临床信息、检测技术的选择、测序数据的最终解读等等。只有各学科协作,才能给罕见病患者以满意的答复。

段涛强调,基因检测至关重要,但解决罕见病的临床问题更需要一个整体解决方案,不仅包括由妇产科医生、儿科医生、临床遗传医生组成的临床团队和以测序平台为基础的罕见病诊断平台,还要与其他罕见病临床机构、实验室、研究机构、医药公司、政府组织、非政府组织加强合作。

顾卫红也呼吁,术业有专攻,合作非常重要,要通过临床、科研、产业、公益、政策法规等方面的合作共同推动罕见病的有效诊治。

来源: 中国医药报/白毅

5000万美元天价赔偿:深思一个遗传诊断与咨询的反例


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文/水晶基因

在精准医学的框架中,基因诊断是临床诊疗的环节之一。跟其它的诊断检测一样,它自有其标准,马虎仓促的诊断不但贻误病情,严重的状况就是草菅人命。

今年9月15日,诸大美国媒体机构报道了LabCorp诊断公司与Wuth一家的5000万美金的诉讼官司。尽管这一诉讼似乎已经尘埃落定,但对于我们诊断咨询界,却似乎不应就此翻篇,遗忘痛苦。我们是不是从这一案例中反思一番,有则改之,无则加勉呢?而对于诉讼的另一方,Wuth一家,也仅是为家庭里的小患者得到了一份经济保障,而相应的社会问题,家庭问题,则是漫长的,更不会随着胜诉而告终。

先我们从Wuth一家的家族病史谈起。

Wuth夫妇在2002 年迎来了他们的第一个孩子,是一个健康的男孩。夫妇俩一直想要更多的孩子。但他们的情况和其他家庭不太相同。Wuth家的男主人,Brock(II2)有一个严重残疾的母方姨母(I1)和母方表姐(II1)。由于诸多原因母方姨母遗传检测未有实施。而导致表姐残疾的遗传原因是一个9号和2号染色体水平上的变异,称为染色体间的非平衡易位(unbalanced chromosome translocation)。在得知这一情况后,Brock也进行了遗传检测, 结果表明Brock是这一位点平衡易位的携带者。本案例中的先証者是已经出生并有缺陷的小Oliver.如果个体携带的是平衡易位,这些个体通常并不表现任何临床异常,如Brock,Brock的妈妈,和Brock的舅舅,即图中所示的II2,I3和I2。而这些平衡易位的携带者均有50%的几率将这一变异传递给下一代。这些平衡易位的隐患包括可能导致流产,并且在向下一代传递是均有不同程度的风险突变为可能有像Oliver,或Brock的的表姐那样的严重致畸的非平衡易位。Brock一家的家系图谱见图一。有关染色体平衡易位和平衡易位的概念简介见后注。

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图一. Wuth 家系图谱,箭头表示患病的Oliver。

现在再回到Wuth夫妇的就诊过程。

2007年Wuth太太再次怀孕,夫妇俩为了确保自己的第二个孩子还像第一个一样健康,他们寻求了产前遗传咨询与诊断。他们向自己的妇产科医生特别强调了Brock携带有染色体平衡易位,并表明在此之前他们已经有多次流产。最后,他们表明,夫妇两个不想有一个像Brock表姐那样携带染色体非平衡易位的残疾孩子诞生。

于是,他们的妇产科医生在 Valley Medical Center(VMC) 给Wuth夫妇预约了进行绒毛膜胎儿样品取样用以鉴定染色体易位,并同时要求针对这一家庭的特殊情况进行遗传咨询。

不幸的是错误从Wuth太太被转至Valley Medical Center 就开始接二连三的发生了

首先,产前遗传诊断和咨询涉及到一个家庭的未来,关系到一个将要诞生的孩子健康与否,需要谨慎又谨慎。美国各个协会,如美国医学遗传协会(American College of Medical Genetics), 美国分子病理学协会 (Association for Molecular Pathology), 还有美国妇产科协会(American Congress of Obstetricians and Gynecologists)等等,都有相应条款和指南来严格管理产前检测。对于像Wuth夫妇这种有家族史的病人的产前检测,更应该是管理的重中之重。

