《Current Issues in Molecular Biology》：Whole-Exome Sequencing in Multiple Sclerosis: A Systematic Review of Candidate Genes, Replication and Evidence Strength
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全外显子组测序（whole-exome sequencing，WES）已被用于研究多发性硬化（multiple sclerosis，MS）中的罕见变异，特别是在多发家系和特定临床队列中。本系统综述考察了候选发现、重复验证、参与者重叠以及易感性、孟德尔因果关系与
全外显子组测序（whole-exome sequencing，WES）已被用于研究多发性硬化（multiple sclerosis，MS）中的罕见变异，特别是在多发家系和特定临床队列中。本系统综述考察了候选发现、重复验证、参与者重叠以及易感性、孟德尔因果关系与诊断模拟之间的区分。共纳入36篇发表于2011年至2026年间的报告，通过数据库和引文检索、补充性Embase检索以及在修订期间的资格重新评估确定。基于家系的研究提名了生物学上合理的基因和通路，但独立确认有限。随访研究对若干重要主张提出了挑战，包括高外显率NR1H3的因果作用以及最初的CYP27B1关联。易感性等位基因、病程修饰因子、基因集负荷和替代诊断需要不同的解释框架；孟德尔基因有效性分级不能作为通用尺度。较大规模的研究在其测试的人群、基因和结局中提供了重要的阴性证据，但并不排除所有罕见变异对MS的贡献。现有证据并未确立典型MS的高外显率单基因解释。然而，基因组检测可能在选定的非典型表现中识别出替代性遗传性疾病。异质性设计、不完整的重复验证和参与者重叠限制了推断的强度。未来研究应优先考虑独立重复验证、祖先意识分析、透明的变异水平结果以及与疾病相关的功能验证。
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引言
多发性硬化（multiple sclerosis，MS）是一种慢性免疫介导的中枢神经系统脱髓鞘疾病，也是年轻成人非创伤性神经功能障碍的主要原因。其病因是多因素的，整合了环境暴露、免疫失调和遗传易感性。家族聚集性、双胞胎研究和群体遗传学支持显著的遗传成分，尽管MS通常不作为经典的孟德尔疾病遗传。全基因组关联研究（genome-wide association studies，GWAS）已改变了人们对MS遗传学的理解。最大的国际研究涉及外周免疫细胞和小胶质细胞，并识别出超过200个易感信号，主要由HLA-DRB1 * 15:01和多个非主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC）位点主导。然而，GWAS针对常见变异进行了优化，不太能够检测在单个家系或奠基者人群中分离的罕见、效应较大的编码变异。一项针对低频编码变异的大型外显子组芯片研究分析了32,367例病例和36,012例对照，表明该频率范围内的变异可影响MS风险。全外显子组测序（whole-exome sequencing，WES）捕获了整个基因组中的蛋白质编码区和剪接邻近变异。在MS中，WES主要应用于多发家系、近亲结婚家系、奠基者人群和选定病例系列，在这些群体中罕见有害变异可能富集。该领域始于单一家系和候选基因发现研究，并逐渐转向更大的多发家系队列、基于基因的负荷分析以及更近期的整合基因组-转录组方法和大型临床队列外显子组研究。这种演变很重要，因为MS在遗传上是异质的：同一基因可能在不同家系中受到不同罕见变异的影响，而单个变异可能表现出不完全外显率或仅仅在更广泛的多基因背景下改变风险。WES发现在MS中的解释具有挑战性。在一个家系内的共分离可以产生令人信服的生物学叙述，但它可能无法经受与大型群体参考数据库或独立病例-对照队列的比较。NR1H3 p.Arg415Gln的例子说明了这种紧张关系：一个最初引人注目的家系主张随后遭到反驳分析，认为其群体频率与高外显率因果效应不相容。相反，一些WES提名的基因即使没有单个变异是决定性的，也可能仍然有价值，因为它们突出了诸如炎症小体激活、嘌呤能信号传导、JAK-STAT生物学、胆固醇和维生素D代谢、血管和昼夜节律生物学、髓鞘修复或细胞外基质重塑等通路。
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材料与方法
2.1 报告框架、方案与注册
本综述使用PRISMA 2020作为报告框架，SWiM指导用于叙述性综合，STREGA用于指导遗传关联报告的解释。PROSPERO注册号CRD420261459997于2026年7月24日提交并注册。公共记录与最终方法进行了比较。注册目标提到了方法学质量评价，尽管结构化的质量评价字段与此相反。公开记录中未指定五领域评价方法。单独上传的完整方案在验证时无法公开访问，且尚未与最终方法进行比较。未声称进行前瞻性注册。
