全基因组测序在儿童发育迟缓/智力障碍病因诊断中的临床应用价值分析

《BMC Medical Genomics》：Clinical use of whole-genome sequencing in children with developmental delay or intellectual disability

本研究针对发育迟缓/智力障碍（DD/ID）病因诊断困难的临床挑战，通过回顾性分析115例不明原因DD/ID患儿的全基因组测序（WGS）数据，发现WGS可有效识别致病性变异（诊断率达28.7%），其中拷贝数变异（CNV）检测贡献了7.8%的诊断增量。研究证实早期诊断年龄与WGS阳性率显著相关（p=0.045），为DD/ID的精准诊疗和遗传咨询提供了重要依据。

　　

在全球范围内，发育迟缓（Developmental Delay, DD）和智力障碍（Intellectual Disability, ID）是儿童神经发育障碍中的典型表现，其患病率高达1%-3%。这类疾病具有高度的临床和遗传异质性，常与自闭症谱系障碍、注意力缺陷多动障碍等共病，导致病因诊断困难重重。据统计，约50%的不明原因DD/ID病例与遗传因素相关，其中中重度病例的遗传病因占比可达70%以上。目前已有超过1000个基因被证实与DD/ID相关，但随着二代测序（Next-Generation Sequencing, NGS）技术的发展，诊断范式已从传统的拷贝数变异测序（CNV-seq）逐步转向覆盖更全面的全基因组测序（Whole-Genome Sequencing, WGS）。WGS能够检测全基因组范围内的单核苷酸变异、小片段插入/缺失、结构变异以及非编码区变异，且测序覆盖均一性优于全外显子测序（Whole-Exome Sequencing, WES），在GC富集区域表现尤佳。随着成本下降和数据分析周期缩短，WGS在临床中的应用日益广泛，其诊断率较传统方法可提升十倍以上，为患儿家庭提供更准确的遗传咨询和管理方案。

为评估WGS在DD/ID遗传诊断中的实际效果，安徽省儿童医院康复科的研究团队开展了一项回顾性研究，纳入了2022年8月至2024年4月期间收治的115例不明原因DD/ID患儿（年龄1个月至16岁）。所有患儿均接受了系统的临床评估，包括出生史、神经系统检查、家族史调查及相关辅助检查（如脑磁共振成像、脑电图等）。在排除表型驱动的靶向基因检测后，研究人员对患儿进行了WGS检测，并依据美国医学遗传学与基因组学学会（ACMG）指南对变异进行致病性分类。

本研究主要采用全基因组测序技术，对患儿外周血样本进行DNA提取、文库构建和双端测序，数据比对至GRCh38/hg38参考基因组，通过GATK等工具进行变异检测和注释，并利用多种数据库和预测软件评估变异致病性。统计方法采用SPSS软件进行组间比较。

WGS检测到的致病性变异谱系

在115例患儿中，WGS共检出33例致病性或可能致病性单核苷酸变异及小片段插入/缺失，其中22例为确诊病例，11例为携带者。变异类型以常染色体显性（48.48%）和常染色体隐性（30.30%）为主，X连锁遗传占12.12%。在24个进行家系验证的病例中，14例为新生突变，其余为父母来源的遗传性变异。此外，WGS还识别出13例拷贝数变异（CNV），其中9例为致病性，2例为可能致病性，CNV大小介于5.58 kb至19.81 Mb之间，涉及1-62个蛋白编码基因。这些CNV中包括已知综合征相关区域（如5p15.33-p14.3缺失导致的Cri-du-chat综合征）以及新发现的可能致病区域。

临床特征与WGS诊断率的相关性

分析显示，患儿性别、分娩方式、胎龄、出生体重、围产期并发症（缺氧、黄疸）、家族史、合并症状、肌力肌张力、脑影像及脑电图结果与WGS阳性率无显著相关性。然而，诊断时的年龄与WGS阳性率呈负相关（p=0.045），提示早期进行遗传检测有助于提高病因诊断效率。

本研究证实了WGS在儿童DD/ID遗传诊断中的重要价值，其整体诊断率为28.7%，其中CNV分析贡献了7.8%的诊断增量。与既往研究相比，该诊断率相对较低，可能与研究人群表型范围、变异解读标准严格性及三全测序比例较低有关。值得注意的是，WGS不仅能够检测点突变和CNV，还具备发现非编码区变异的潜力，尽管本研究未涉及后者，但随着注释工具的完善，其诊断率有望进一步提升。此外，约60.61%的致病性变异为新生突变，凸显了三全测序在明确变异来源和致病性中的优势。

在临床实践方面，WGS结果为患儿家庭提供了明确的病因诊断，有助于预后评估、早期干预和遗传咨询。特别是在经济欠发达地区，公益基金或慈善项目的支持可缓解WGS的成本压力，促进其临床应用。未来需通过多中心、多样本量的研究进一步验证WGS在DD/ID诊断中的效能，并探索其在新基因发现和个体化医疗中的潜力。

综上所述，WGS作为一种全面、高效的遗传诊断工具，能够显著提升DD/ID的病因诊断率，尤其适用于早期发病、表型复杂的患儿。随着测序技术和生物信息学方法的持续进步，WGS有望在临床遗传学中发挥更重要的作用，为患儿及其家庭带来更精准的医学服务。