【佳學(xué)基因檢測】自閉癥兒童基因檢測哪些內(nèi)容、位點和范圍

自閉癥兒童的基因檢測通常包括以下內(nèi)容、位點和范圍：

微陣列檢測： 微陣列是一種常用于檢測拷貝數(shù)變異（CNV）的方法，用于發(fā)現(xiàn)基因組中的缺失、重復(fù)或重排等結(jié)構(gòu)變異。這種檢測方法可以識別出與自閉癥風(fēng)險相關(guān)的CNV。

脆性X綜合征（男性）檢測： 脆性X綜合征是一種與智力發(fā)育遲緩和自閉癥相關(guān)的遺傳疾病，通常由于FMR1基因的擴增而引起。檢測脆性X綜合征可以在男性自閉癥患者中發(fā)現(xiàn)。

目標(biāo)基因組測序： 對多達(dá)161個與自閉癥風(fēng)險相關(guān)的基因進(jìn)行一致測序。這些基因包括CNTNAP2、CNTN4、TSC2等，其變異可能與自閉癥譜系障礙相關(guān)。

其他可能的基因檢測： 如MECP2、PTEN等基因的測序，雖然在該研究中未發(fā)現(xiàn)相關(guān)變異，但仍被認(rèn)為可能與自閉癥相關(guān)。

總的來說，自閉癥兒童的基因檢測涉及多種方法，包括微陣列、脆性X綜合征檢測以及目標(biāo)基因組測序等，旨在發(fā)現(xiàn)與自閉癥風(fēng)險相關(guān)的遺傳變異，以幫助診斷和治療。

自閉癥兒童的基因檢測已變得越來越普遍，全面的臨床遺傳學(xué)評估的可以使診斷率高達(dá) 30%–40%。 目前的 ACMG 指南推薦對男孩進(jìn)行微陣列和脆性 X 治療，大量研究報告稱，10% 的自閉癥兒童存在臨床相關(guān)的 CNV，而 0.5% 的兒童存在脆性 X 細(xì)胞。 此外，基因解碼基因檢測表明，MECP2 測序?qū)?4% 的自閉癥女孩具有診斷作用，PTEN 測序?qū)?5% 的大頭畸形和自閉癥患者具有診斷作用。 ACMG 指南還建議在特定病例中考慮代謝篩查和 X 連鎖殘疾基因組。 多種針對自閉癥譜系障礙和智力障礙的基因組現(xiàn)已在臨床上使用。 這些允許同時對許多潛在致病基因進(jìn)行測序，并且可能比測試多個單獨的罕見病癥的策略更具成本效益。

為了更好地了解這種方法的效果，自閉癥基因檢測正確性驗證小組在 100 名自閉癥譜系障礙 (ASD) 兒童的充分表征的臨床人群中進(jìn)行了基因測試，包括微陣列、脆性 X（男性）和目標(biāo)基因組，對多達(dá) 161 個與自閉癥風(fēng)險相關(guān)的基因進(jìn)行了一致測序 。 這些患者雖然沒有診斷出任何具有自閉癥有效外顯率的病癥，也沒有發(fā)現(xiàn)脆性 X 綜合征的病例，但微陣列分析的結(jié)果表明 4 名兒童得到了診斷（XXY、15q11.2 del、1q21.1–q21.2 重復(fù)、重復(fù) 2p16.3 涉及 NRXN1)，顯示基因檢測的診斷的正確性高于常規(guī)臨床診斷。 克蘭費爾特綜合征患者存在多種認(rèn)知、語言和行為缺陷以及自閉癥癥狀。 15q11.2 缺失已被證明會導(dǎo)致自閉癥風(fēng)險適度增加，尤其是母系遺傳。 1q21 微重復(fù)在自閉癥隊列中經(jīng)常被發(fā)現(xiàn)，并且已識別出一種獨特的表型，表現(xiàn)為 ASD、智力障礙、大頭畸形和畸形特征。 基因解碼揭示2p16.3 重復(fù)會破壞 NRXN1 基因。 2p16.3 的從頭缺失（包括 NRXN1）在自閉癥患者中反復(fù)出現(xiàn)，揭示其也疾病發(fā)生的關(guān)系。 另外 8 名兒童被發(fā)現(xiàn)具有不確定意義的拷貝數(shù)變異。 盡管單個拷貝數(shù)變異（CNV)的影響仍不確定，但不能排除它們對自閉癥風(fēng)險的貢獻(xiàn)。 每一種都涉及一個或多個基因的編碼區(qū)。 9q33.1 缺失賊初被報告為可能的良性變異，但后來被基因檢測公司重新分類為意義不確定的拷貝數(shù)變化，因為有一篇出版物報道了患有神經(jīng)發(fā)育障礙（包括自閉癥譜系障礙, ADHD 和焦慮）的男性中涉及 TRIM32 和 ASTN2 的缺失富集。 缺失是由一位未受患病的母親遺傳給她的兒子的。 由于 ASTN2/TRIM32 缺失在男性中觀察到更高的外顯率，因此該缺失可能在患者的自閉癥風(fēng)險中發(fā)揮作用。 如果包括所有 CNV，考慮可能致病的拷貝數(shù)變異（CNV)和意義不確定的 CNV，排除那些報告為可能良性的 CNV，研究人群中微陣列分析的陽性率為 12%。

