危重病人，特别是儿童，往往可能患有需要快速诊断的潜在遗传疾病。快速（<10天）和超快速（< 3-5天）基因组检测具有指导临床管理、提供治疗选择、改善预后的潜力。标准的基因检测虽然全面，但需要几周的周转时间（TAT），并且通常需要多次测试，无法满足重症监护室（ICU）数日内需做出临床决策的迫切需求。纳米孔长读长基因组测序（LR-GS）不仅能够检测单核苷酸变异，还能够检测结构变异、DNA甲基化、重复扩增和线粒体DNA变异。因此，LR-GS提供了一种"一站式"解决方案，可在数天内提供全基因组结果，填补了当前临床实践中的关键空白。 近日，荷兰鹿特丹伊拉斯姆斯医学中心在杂志European Journal of Human Genetics上发表了一篇题为“Nanopore long-read sequencing for the critically ill facilitates ultrarapid diagnostics and urgent clinical decision making”的文章。作者评估了超快速LR-GS测序在重症监护病房中的临床应用，将LR-GS与标准快速基因组护理进行了比较，标志着超快速LR-GS首次整合到标准诊断中。这种方法显著减少了检测时间，可改善临床管理，指导个性化护理，并能够检测各种遗传和表观遗传变异类型，同时减少每位患者所需的检测次数。
图片来源：European Journal of Human Genetics 主要内容 （超）快速长读基因组测序的诊断 作者在Erasmus MC ICU纳入了26例ICU危重症患者（中位年龄2个月，儿童23例，青年3例），在标准基因组基础上并行开展（超）快速纳米孔LR-GS，并比较了两种方法的周转时间、诊断率和对临床决策的影响。结果显示，LR-GS对26名参与者中的11人进行了遗传诊断（42%）。从收到样本到得出结果的平均时间，LR-GS为5.3天（下图C），显著快于标准基因组检测（18.4天）。超快速LR-GS是单一检测，而标准基因组护理平均每位患者需要1.9项检测。
LR-GS和标准护理基因检测的比较 图片来源：European Journal of Human Genetics 超快速长读基因组测序可识别不同的 DNA变异类型 LR-GS具有多维度的变异检测能力，成功识别了单核苷酸变异（SNV）、插入缺失（indel）、拷贝数变异（CNV）、线粒体DNA变异和DNA甲基化异常，还以单次检测为疾病的诊断提供了额外的信息（如下图）。比如在病例10中，LR-GS通过单样本数据直接定相PLA2G6基因复合杂合致病变异，确诊PLA2G6相关神经退行性疾病（图a）。病例4中检测到致病异质性（70%）线粒体DNA变异（m.8344A>G），诊断MERRF综合征（图b）。病例1中，通过DNA甲基化特征在48小时内优先识别了CHARGE综合征，指导靶向分析（图C）。病例3通过15q11.2q13缺失区域的甲基化信息，直接确认父系等位基因缺失，诊断Prader-Willi综合征（图d）。
纳米孔长读长基因组测序的诊断发现 图片来源：European Journal of Human Genetics 超快速长读基因组测序对临床决策的影响 通过LR-GS确定遗传诊断的个体中，其中有7人（64%)，他们的临床管理和/或治疗方法得到了即时调整。在三个案例中，及时调整了药物。病例4为MERRF综合征，避免使用线粒体毒性药物。病例15患有生物素-硫胺素反应性基底神经节疾病，启动生物素+硫胺素治疗以防止进一步恶化（图B）。在两个病例中，实现了靶向治疗。比如病例6确诊后立即启动地塞米松、甲氨蝶呤等治疗噬血细胞性淋巴组织细胞增生症，随后接受造血干细胞移植(HSCT)治疗（图C）。在两个病例中，病例5和13因预后不良经姑息治疗团队讨论后停止治疗。 为了系统地评估LR-GS对临床决策的影响，作者将C-GUIDE应用于每个病例，总C-GUIDE评分中位数为5.5 。在遗传诊断的病例中，中位数为21.0，反映了LR-GS对诊断解析、临床管理和患者护理有实质性贡献。
超快速长读长基因组测序的诊断流程时间线及其临床影响 图片来源：European Journal of Human Genetics 总结与讨论 本研究证明了（超）快速基因检测的可行性和临床应用，提供DNA变异和甲基化分析，用于诊断危重患者。这种方法通过显著减少TATs改善临床管理，指导个性化护理，并能够检测各种遗传和表观遗传变异类型，同时减少每位患者所需的检测次数。 虽然目前LR-GS测序成本仍高于短读长测序，但LR-GS可通过减少额外检测产生更广泛经济效益。随着DNA甲基化特征数据库的扩展和碱基识别算法的改进，未来LR-GS在急症环境中的诊断效能和周转时间有望进一步提升。总的来说，该技术通过整合DNA变异和甲基化分析，显著提升了对危重症患者的精准诊疗能力，为基因组医学在急症护理中的标准化应用提供了重要实践范例。 |
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