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临床外显子组测序在868例神经发育障碍患儿中的诊断效能分析:表型特征与分子诊断率的深度关联研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月30日 来源:European Journal of Medical Genetics 1.6
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本研究针对神经发育障碍(NDD)患者基因检测诊断率差异大的临床难题,通过868例儿童队列的深度表型分析,揭示ID/GDD患者诊断率显著高于ASD患者(34%/32% vs 16%),并首次系统证实女性性别、轻微畸形特征和综合征表型是提高诊断率的关键因素,为临床遗传检测策略制定提供了重要循证依据。
神经发育障碍(Neurodevelopmental Disorders, NDD)是影响全球约1/6儿童的重大健康问题,表现为智力障碍(Intellectual Disability, ID)、自闭症谱系障碍(Autism Spectrum Disorder, ASD)和癫痫等复杂症状。尽管二代测序技术(NGS)已成为NDD诊断的一线工具,但临床上面临着诊断率波动大(20%-34%)、表型-基因型关联不明确等挑战,特别是ASD患者的低诊断率(仅16%)与高临床需求形成鲜明对比。
比利时布鲁塞尔Erasme医院等机构的研究团队在《European Journal of Medical Genetics》发表重要研究,通过对2016-2021年间868例NDD患儿的临床外显子组测序数据进行多维度分析,首次系统揭示了不同表型特征对分子诊断率的影响规律。研究采用深度表型分型策略,结合人类表型本体(HPO)标准化术语体系,建立了目前最全面的NDD表型-诊断率关联图谱。
关键技术方法包括:1) 基于3638-4867个孟德尔疾病基因的动态更新捕获panel设计;2) 平均覆盖深度250-300×的高质量临床外显子测序;3) 对438例阴性病例进行CoNVaDING算法驱动的CNV检测;4) 牛津纳米孔长读长测序(ONT)验证关键CNV;5) 采用HPO术语系统实现表型标准化分类。
主要研究发现:
总体诊断率与表型特征
在868例NDD患儿中总体诊断率达27%,其中ID患者诊断率显著高于非ID患者(34% vs 25%),GDD患者为27%,而孤立性语言延迟仅14%。ASD患者诊断率最低(16%),特别是19例孤立性ASD病例全部未获诊断。
性别与遗传模式差异
女性诊断率显著高于男性(36.8% vs 21.5%),X连锁新生变异在女性中更常见(10% vs 2.6%)。157例确诊变异中以常染色体显性(AD)为主(66%),其中75%为新生变异。
表型复杂度的诊断价值
具有13个以上HPO术语的患者诊断率达45%,显著高于单一表型患者(11%)。眼耳异常(44%)、肢体畸形(42%)等表型与高诊断率显著相关。综合征患者诊断率是非综合征者的2倍(43% vs 22%)。
CNV检测的增量价值
在aCGH阴性病例中,NGS-based CNV检测新增1.5%诊断率,通过ONT成功验证了包括TBCK基因复合杂合变异在内的7个致病性CNV。
讨论与意义:
该研究首次证实临床外显子测序在NDD诊断中可达到与全外显子组测序(WES)相当的效能,同时揭示了三个关键临床启示:1) ID/GDD应作为优先检测指征;2) 女性患者和伴有轻微畸形特征的综合征表型预示更高诊断可能;3) ASD特别是孤立性亚型的遗传检测需谨慎评估成本效益。
研究创新性体现在:1) 开发了动态更新的"孟德尔组"(mendeliome)捕获策略,确保基因覆盖的时效性;2) 通过HPO术语系统实现了表型量化分析;3) 整合ONT长读长测序解决了CNV临床解读难题。这些发现为优化NDD分子诊断路径提供了循证依据,对减少"诊断奥德赛"、指导遗传咨询具有重要意义。未来研究需进一步探索女性保护效应的分子机制,并开发整合多组学数据的ASD分层诊断模型。
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