基因组测序在罕见病诊断中的临床效用：一项针对1,452个韩国家庭的单中心研究启示

《npj Genomic Medicine》：Clinical utility of genome sequencing in rare diseases: lessons from a single-center study of 1,452 Korean families

本研究针对罕见遗传病诊断挑战，研究人员开展了基于基因组测序（GS）的大规模临床研究。结果显示，在1,452个家庭中诊断率达46.2%，其中14.6%的确诊依赖于GS特异性检测结构变异（SV）和非编码变异。研究发现家族性GS诊断率高于单例检测（48.5% vs. 41.5%），18.5%的确诊病例因此改变临床管理。该研究证实GS可作为一线诊断工具，尤其在非西方人群中具有重要价值。

　　

在遗传医学领域，罕见病犹如散落的拼图碎片，每年仍有数百种新疾病基因被发现。尽管二代测序（NGS）技术已将诊断率提升至20%-60%，但仍有大量患者深陷"诊断奥德赛"的困境。传统外显子组测序（ES）存在先天盲区——它对结构变异（SV）、深度内含子突变和非编码区域的致病变异束手无策。这种局限性在非西方人群中尤为突出，因为现有基因数据库大多基于欧洲血统人群。正是为了打破这一僵局，来自首尔国立大学医院的研究团队开展了这项迄今规模最大的韩国家族基因组测序研究，成果近期发表于《npj Genomic Medicine》。

研究团队采用多重技术路线：收集3,317名参与者（1,452个家庭）的临床资料并采用人类表型本体（HPO）进行标准化表型标注；使用Illumina NovaSeq 6000平台进行全基因组测序（GS），平均测序深度达30×；通过GATK、MANTA等工具检测单核苷酸变异（SNV）、插入缺失（indel）、拷贝数变异（CNV）和结构变异；运用ExpansionHunter分析45个疾病相关基因的短串联重复（STR）扩展；并利用纳米孔Cas9靶向测序（nCATS）技术验证STR扩展。所有变异均遵循ACMG/AMP指南进行解读，并通过表型相似性评分强化基因型-表型关联。

Demographic profile and molecular diagnosis

研究队列涵盖16类疾病，神经发育障碍（47.5%）和神经肌肉疾病（13.6%）占比最高。GS总体诊断率达46.2%（672/1,452），其中家族性检测（ trio/duo）显著优于单例检测（48.5% vs. 41.5%）。疾病亚组分析显示，神经肌肉疾病诊断率最高（62.4%），而听力障碍（20.0%）和免疫性疾病（22.0%）较低。值得注意的是，73.4%的患者曾接受过ES或Panel检测，但GS仍带来44.9%的诊断提升。

Genetic distribution and properties of diagnosed variants

确诊病例涉及462种疾病，常染色体显性遗传占主导（60.5%）。de novo变异占比高达43.1%。变异类型分析显示，78.7%为SNV/indel，但GS特异性变异（非编码区、复杂结构变异、STR扩展）贡献了14.6%的诊断，其中9例需长读长测序验证。小核RNA（snRNA）基因变异尤为突出，RNU4-2（9例）、RNU2-2P（4例）变异在神经发育障碍中检出频率仅次于MECP2。

Time-dependent diagnostic yield: highlighting the need for reanalysis

基因发现时序分析揭示：若仅基于2010年前的知识，仅能诊断60%的病例，而2020年后新发现基因（如RYBP、DNAJA3）贡献了7.5%的诊断增量，凸显数据定期重新分析的重要性。

Clinical utility of genome sequencing in guiding therapeutic decisions

18.5%的确诊病例（124/672）因此改变治疗方案，其中14例脊髓性肌萎缩症（SMA）患者得以启动疾病修饰治疗。精准分型还为神经纤维瘤病Ⅰ型患者使用司美替尼（selumetinib）等靶向治疗提供依据。

Emerging genetic disorders: representative clinical cases

研究报道了RYBP相关神经发育障碍（2例新型变异）、DNAJA3相关多发性神经病（复合杂合变异）和CAMK2D相关扩张型心肌病（母系遗传）等新发疾病案例，拓展了相关基因的临床谱系。

这项研究有力论证了GS作为一线诊断工具的双重优势：一方面通过检测全谱变异类型将诊断率提升至46.2%，另一方面通过发现snRNA基因变异等新型机制拓宽认知边界。更值得关注的是，家族性测序仅带来3.5%的增量收益，提示单例GS在成本效益方面的实用性。随着RYBP、DNAJA3等新基因的不断涌现，定期数据重新分析将成为提升诊断率的关键策略。该研究为非西方人群罕见病诊断建立了新范式，证明GS不仅能破解诊断难题，更能通过指导SMA基因治疗等精准干预，真正实现"诊断即治疗"的转化医学愿景。