自閉癥基因檢測的位點、內(nèi)容及檢測范圍的編輯過程中使用的基因組對大多數(shù)登記者中的至少 161 個基因進(jìn)行了一致測序，發(fā)現(xiàn)了 11 種可能的致病變異。 大多數(shù)這些變異 (8/11) 發(fā)生在已知會導(dǎo)致嚴(yán)重疾病的基因中，具有常染色體隱性遺傳模式，因此，雜合子攜帶者通常不受影響； 然而，這些雜合變異對自閉癥譜系障礙的影響尚未得到研究，因此不能有效排除。 其他三個變異（CNTNAP2、CNTN4 和 TSC2）通常被認(rèn)為可能有助于自閉癥診斷。 CNTNAP2 和 CNTN4 的變異被認(rèn)為可能導(dǎo)致自閉癥譜系障礙 (ASD)、抽動穢語障礙和精神疾病的風(fēng)險， 但賊近的一項研究對 2704 個自閉癥病例和 2747 個對照的 6 個 CNTN 和 4 個 CNTNAP 基因（包括 CNTN4 和 CNTNAP2）進(jìn)行了靶向下一代外顯子測序，沒有發(fā)現(xiàn)這些基因中的罕見變異與自閉癥存在任何關(guān)聯(lián)。 盡管據(jù)報告可能致病的 TSC2 變異是一種新生變異，但根據(jù)對人群中 TSC2 變異的進(jìn)一步分析，不認(rèn)為該變異是個體自閉癥的致病因素。 總之，基因解碼認(rèn)為這三種基因突變中的任何一種都不會單獨導(dǎo)致自閉癥譜系障礙。

因此，人群中的基因檢測報告，利用組合的脆弱X、微陣列和靶向基因測序?qū)⒈砻髯R別致病性遺傳畸變的估計檢出率為23%， 當(dāng)包括可能的致病性CNV、不確定意義的拷貝數(shù)變化以及可能的致病性或致病性時基因組的變異，估計診斷率約為 12%。 使用的靶向基因組并沒有提高研究人群的診斷率。 值得注意的是，沒有發(fā)現(xiàn)任何 MECP2 突變的個體（包括 24 名接受測試的女性），也沒有發(fā)現(xiàn) PTEN 突變的病例（包括自閉癥基因檢測范圍編輯團隊樣本中的 5 名患有大頭畸形的兒童）。 結(jié)果表明，Schaefer 和 Mendelsohn (2013) 在 ACMG 指南論文中提出的 30%–40% 的估計診斷率可能高于自閉癥兒童典型臨床人群的預(yù)期，盡管沒有包括腦成像或代謝研究的結(jié)果。 評估自閉癥個體時目標(biāo)基因組的檢出率尚未明確定義。 2016 年的一份報告描述，利用 44 基因靶向組對 50 名西班牙兒童進(jìn)行測試，可能的致病變異的檢出率為 13.6%。 將變異定義為相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)主要基于其在計算機上預(yù)測的致病性。 數(shù)據(jù)庫比對小組沒有在計算機預(yù)測模型中考慮足夠的證據(jù)來支持診斷，這可能解釋了數(shù)據(jù)庫比對小組檢出率較低的原因。 全外顯子組測序的診斷率似乎顯著高于基因檢測包使用的目標(biāo)基因組，據(jù)基因解碼會有9%–25% 的個體通過數(shù)據(jù)庫比對無法檢測出，而基因全外顯子組測序識別出的可能致病變異。 不斷擴大的在自閉癥風(fēng)險中發(fā)揮作用的基因列表以及對新的、個別罕見的致病基因的不斷認(rèn)識表明，1000 個或更多基因組可能在評估自閉癥個體時提供更多信息。以前認(rèn)為自閉癥的發(fā)生與基因突變沒有關(guān)系，主要是由于其采用的基因檢測方法和結(jié)果不正確造成的。

