全流程国产WES芯片助力临床应用转化
2020-12-30
全外显子测序(Whole Exome Sequencing, WES)是评估蛋白质编码突变最有效直接的方法，其功能性结果比非编码变异更容易解释，并有可能用于治疗靶标的发现和验证。人基因组中外显子是能够编码蛋白质表达的DNA区域，全部外显子占据基因组的1%左右[1]，包含了人类遗传性疾病85%的致病突变位点[2]。相对于全基因组测序(Whole Genome Sequencing, WGS)，在相同测序数据量，WES对应致病位点相关区域能够达到更高的测序深度，而具有明显的成本优势；而相对其他个性化panel，WES包含有更多的基因。因此全外显子测序对于科研和辅助临床检测是更加经济、高效的解决方案。
WES在基因检测中的优势
位点全面。全外显子涵盖两万多个基因，它除了检测已知基因位点，还可以发现更多基因突变，可解读的内容非常多。将WES技术应用于临床基因检测，会使得基因检测产品质量显著提升。
检测准确性高。检测结果是否准确主要由测序深度与测序数据量决定。WES技术能达到100倍的测序深度，测序数据达10G左右。许多研究表明，WES基因检测数据准确率大于99%，可提高初始检测阳性率[3]。
数据回顾性分析价值高。WES捕获区域较为完整，临床上测出的所有基因位点将被终身保留，基于已知的致病数据库收录位点信息所提供的报告内容并不是终点。随着更多临床样本WES测序数据的积累，将有更多基因的未知功能位点数据进行回顾整理，并关联疾病表型进行分析，可获得更多基因的功能及作用。研究结果可用于辅助临床诊断。
WES在临床检测中的广泛应用
携带者筛查
目前很多隐性遗传疾病，夫妻携带隐性基因不发病，但双方隐性基因同时遗传给后代则使其发病。据意大利儿科杂志数据表明[4]，在活产婴儿中，先天性畸形占2–3%，先天性心脏病占1%，先天性遗传代谢病占0.5%，再加上神经肌肉疾病、神经发育迟缓和智力障碍等约占总体出生率的10%。孕前检测相关的基因位点与患者进行对照，就可以预测未来出生婴儿患病的可能性。WES是目前相对适合于携带者筛查的检测方法，可以有效提升确诊率，缩短诊疗时效。遗传疾病中的罕见病，发生率低，种类繁多，目前国际公认的罕见病有近8,000种[11]。根据世界卫生组织的报道，80%以上的罕见病都是由基因遗传缺陷引起，因此对罕见病患者而言，通过WES基因检测明确致病基因突变是进行治疗指导、预后及疾病预防的最佳途径。
此外，中国常见的基因遗传病还有遗传性耳聋、杜氏肌营养不良症、地中海贫血、白化病、血友病等，人群综合携带率高达25%。这些都可以通过WES基因检测来进行预警与风险提示。
肿瘤基因检测
近年来恶性肿瘤疾病的发病率逐年升高。通常在相近的环境因素下，每个人的基因型不同导致患病风险不同，同一个癌种，不同患者潜伏期、用同一种药的效果也不一样。部分临床基因检测的公司推出基于基因测序技术的肿瘤驱动基因检测、肿瘤突变负荷（TMB）检测，用以评估受检者罹患肿瘤的概率或者风险。在最早期阶段就可以鉴定出体内易发生、可导致癌症的一些因素。肿瘤用药基因检测可以让患者在最大范围内寻找可以应用的靶向药物，助力精准医疗。
心脑血管健康
我国心脑血管疾病患者数量巨大，据统计达到3.3亿，2019年造成458万死亡，约占死亡总数的43%[7]。单基因遗传性心血管疾病一旦明确致病突变，可以得到完全确诊。通过基因检测能在患者出现症状前筛查出患者，并在早期进行治疗，挽救患者生命，或者改善患者长期预后。如遗传性高血压、家族性高胆固醇血症表型易受环境因素的影响，如果在症状出现前或不可逆病理改变前做出判断，改变自身生活、饮食习惯，或许能挽救其生命。
基于心脑血管疾病中基因检测的个体化治疗能够有效地提高患者的生存质量、延长患者的生存时间、改善患者的预后效果。临床上常规使用的抗凝药、抗血小板药、降脂药、血管扩张药等普遍存在个体差异。目前已知与华法林药动学和药效学相关基因达30余种[8]，如CYP2C19基因型检测对临床用药的指导意义：CYP2C19*2和CYP2C19*3携带者需要增加氯吡格雷剂量，以增强抗血小板效果。
《中国心血管健康与疾病报告2019》
营养代谢基因检测
现在已知各类代谢疾病和免疫疾病中，70%跟人体内各种营养素的异常工作有关。营养代谢基因检测通过检测与多种营养素代谢、吸收、偏好性相关的基因位点，评估人体对营养素的代谢能力、吸收能力及偏好性，可为个性化的营养膳食做指导，科学饮食，从而获取均衡的营养成分，弥补个体基因差异造成的健康影响。WES可广泛应用于骨质疏松、肥胖、乳糖不耐受、贫血、提前衰老等相关基因的检测。如对维生素A的吸收，与BCMO1基因、CYP26B1基因上的若干位点是否存在有关[9]。
预防胜过于治疗，基因检测就是实现疾病预防、健康生活的一个重要途径。很多做过基因检测的人群都更加了解自己的身体，在营养学专家、遗传学专家以及健康顾问的指导下，规划更适合自己的生活方式，保持正常的生活作息、健康饮食以及适量的运动。适时地缓解压力和常常保持愉悦的心情。
注：图片来自www.cvdrisk.com.cn/ASCVD/Eval
