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罕见病日| 关注罕见病基因诊断技术及市场!

2021-3-1 10:31| 编辑: 归去来兮| 查看: 1882| 评论: 0|来源: IVD从业者网 | 作者:锁炎

摘要: 2月28日是第14个“国际罕见病日”。罕见病是一类发病率和患病率极低的疾病。据不完全统计,我国罕见病患者超过2000万人,每年新出生罕见病患者达20万。罕见病包括戈谢病、庞贝病、黏多糖症、结节硬化症等众多的先天 ...

2月28日是第14个“国际罕见病日”。罕见病是一类发病率和患病率极低的疾病。据不完全统计,我国罕见病患者超过2000万人,每年新出生罕见病患者达20万。

罕见病包括戈谢病、庞贝病、黏多糖症、结节硬化症等众多的先天性疾病和遗传代谢病。多数罕见病是慢性严重性疾病,通常会危及生命。约有80%的罕见病是由遗传缺陷引起,目前国际上已发现7000多种罕见病,大约占人类疾病种类的10%, 而且50%是儿童。据调查显示,平均一个罕见病诊断的时间需要4年多。


罕见病的诊断和基因检测




基因检测技术是明确诊断罕见病的重要方法。染色体组、染色体、基因和碱基等不同水平的变异均可致病。经典的基因检测方法,如染色体核型分析、荧光原位杂交(FISH)、微阵列比较基因组杂交(aCGH)、多重连接依赖的探针扩增(MLPA等。

基因测序是20世纪70年代建立的一项重要技术,最早由Sanger等提出。Sanger测序技术的诞生很好地弥补了经典的细胞遗传学检测方法的不足,目前已有的技术不仅包括Sanger测序技术,还有二代测序、三代测序等新技术的不断加入,为罕见病的诊断提供了非常好的工具。





01

二代测序技术


 为了解决Sanger测序耗时和费用高的问题,逐渐演化出高通量二代测序技术,根据测序目的不同,二代测序技术可分为基因组测序、转录组测序和染色质免疫沉淀-测序(ChIP-seq)。基因组测序又有全基因组测序(WGS)、全外显子组测序(WES)、单细胞基因组测序、扩增子测序等。


与传统基因检测方法相比,基于二代测序方法的诊断试验不受遗传方式的影响,测序结果不仅能够提供给我们致病基因的位置信息,还提供了致病突变的类型等重要信息。近几年来,二代测序技术凭借其精准高效的特点迅速崛起,成为了目前辅助诊断罕见病的重要方法之一。


WGS是利用二代测序技术获得全基因组的序列信息。其对于单碱基变异、剪切位点突变、内含子变异、多拷贝数变异的识别较其他基因测序技术更为有效。WGS的应用范围也会更广,尤其对于可能涉及内含子突变的疾病。


RNA 测序。RNA测序不仅可用于诊断某些致病机理涉及特定RNA的罕见病,还可识别剪切位点变异导至的蛋白质转录水平异常引起的罕见病。


02

三代测序技术

 

虽然二代测序已经凭借其高效、经济且结果准确性的特性得到广泛的应用,但技术和设备上的要求较高也是其痛点之一。三代测序的出现有望打破该限制。与二代测序不同,三代测序舍弃了容易产生误差的样本扩增步骤,实现了对单个DNA分子的测序,测量结果可即刻导出,将测序时间从几天进一步缩短至几小时甚至几分钟,是比二代测序更加快速、高效的测序方法。


03

蛋白质检测技术


 事实上,并非所有罕见病均可找到明确的致病基因。因此,特征性的生物标记物对部分罕见病的诊断有着重要意义。传统的生物标记物可以是蛋白、脂质、多肽等,其中蛋白质作为人体内重要的功能分子在很多疾病中扮演着重要角色,因此许多经典的蛋白质检测技术也是疾病诊断的重要方法,对发病机制较明确的罕见病的诊断同样适用。


04

蛋白质组学


 虽然经典的蛋白质检测技术在临床疾病的诊断中占据重要地位,但对于机制复杂或尚不清楚的罕见病,这些经典的蛋白质检测技术就显得效率不足,难以满足诊断需求。蛋白质组学的发展使得某些常规技术无法检测的微量蛋白可以通过新的方法测得,某些以前诊断困难的罕见病也能够得到诊断,对研究和诊断罕见病意义重大。目前蛋白质组学的检测技术主要以质谱法和基于亲和力的蛋白分析法为基础,已经在部分罕见病的诊断中表现出突出的优势。

05

代谢组学

   

代谢组学是系统化地研究生化反应产生的小分子(<1500 Da)代谢产物的一种方法。利用代谢组学的方法可以实时监测细胞通路,反映出细胞、组织甚至器官的代谢状态,代谢产物的研究还能够提示疾病隐藏的生化机制,为一些罕见遗传代谢病的诊断提供新思路。此外,还有用核磁共振光谱来检测代谢产物的方法。无论质谱法还是核磁共振光谱法,在单独用于非靶向性代谢组学时均存在较大的误差,因此在有大量待测代谢物时可能同时采用两种方法更佳。



罕见病诊断/筛查市场




 从临床需求的角度来看,罕见病遗传病诊断的刚需市场可以分为以下两大块:

  • 对于现症患者,需要确诊才能进行有效的治疗
  • 对于患者家庭来说,往往会想再生一个健康的孩子,这时候往往需要借助于试管婴儿。出于生育指导的需求,会衍生出3个市场:携带者筛查市场(有时候,父母携带者筛查,在给患儿确诊时,就已经做了)、胚胎植入前诊断/筛查市场、产前诊断市场。

随着大家对优生优育的意识增强,产前筛查和新生儿筛查的市场也进入了蓬勃发展期。



罕见病诊断当前面临的问题




01

罕见病病原的多样性


尽管越来越多的致病基因被揭示出来,但是仍然有很多是未知的,因此在基因检测的方向性上就存在一定的争议,仅仅根据基因检测结果来诊断依旧存在不确定性,往往还要辅助其检查,比如说影像学和电生理检查及其质量、血液生化检测等等

02

检测报告的解读差异


国内很多家第三方检测机构都开展了相关的罕见病基因检测项目,但不同的机构水平参差不齐,实验流程各自不同,无法实现标准化,不同实验室的检测缺乏可比性,这就导至对于结果的质控和解读会出现一定的差异;一方面并不是所有的突变都是致病的(无义突变),另一方面表型和基因型之间存在差异颇为常见。

03

罕见病基因检测的收费与伦理问题


罕见病基因检测多使用基因测序的方法,整体成本比较高,目前收费在2000-8000元不等,致病基因的结构不同,检测突变的类型不同,每个基因的外显子数量不同,某一种临床表型需要检测的致病基因的数量也不同......,这就导至基因测序不能向其他项目一样作为一个普适性的项目,广泛开展。

从检测方面来看,罕见病的诊断多为产前检测,此时需要用到的标本类型越接近婴儿理论上准确度越高,但这就涉及到取样风险的问题,产生医患纠纷也是常有的事,比如之前国内某测序公司缺陷婴儿事件。

参考资料:IVD从业者网、科技导报、生物制品圈等


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