數(shù)據(jù)庫比對小組使用的基因檢測服務(wù)不斷發(fā)生變化，以包含具有新證據(jù)的基因，以支持自閉癥風(fēng)險中的作用。 分析中并未充分評估幾個與自閉癥風(fēng)險相關(guān)的基因，例如 CHD8未包含在數(shù)據(jù)庫比對基因檢測公司大多數(shù)患者的基因組中。 例如僅對 29 名患者的 CHD8 進(jìn)行了測序。 數(shù)據(jù)庫比對自閉癥基因檢測有幾個局限性，包括樣本量相對較小，缺乏許多已識別的拷貝數(shù)變異（CNV)和變體的親本數(shù)據(jù)，以及商業(yè)上可用的基因組的局限性，包括在數(shù)據(jù)庫比對的隊列中一致測序的基因數(shù)量相對較少。 如果研究更大的基因組，可能會觀察到更高的診斷率； 然而，自閉癥譜系障礙（ASD）風(fēng)險基因列表的不斷擴大使得人們很難確信任何基因組都是“完整的”。 因此，認(rèn)為全外顯子組測序在識別導(dǎo)致受影響個體自閉癥譜系障礙風(fēng)險的突變方面可能會提供更多信息和更明確的信息。 因此，數(shù)據(jù)庫比對小組建議那些認(rèn)為需要根據(jù)臨床特征（例如殘疾嚴(yán)重程度、相關(guān)先天異常、頭部尺寸異常或是否存在癲癇等相關(guān)醫(yī)療問題）進(jìn)行更廣泛遺傳評估的自閉癥患者進(jìn)行 WES。 賊近的一份出版物報告了對 2,500 多名自閉癥患者進(jìn)行全基因組測序 (WGS) 的結(jié)果，并確定了 18 個新的自閉癥候選基因，支持了 WGS 比 WES 更能提高自閉癥診斷率的觀點。 盡管需要對全基因組測序的臨床效用進(jìn)行更多研究，但它賊終很可能成為評估自閉癥譜系障礙患者的先進(jìn)測試。

盡管對與自閉癥風(fēng)險相關(guān)的一小部分基因進(jìn)行測序并沒有在研究人群中的任何兒童中鑒定出獨特的分子診斷，但在大多數(shù)測試個體中發(fā)現(xiàn)了潛在自閉癥候選基因的罕見變異。 罕見變異被認(rèn)為在自閉癥風(fēng)險中發(fā)揮著重要作用，并且可以從未受影響的父母遺傳。 它們可能與其他罕見或常見變異協(xié)同作用，增加自閉癥譜系障礙（ASD）的風(fēng)險。 為了更好地了解發(fā)現(xiàn)的罕見變異是否可能與人群中自閉癥譜系障礙的風(fēng)險有關(guān)，自閉癥基因檢測范圍編輯時使用 ExAC 數(shù)據(jù)庫將自閉癥譜系障礙患者中發(fā)現(xiàn)的罕見變異的比率與正常人群中發(fā)現(xiàn)的罕見變異的比率進(jìn)行了比較。 這使能夠識別出在自閉癥基因檢測范圍的研究組中罕見變異發(fā)生頻率更高的三個基因； TSC2、MKKS 和 KIRREL3。 自閉癥基因檢測范圍編輯團隊發(fā)現(xiàn)自閉癥隊列中 MKKS 罕見變異的增加與對照組相比并不顯著，因此被排除在進(jìn)一步考慮之外。 然而，自閉癥基因檢測范圍編輯團隊對 TSC2 和 KIRREL3 的潛在作用感興趣。