但Wuth夫妇并没有得到正确的重中之重的礼遇对待。 VMC只是给他们安排了绒毛膜胎儿样品取样却没有安排对应的遗传咨询(第一个错误!)。取样后,按照美国CAP临床实验室的规定,只有专业人员才有资格给病人安排相应的检测项目并填写检测表格,以确保检测方接受到细致全面的病人背景材料。而在Wuth太太取样的当天,由于专业遗传咨询人员的缺席,当时的值班医生就擅自指定这一部分 由一个助手,一个资历并不合格的人员越俎代庖代替了(第二个错误!)。之后这个助手将填写的检测项目表格和所取绒毛膜胎儿样品送交LabCorp,来检测这一易位是否存在。尽管值班医生已经授意要提交Brock的检测报告,但助理只是在检测表格上表明了Wuth先生的家族病史为阳性, 却未把Wuth先生先前的遗传检测报告附上作为家族病史的一部分送交LabCorp(第三个错误!)。这里不得不表扬一下Wuth一家最初就诊的儿童医院遗传咨询的到位。他们明确指出这一平衡易位在遗传传递中可能变为非平衡的风险,并特别指出,荧光原位杂交(FISH)检测是最适合检测这一突变的技术手段。但在送交当天,这个助理只被值班医生特别叮嘱提交胎儿核型这一常规检测,因而也没有要求FISH这一更直接,更灵敏的检测项目(第四个错误!但这个错误是由于值班医生的疏忽导致,而非助理的责任)。过后值班医生也并没有向LabCorp确认,是否需要安排额外的遗传检测以确保无误(第五个错误!)。

Wuth一家的厄运并未随着就诊过程在VMC的结束而终结。错误还在继续。

样品被送到Labcorp后,一个缺乏产前诊断经验,还在接受培训中的技术员被安排单独做胎儿的核型检测(第六个错误!参照CAP临床实验室的Laboratory Personnel 部分和Competency Assessment 部分)。之后这个技术员并没有按照CAP临床实验室的的实验前要求来检查样品,查对病人信息(第七个错误!详见CAP 的 Pre-analytic 规则)。因此也就没有看到检测表中家史阳性的标识,也并不知道这一核型检测目的是去着重检查一个染色体易位。而没有经验的人员进行核型分析时,特别是不知道送检查目的,出现假阴性的漏检事故是十分有可能的。

这个技术员读片后认为结果是正常的,这一唯一的检测分析结果也获得了实验室主任的批准(第八,九个错误!见CAP analytic, post analytic部分和实验室 TeamLeader 的责任部分)。这一检测过程,对于一个慎之又慎的产前诊断,竟然没有安排第二个人审核结果,实验室主任在作做最后的审核批准时竟也没有询问这个家史阳性是什么意思?是什么样的家庭背景?这一产前诊断的目的是什么?这个阴性结果有无有经验的人员检查?等等一些列检测前后的错误,导致一个错误的“正常”结果就堂而皇之的反馈给了病人家庭。

于是就产生了这样一份报告,“胎儿核型分析显示,为正常男性核型(第十个,也是最不可挽回的错误!)注解:这一结果并不排除由于这一技术分辨率的限制而导致的微小染色体或先天缺陷漏检。”这里水晶想强调的一点是这一类免责性的注解在临床解读的报告中是常有的,但这并不是说有了这一注解就有了保护伞,就可以将所犯错误归之为技术缺陷。只要犯了错误,那就要为这一错误负责。之后,这一“好”消息由一个LapCorp资深人员电话告知了Wuth夫妇,“为正常男性核型,不携带染色体易位。”并将检测报告发送至Wuth太太的产科医生那里。

自此,Wuth夫妇安心等待自己的第二个健康孩子的降生。

但小Oliver的到来顷刻把Wuth夫妇的美后愿望破灭了。初生的Oliver 头颅狭小并倾斜扭转。指趾微小,手指细长而手体偏小。肌肉僵直而导致双腿无法拉直。小Oliver由于无法正常喂食进而体重迅速下降。他的诸多发育指标也远远落后。

