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在神经发育障碍（NDDs）遗传病因不明、变异解读困难的背景下，研究人员整合定量蛋白质组学、RNA 测序和外显子组重分析开展研究。结果使 32% 的患者得到诊断，表明该方法可提高 NDDs 诊断率，助力罕见病诊疗。
在医学研究的长河中，神经系统疾病一直是困扰人类健康的难题，尤其是神经发育障碍（NDDs）。这类疾病会导致患者在认知、运动、行为、交流和社交能力等方面出现发育缺陷，严重影响患者的生活质量 。尽管下一代测序技术让我们对罕见和难以诊断的神经系统疾病的基因组有了更深入的了解，但仍有大量患者无法得到明确诊断。这是因为目前的基因检测方法会产生大量意义不明的变异（VUS），这些变异难以确定其致病性，成为精准诊断路上的 “绊脚石”。此外，非欧洲人群由于缺乏相关等位基因频率数据，VUS 的解读更加困难。为了解决这些问题，香港大学的研究人员开展了一项极具意义的研究，相关成果发表在《npj Genomic Medicine》上。
研究人员为了提高 NDDs 的诊断率，解决 VUS 的解读难题，采用了一种创新的方法。他们整合了定量液相色谱 - 质谱蛋白质组学（LC-MS）、RNA 测序（RNA-seq）和外显子组重分析，运用 PROTRIDER 和 DROP 软件分别检测蛋白质异常值和 RNA 异常值 。研究样本来自 34 名未确诊的 NDDs 患者的皮肤成纤维细胞，同时设置了相应的对照组。
研究结果令人振奋：
- 患者基本信息及检测情况：34 名患者中，男女比例为 22:12，年龄在 3 个月至 39 岁之间。他们在疾病发作后接受了大量临床检查和基因检测，但仍未明确病因。通过 RNA-seq 和蛋白质组学分析，在患者和对照组的成纤维细胞样本中检测到 17,163 个基因和 7278 种蛋白质。
- 诊断成果：经过研究，11 名患者（32%）得到了诊断。其中，5 名患者（15%）的遗传缺陷是通过 RNA-seq 和蛋白质组学检测到的异常 RNA 或蛋白质表型发现的 。例如，在 SF185 患者中，MSTO1 基因的错义变异导致了单等位基因表达失衡，进而发现了剪接区域变异；SF269 患者中，SHMT2 基因的蛋白质强度显著降低，重新确定了两个复合杂合错义变异的致病性 。另外 6 名患者则是通过外显子组重分析，结合更新的数据库和文献确定了致病基因。
研究结论和讨论部分指出，该研究利用多组学方法结合外显子组重分析，有效提高了神经系统疾病的诊断能力。RNA-seq 能够通过表达异常值定位候选基因，检测 RNA 特征，发现非编码区域的变化。蛋白质组学则可以为仅影响蛋白质稳定性而不影响 RNA 表型的变异提供功能证据，帮助检测之前未被优先考虑的变异 。虽然目前蛋白质组学在变异分类中的应用还面临挑战，如 ACMG 指南尚未确立其在变异分类中的使用标准，但随着多组学技术成本的降低和应用的普及，其在罕见病诊断、疾病机制研究和精准治疗方面具有巨大潜力。该研究为未来多组学在临床诊断中的应用奠定了坚实基础，有望推动精准医学的发展，让更多罕见病患者受益。
研究人员开展这项研究主要用到的关键技术方法有：首先，从患者皮肤活检获取成纤维细胞，用于 RNA 和蛋白质提取；然后进行 RNA-seq 和基于 LC-MS 的定量蛋白质组学分析；利用 DROP 检测异常 RNA，PROTRIDER 检测异常蛋白质；最后通过外显子组重分析，结合最新数据库和手动注释，解读变异的致病性。