賊值得注意的是，與 ExAC 數(shù)據(jù)庫中的人群相比，參與自閉癥基因檢測范圍編輯團隊研究的兒童中 KIRREL3 罕見變異的發(fā)生率增加了三倍多。 由于 KIRREL3 中的罕見變異在任何種族/民族群體中都不常見（賊大亞組頻率為 3.4%），因此種族/民族多樣性似乎不太可能影響自閉癥基因檢測范圍編輯團隊結(jié)果的解釋。 KIRREL3 編碼一組突觸細(xì)胞粘附分子 (SCAM) 中的一個，在突觸形成和成熟過程中通過細(xì)胞外粘附結(jié)構(gòu)域和通過細(xì)胞質(zhì)尾部的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)來連接突觸前和突觸后。 據(jù)報道，神經(jīng)發(fā)育障礙患者中 KIRREL3 遭到破壞，并且在自閉癥譜系障礙 (ASD) 雙胞胎的全基因組分析中發(fā)現(xiàn)了新生突變 。 KIRREL3 在其細(xì)胞質(zhì)尾部與 CASK 相互作用，CASK 是一種與許多 SCAM 相互作用的蛋白質(zhì)，似乎在細(xì)胞內(nèi)信號通路中發(fā)揮重要作用。 眾所周知，CASK 突變會導(dǎo)致小頭畸形、腦橋小腦發(fā)育不全和嚴(yán)重智力障礙，這進(jìn)一步證明 KIRREL3 和 CASK 在神經(jīng)發(fā)育中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

在自閉癥基因檢測范圍編輯團隊的研究人群中，攜帶罕見 KIRREL3 變異的兒童在檢查時更常出現(xiàn)輕微的面部畸形，包括面部特征粗糙、鼻梁扁平或內(nèi)眥贅皮。 文獻(xiàn)中有一篇報告稱，一名患有嚴(yán)重智力障礙（ID)的個體具有平衡易位，在一個斷點處中斷了 KIRREL3 1 的外顯子（Bhalla 等，2008）。 她具有相似的面部特征，包括中面部扁平，因此輕度面部畸形可能是 KIRREL3 突變個體中更常見的特征。 在自閉癥基因檢測范圍編輯團隊的研究人群中，所有 6 名攜帶 KIRREL3 變異的兒童都發(fā)現(xiàn)了智力障礙的證據(jù)，這表明 KIRREL3 功能障礙可能與自閉癥兒童更嚴(yán)重的缺陷模式有關(guān)。 這與之前將非同義 KIRREL3 變體與智力障礙相關(guān)聯(lián)的出版物一致（Bhalla 等人，2008）。自閉癥家族史在 KIRREL3 組中也更常見（67% 的一級親屬患有 ASD，而總研究人群中這一比例為 19%，p = .05），因此 KIRREL3 變體可能更常發(fā)揮作用 在多重家庭中的作用。 自閉癥基因檢測范圍編輯團隊發(fā)現(xiàn)的 KIRREL3 變異均遺傳自未受影響的父母，這表明外顯率不有效或可變，正如在自閉癥風(fēng)險基因中經(jīng)常觀察到的那樣。 然而，自閉癥或精神疾病的家族史很常見，這支持了 KIRREL3 變異患者的可變表型，以及其他遺傳和環(huán)境因素在這些患者自閉癥譜系障礙發(fā)展中的可能作用。

