《Genome Medicine》：A nationwide prospective randomized trial for diagnosing developmental disorders demonstrates genome sequencing outperforms standard of care
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背景：外显子测序（exome sequencing, ES）或全基因组测序（genome sequencing, GS）被推荐作为发育障碍（developmental disorders, DD）患者的一线或二线分子检测，但GS的临床效用仍存在争议。方法：这项
背景：外显子测序（exome sequencing, ES）或全基因组测序（genome sequencing, GS）被推荐作为发育障碍（developmental disorders, DD）患者的一线或二线分子检测，但GS的临床效用仍存在争议。方法：这项涉及比利时全部人类遗传中心的前瞻性随机试验，将标准治疗（standard of care, SoC，联合ES与染色体微阵列分析 chromosomal microarray analysis, CMA 或浅层全基因组测序 shallow GS, sGS）与GS进行比较，对象为567名病因未明的DD个体；该研究为回顾性注册。结果：GS的诊断率为39.8%（113/284），SoC为30%（85/283）（p = 0.015），主要由于单核苷酸变异（single nucleotide variants, SNV）和插入缺失（indels）检出增加（+8.7%）；GS还检出了3个非编码（潜在）致病性变异。两组中女性诊断率45.5%（97/213）高于男性28.5%（101/354）（p < 0.001）。校正性别分布与分析差异后，GS与SoC诊断率差缩小为7.3%（p = 0.069）。de novo变异占23.6%。常染色体显性（autosomal dominant, AD）表型相关基因的遗传性变异对诊断率贡献为3.9%，高于X连锁（X-linked, XL）变异（1.9%），与常染色体隐性（autosomal recessive, AR）变异（4.1%）相近。结论：该全国研究表明，在去中心化医院环境与表型明确队列中，GS用于DD诊断优于SoC；结果也强调在DD基因组分析中评估AD遗传性变异的重要性。试验注册：ClinicalTrials.gov（NCT07051213，2025-07-03）。
研究背景方面，发育障碍（developmental disorders, DD）以认知、运动与体格发育早发起病为特征，常伴智力障碍（intellectual disability, ID）和/或先天性异常（congenital anomalies, CA）。ES或GS已被推荐用于ID/CA患者，但GS是否应替代标准治疗（standard of care, SoC）仍无定论。既往Meta分析与小样本研究对ES与GS诊断率差异结论不一，且多数比较依赖集中化参考实验室，少有针对DD的随机对照试验（randomized controlled trial, RCT），也缺乏去中心化常规临床场景证据。因此，研究人员开展比利时全国多中心前瞻性RCT，即BeSolveRD试验，在真实临床环境中比较SoC（ES联合CMA/sGS）与GS对DD患者的分子诊断价值。
该论文发表于《Genome Medicine》。研究人员通过八家人类遗传中心纳入567名先证者，采用区组随机化分配至SoC臂（n=283）与GS臂（n=284），并进行trio分析；结论是临床级GS在DD诊断中优于SoC，诊断率绝对提升约7.3%至9.8%，且可在去中心化医疗系统中实施，同时提示应把常染色体显性（autosomal dominant, AD）遗传变异纳入常规分析。
关键技术方法上，研究人员从比利时八家人类遗传中心招募符合中重度ID、畸形特征、CA等纳入标准的先证者及其父母，形成trio队列；SoC臂采用各中心已验证的ES联合CMA或sGS流程，GS臂由五家中心完成建库与Illumina NovaSeq6000测序、八家中心按统一框架解读；研究前用GIAB样本HG001/HG002开展实验室间环试验验证SNV/indel呼叫性能；GS阴性样本再用Emedgene软件统一复分析非编码区、短串联重复（short tandem repeats, STR）与结构变异（structural variants, SV）；变异按ACMG/ACGS指南分类，诊断率比较采用带偏度校正的score方法，并对性别分布等混杂因素做logistic回归校正。
研究结果如下。
研究队列特征：研究人员纳入567名先证者，男性353名、女性214名，两臂人口学与适应证分布均衡；多数既往已做过CMA/sGS且结果为阴性，因此该队列主要反映出生一月以上DD个体的诊断场景。
诊断率比较：在仅评估de novo、XL、AR变异时，SoC确定诊断为26.9%（76/283），GS为35.2%（100/284），差异8.4%（p=0.032）；加入AD遗传变异分析后，GS确定诊断达39.8%（113/284），SoC为30%（85/283），差异9.8%（p=0.015）。结果表明GS增量主要来自动码SNV/indel更均匀覆盖与更敏感呼叫，而非单纯非编码或SV检出。
遗传性变异分析：研究人员额外评估AD表型相关基因遗传变异，发现SoC臂9例、GS臂13例，占所有确定诊断11%；de novo变异贡献23.6%，AR为4.1%，XL仅1.9%。结论为AD遗传变异在DD中贡献接近AR、约为XL两倍，即使父母无症状也应纳入标准分析。
GS的增量价值：GS比SoC多检出移码indel、MEF2C 5'UTR SNV、FMR1启动子STR扩张、未被原基因包覆盖的INTS11/NKX6-2/H3F3A变异等；SV/非整倍体增量较小（+1.0%）。说明GS增量主要来自外显子区SNV/indel召回改善，并偶发非编码与STR诊断。
讨论部分总结：研究人员指出，GS在去中心化医院环境可实现临床级应用，增量与近期大样本ES阴性后GS研究相近；ES捕获不均、低同源区域表示不足可能使部分致病变异在ES被低估，而AI驱动解读与统一复分析也贡献部分增量。CNV在既往CMA阴性队列中被低估，若GS作为一线检测，CNV/STR/SV综合价值会更高。文章强调GS可把SNV/indel、CNV、SV、STR合并为单检，利于再分析、缩短诊断路径；但短读长GS对重复区、甲基化、嵌合变异仍有局限，长读长技术尚难普及。AD遗传变异、女性诊断率更高、孤独症表型较低诊断率等发现，提示未来应匹配性别、扩展解读范围并重视家系风险。
结论部分翻译：该研究结果提供有力证据，证明临床级GS在ID/CA患者中具有附加价值，与当前SoC相比诊断率提高7.3%，强力支持将GS作为一线诊断检测。随着对非编码变异认识加深，以及专为SV（尤其是倒位与复杂重排）检测开发的工具落地，研究人员预计诊断率会进一步提升。