2.2 资格标准
人群为人类MS参与者、随后转化的临床孤立综合征患者或包含根据当代诊断标准诊断为MS个体的多发家系。研究设计为WES发现研究，包括基于家系的分析、病例系列、病例-对照研究和负荷分析，以及明确链接到先前WES发现的靶向随访。仅有共享研究者或招募网络不足以建立该链接。只有英文同行评审全文报告符合条件。结局包括候选变异、基因水平和通路水平关联、病程发现、阴性结果和诊断模拟。排除标准包括无前期外显子组范围发现步骤的靶向候选基因测序、外显子组基因分型芯片、作为唯一发现方法的全基因组测序、综述、社论、评论、会议摘要、纯动物研究和纯粹的计算重分析。
2.3 信息来源与检索策略
于2026年7月20日检索了PubMed/MEDLINE、Scopus、Web of Science和Cochrane Library。补充性Embase检索的记录于2026年8月10日筛选。对纳入报告和相关综述的参考文献列表进行了筛查。
2.4 研究选择与数据提取
2026年7月检索的标题和摘要以及全文由两名评审员进行筛选。补充性Embase记录导入Rayyan并由一名评审员筛选。提取的字段包括研究设计、祖先、样本描述、候选发现、效应估计、重复验证、功能证据和研究层面质量。区分了技术确认、分离或关联、计算证据、表达证据和实验分子验证。
2.5 方法学质量与证据评价
分别评估了研究实施和主张解释。研究层面质量采用Q-Genie进行评估。对于有对照组的研究，11个项目评分1-7分，总分≤35、36-45和>45分别表示差、中等和良好质量；无对照组时省略项目3，使用10个项目阈值。主张特异性评估区分了提议的孟德尔因果关系、易感性或风险修饰、病程关联、基因集负荷和替代诊断。
2.6 数据综合
由于研究涉及异质性变异、基因、家系结构、祖先和终点，因此使用了叙述性综合。未计算合并效应量、I2统计量或进行meta回归。
2.7 报告间参与者重叠评估
根据数据集重用、招募中心和队列特征的明确描述评估参与者重叠。仅共享作者身份不被视为重复参与者的证据。
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结果
3.1 研究选择
保留的检索历史记录显示2026年7月20日来自PubMed/MEDLINE、Scopus、Web of Science和Cochrane Library的351条记录。去除167条重复后筛选184条记录，排除144条，评估40篇全文。最终清单包含36篇报告。
3.2 纳入研究的特征
36篇报告发表于2011年至2026年间。多数源自欧洲或欧洲血统人群，另有来自伊朗、约旦、土耳其和中国的报告。设计范围从小型家系发现和选定病例系列到较大规模的负荷分析和临床外显子组队列。
3.3 参与者重叠
若干报告是来自相关研究网络的重复分析，这限制了将重复出现解释为独立确认的可靠性。两个加拿大NLR报告分析了相同的326例外显子组集合。西班牙报告至少来自两个网络，四个Hospital Clínico San Carlos报告是对一个不断扩大的家系收集的连续基因集限制分析，被视为一个参与者收集。
3.4 候选基因与生物学通路
候选发现按免疫信号传导、嘌呤能生物学、脂质和维生素D代谢、MHC区域变异、血管或昼夜节律生物学、髓鞘相关过程和细胞外基质进行描述性分组。这些分组并非对本综述的正式富集分析，重复出现也不建立因果有效性。
3.5 证据强度
现有文献并未确立典型MS的高外显率孟德尔原因。这比声称罕见变异不影响易感性或病程更为狭窄。NR1H3群体频率和联合分析直接挑战了提议的外显率模型。CYP27B1关联结果在初始研究和后续研究间不一致。NLR家系随访提供了阴性证据，其强度取决于所测试的特定变异、模型和队列。最终报告的Q-Genie总分范围为31至71，平均48.4。24篇报告分类为好，10篇为中等，2篇为差。
3.6 主张特异性解释
一份发现报告和一份阴性随访应针对同一特定主张进行权衡。NR1H3、CYP27B1和NLRP1的时间顺序说明了保留矛盾证据的必要性。技术确认确定被调用的变异存在；分离或关联提供遗传支持；计算建模和通路分析产生机制假说；实验测定测试特定的生物学效应。表达或表达数量性状位点（expression quantitative trait loci，eQTL）发现本身并不建立疾病因果关系。
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讨论
本综述整合了关于WES在MS中的发现和随访证据。生物学上合理的提名、家系内共分离和重复发表本身并不建立因果性的基因-疾病关系。易感性等位基因、病程修饰因子和基因集负荷需要适合其终点的解释。最有力的结论涉及候选发现与独立支持的因果关系之间的区别。
4.1 WES提名基因的趋同生物学及其局限性