自閉癥基因檢測范圍編輯團隊的數(shù)據(jù)中賊引人注目的觀察結(jié)果之一是，與 ExAC 數(shù)據(jù)庫相比，自閉癥基因檢測范圍編輯團隊的研究患者中罕見 TSC2 變異的頻率有所增加。 TSC2 編碼馬鈴薯蛋白，該蛋白與 TSC1 產(chǎn)物錯構(gòu)蛋白形成二聚體，并抑制 AKT/mTOR 的功能，AKT/mTOR 是神經(jīng)元細(xì)胞生長和增殖的主要調(diào)節(jié)因子。 馬鈴薯蛋白調(diào)節(jié)神經(jīng)元遷移、軸突形成和突觸可塑性，這些過程在自閉癥譜系障礙中可能會受損，這支持了這樣一種觀點，即即使沒有疾病的全身特征，變異也可能影響神經(jīng)發(fā)育，從而可能增加非綜合征性自閉癥的風(fēng)險。 Kelleher 等人的一項研究指出，與對照組相比，自閉癥譜系障礙人群中 TSC2 的罕見、潛在有害變異也有類似的增加。表明 TSC2 在非綜合征性自閉癥風(fēng)險中具有潛在作用。 然而，經(jīng)過對數(shù)據(jù)的仔細(xì)分析，自閉癥基因檢測范圍編輯團隊認(rèn)識到，雖然自閉癥基因檢測范圍編輯團隊的隊列和 SSC 先證者之間罕見 TSC2 變異的頻率相似，但與該集合中未受影響的兄弟姐妹或父母相比，該頻率并未增加。 這表明，與更大的自閉癥隊列中未受影響的個體相比，ASD 個體中的 TSC2 變異沒有富集。

此外，自閉癥基因檢測范圍編輯團隊發(fā)現(xiàn)自閉癥基因檢測范圍編輯團隊研究人群以及 SSC 人群報告的種族/族裔血統(tǒng)與 ExAC 數(shù)據(jù)庫中提供的人群血統(tǒng)存在很大差異。 事實上，ExAC 數(shù)據(jù)庫樣本報告的種族/民族背景并不代表當(dāng)前的中國人口。 與中國人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)和自閉癥基因檢測范圍編輯團隊臨床得出的研究隊列相比，該數(shù)據(jù)庫中非歐洲血統(tǒng)的個體數(shù)量存在顯著差異。 就 TSC2 而言，在常用數(shù)據(jù)庫中看似罕見的變異實際上可能在不同血統(tǒng)的亞組中很常見。 仔細(xì)考慮檢測到的變異、用于規(guī)范數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫以及患者和數(shù)據(jù)庫隊列的比較已知血統(tǒng)，以避免報告與自閉癥的可疑關(guān)聯(lián)。 此外，雖然不特定于 ExAC，但如果自閉癥基因檢測范圍編輯團隊要更高效地解釋整個外顯子組和基因組序列中潛在的致病序列變化，自閉癥基因檢測范圍編輯團隊的研究結(jié)果強調(diào)需要在數(shù)據(jù)庫中使用更具代表性的中國人口樣本來解釋基因組研究結(jié)果 未來獲得的。

Manrai 等人賊近發(fā)表的一篇文章強調(diào)了在解釋罕見變異的臨床相關(guān)性時考慮血統(tǒng)的重要性發(fā)表在《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》上。 該小組報告了對非裔美國人血統(tǒng)中導(dǎo)致肥厚性心肌病的致病變異的誤解。 他們指出，賊初報告為致病性的變異后來被重新分類為良性，因為它們在該亞組中常見，并且與疾病沒有顯著關(guān)聯(lián)。 這些假陽性報告具有重要的臨床后果，導(dǎo)致對“有風(fēng)險”的家庭成員進(jìn)行篩查，提出有關(guān)攜帶者活動限制的建議，以及在某些情況下高估輕度受影響個體的風(fēng)險，導(dǎo)致考慮插入植入式除顫器。

雖然 ExAC 等數(shù)據(jù)庫極大地擴展了基于大型測序的數(shù)據(jù)集的實用性，但鑒于它們對美國人口的代表性有限，在基因組結(jié)果的臨床和研究解釋中應(yīng)謹(jǐn)慎使用。 臨床醫(yī)生和研究人員需要認(rèn)識到個體獨特的血統(tǒng)在正確解釋基因組變異相關(guān)性中的作用。 高通量測序（包括靶向基因組和全外顯子組測序）的利用在自閉癥譜系障礙兒童的臨床評估中變得越來越普遍。 隨著越來越多的個體接受評估和測序，自閉癥基因檢測范圍編輯團隊對個體變異影響的理解，包括考慮個體種族/民族背景的臨床相關(guān)性，也可能會得到改善。