随后证实小Oliver携带致病的非平衡染色体易位。这一缺陷带给小Oliver的是行动障碍,语言障碍,视觉障碍以及IQ70的整体脑发育滞缓。小Oliver需要终生24小时看护(见图二)。

之后Wuth夫妇开始了他们的讼诉。他们指责由于VMC 和LabCorp的疏忽,导致了他们的残疾孩子的诞生。经过长达去5年的讼诉,申诉,反申诉的漫长过程,最终,Washington Appeals Court最终裁定由Valley Medical Center 和LabCorp共同赔偿Wuth夫妇5000万美金,以供小Oliver的医疗,照顾所需。

也许,It is a good deal, isn’t it? 但有多少钱比有一个健康的孩子更重要呢?

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图二. 经接受漫长生理矫正和语言行为治疗的小Oliver,语言和行动能力均有改观,但仍需终生看护。

一个无法挽回的恶果总是有多个小错误一个个累计而成。如果其中的某次错误被敏感的捕捉,那么就不会有现在Wuth家庭的悲剧,也不会有这个巨额讼诉的产生。

让我们假设,如果,Wuth 夫妇接受了正规专业的遗传咨询服务;如果他们的送样有专业人士完成,表格有合格人员填写;如果有一个严格仔细的值班医生;当然还有,如果有一个有经验的技术人员操作检测;如果检测结果是严格按照临床检测要求审核解读。。。。。。

但结果是,这些如果都没有发生。这不得不让我们反思,这究竟是一个意外的个例,还是一个系统性的错误?如上所述,共有大大小小十余个错误在不同的时间地点发生。假设有一个错误被捕捉到,就有可能重新鉴定,给小Oliver一个正确的诊断。但这么多凌乱的错误就在这么多专业人士的审视下发生了,直至小Oliver带着最大的错误降生在这个世界上。

小Oliver今年7岁了。他不能像其他孩子一样奔跑,不能上上下下调皮的爬楼梯。他只能说几十个单词。Oliver的世界里只有他最亲近的几个家庭成员,他还不能理解更多的人。

————————

遗传诊断和咨询作为疾病诊疗过程中的关键步骤,需要临床医生,助手,实验室诊断师,技术人员,咨询师等所有环节的流畅的沟通和充分的讨论。在美国这样一个监管和质量管控很成熟的环境里仍然发生这样令人遗憾的案例,初听匪夷所思,细细分析则知,失去严格质量管控的诊疗过程导致这样的案例又是必然。这一事件在警示美国诊断界的同时,也给国内同行敲响了警钟。在全国基因诊断风起云涌的当下,在精准医学概念已经逐步切入医疗系统的历史时刻,构建一个高质量的管理和操作体系,专业正确的解读,传递遗传信息,即是立法者的责任,也是每个从业人员应当秉承的宗旨。所以,当我们面对病人,面对病人的文件,拿起病人的样品,请想一想遗传咨询和诊断带给了Wuth家庭什么,让我们谨慎再谨慎,专业再专业。


参考网络连接:

1. Wrongful Birth Lawsuit Ends in $50 Million Verdict. By Pintas & Mullins Law

Firm. http://www.medicalmalpracticelawyer.center/2015/09/wrongful-birth-

lawsuit-ends-in-50-million-verdict.html.

2. Jury awards $50 million verdict against LabCorp, Wash. hospital. By Michael

D. Abernethy / Times-News.

http://www.thetimesnews.com/article/20131213/News/312139858

3. LabCorp loses appeal in wrongful birth case, ordered to pay part of $50

million judgment. By Times-News.

http://www.thetimesnews.com/article/20150827/NEWS/150828952

4. www.courts.wa.gov/opinions/pdf/714970.pdf

后注:染色体平衡易位和染色体非平衡易位。在遗传学上,染色体易位是两条非同源染色体之间的遗传物质重组交换。这种易位重组可以是单纯的在两条染色体之间的交换而没有由此产生的遗传物质丢失或重获,这种易位叫做平衡易位。而对应的,如果这种交换导致遗传物质的丢失或获得,则成为非平衡易位。一般来是,平衡易位导致个体异常的可能性小一些。