免疫和炎症通路在提名的候选基因中反复出现。TYK2和JAK2将WES发现与细胞因子和JAK-STAT生物学联系起来，而P2RX4/P2RX7研究提供了嘌呤能假说。机制合理性可以指导进一步研究，但不是独立的遗传复制。核受体和脂质信号通过NR1H3和NCOA3在生物学上与髓鞘脂质代谢相关联。然而，NR1H3的高外显率解释受到联合分析和群体频率证据的质疑。炎症小体文献值得特别审视，因为它说明了趋同性如何可能是队列结构的伪像。NLRP1 p.Gly587Ser在一个患有并发MS和黑色素瘤的斯洛文尼亚同胞对中被提名，炎症小体基因在斯洛文尼亚/塞尔维亚负荷分析和加拿大多发家系的十二个候选基因中反复出现。然而，当加拿大团队专门针对NLRP1检查自己的326例外显子组时，报道的突变不存在，且复合杂合候选基因被发现处于顺式且不分离；随后扩展到更广泛NLR家族的分析发现了17个罕见变异，但在2503例病例和1076例对照的基因分型中无显著差异，分离大多不支持。因此，明显的通路趋同在很大程度上依赖于文献的发现分支，而系统性再测试分支是阴性的。共享数据集和不同的测试变异限制了该证据的独立性和可比性。NOTCH3、KIF5A和PYGM发现说明了MS风险关联与携带MS诊断的患者中不同遗传性疾病之间的区别。通路重复必须与变异水平重复相区分。
4.2 为何变异水平重复仍难以实现
核心发现是WES尚未确立典型MS的完全外显率单基因原因。大多数单一家系报告容易过度解释，因为每个外显子组都包含许多罕见变异，外显率可能不完全，亲属共享罕见和常见风险等位基因，且来自大型参考数据库的祖先匹配群体频率可以削弱看似令人信服的分离。NR1H3 p.Arg415Gln是最明确的警示例子：家系水平分离和功能合理性未得到大13倍的联合分析或群体频率论证的支持。CYP27B1提供了一个互补的教训：强烈的初始随访基因分型并不能保证在测试独立队列时的可重复性。罕见变异发现的几个结构性特征加剧了这一困难。位点和等位基因异质性意味着不同家系可能携带不同变异，或同一通路内的不同基因。外显率通常在不完全多基因背景下不完全，小家系提供有限的分离能力，且祖先特异性等位基因频率可以使在一个群体中看似罕见的变异在另一个群体中变得平常。发现效应大小的赢家诅咒膨胀、ACMG/AMP框架对新型基因-疾病关系的适用性有限，以及允许独立重分析的沉积变异水平数据的稀缺，都对此有所贡献。
4.3 外显子组平台固有的技术局限性
首先，外显子组捕获不均匀，GC含量高的第一外显子、片段重复区域和高旁系同源相似性的基因系统性地覆盖不足。其次，拷贝数变异难以从外显子组数据推断。第三，跨扩展MHC区域的短读长分析因极端多态性、旁系同源性和参考偏倚而困难。临床变异注释可能随时间变化，推定的致病性变异可能无法解释患者的表型。标准短读长WES不能全面评估深部内含子或调控变异、重复扩增、线粒体变异或结构重排。
4.4 多基因和HLA背景下的罕见变异
一个反复出现且临床上重要的观察结果是，家族性MS病例除了任何罕见候选变异外，通常还携带升高的常见变异和HLA负荷。同时建模常见和罕见变异的研究报告了家族性病例比散发性病例更高的多基因或HLA-DRB1 * 15:01负荷，一项负荷分析显示，111个GWAS相关基因中的罕见预测致病性变异特异性地在家族性而非散发性MS中富集。这表明大多数家系并非简单的单基因模型：一些WES提名的罕见变异可能有助于在多基因和HLA驱动的易感性背景下产生风险或修饰，但大多数个体候选基因的效应大小和有效性仍未确立。
4.5 祖先多样性与研究不足的人群
证据基础在地理上和祖先上仍然狭窄。罕见变异解释对祖先特异性等位基因频率特别敏感，使得更广泛的代表性对于发现以及区分致病性或风险修饰等位基因与群体特异性良性变异至关重要。
4.6 临床转化与WES的适当使用
WES在此并未被确立为每位典型MS患者的常规检测。当整体表型提示替代性遗传性疾病时，临床考虑基因组检测更为合理。单一特征如家族性MS或治疗不应答不应被视为独立的经过验证的检测标准。
4.7 对未来研究的建议
未来研究应优先考虑充分效能的、祖先多样化的队列；协调的表型；明确的家庭和参与者重叠；预先指定的变异过滤器；祖先和HLA背景；可获取的变异水平结果；以及独立重复验证。实验随访应在相关系统中测试特定机制。
4.8 优势与局限性
本综合的优势在于联合考虑了发现、矛盾证据、参与者重叠和替代诊断。若干综述层面的局限性适用，包括语言和出版类型限制、未保留的检索策略和筛选决策、单评审员进行的补充筛选、未报告的评审员间一致性、AI辅助重建的质量评价、以及未保留的原始评分表。
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结论
WES研究已在MS中识别出合理的候选基因和通路，但生物学合理性和家系分离经常超过独立确认。现有证据并未确立典型MS的高外显率孟德尔解释，也不排除罕见变异对易感性或病程的影响。阴性结果必须在测试的模型、人群和结局范围内解释。最清晰的临床作用是对怀疑有替代性遗传诊断的选定非典型表现进行评估。进展需要独立重复验证、透明的队列关系、祖先意识分析和针对特定遗传主张的功能证据。
