遗传性眼病是一组影响视网膜、视神经、角膜、晶状体等眼部各种结构的疾病,多数由基因突变引起。基因检测对于确诊、确定遗传方式以及向患者家属提供信息至关重要,眼科医生发挥着重要作用。
基因检测出于以下目的进行。
- 疾病的确诊或排除:在临床诊断困难的病例中进行分子确诊
- 提供遗传方式和风险信息:为患者本人及家属的遗传咨询提供基础
- 临床管理指导:选择治疗方案和确定随访方案
检测分为“临床检测”和“研究性检测”,在目的、费用和结果确定性上有所不同。
以下原则可作为进行基因检测时的指导方针。
- 对已明确致病基因的疾病进行检测
- 使用CLIA(美国临床实验室改进修正案)认证的检测机构
- 选择针对疑似疾病最具特异性的检测
- 对于缺乏治疗和监测指南的遗传复杂性疾病,应谨慎考虑检测
- 避免对患有无法治愈疾病的无症状未成年人进行检测
检测结果分为以下三类。
| 结果 | 含义 |
|---|
| 阳性 | 检测到导致疾病的突变 |
| 阴性 | 目标区域未检测到突变 |
| VUS(意义不明的变异) | 变异与疾病之间的关联尚未确定 |
VUS需要由专家进行解读和进一步评估,不能直接用作诊断依据。
Q
如果基因检测结果为“意义不明的变异(VUS)”,会怎样?
A
VUS是指变异与疾病之间的关联目前尚不明确的结果,无法确定为“阳性”或“阴性”。需要由专业的遗传咨询师或眼科遗传专家进行解读,并可能通过数据库更新或额外的家族检测进行重新分类。
眼科临床常用的术语如下所示。
- 等位基因(allele):位于同源染色体相同基因座上的基因的不同形式
- 常染色体显性遗传(AD):一个突变基因拷贝即可发病的遗传方式
- 常染色体隐性遗传(AR):需要两个突变基因拷贝(两个等位基因)才能发病的遗传方式
- X连锁遗传(XL):一种由X染色体上的基因突变引起的遗传形式;男性作为半合子更容易发病。
- FISH(荧光原位杂交):使用荧光标记探针检测特定染色体序列的技术。
- SNP(单核苷酸多态性):基因组中单个核苷酸在个体间存在差异的多态性。
- WES(全外显子组测序):分析所有编码序列(外显子组)的方法。
- WGS(全基因组测序):测定整个基因组DNA序列的方法。
- VUS(意义不明确的变异):与疾病关联尚未确定的序列变异。
- 外显率(penetrance):携带某种基因突变的人患病的比例
- 表现度(expressivity):同一突变个体之间症状严重程度的差异
- 嵌合体(mosaic):体内细胞群之间存在遗传差异的状态
- 新生突变(de novo):父母双方均未发现,在患者中新出现的突变
主要基因检测方法的概述如下所示。
| 检测方法 | 对象 | 特征 |
|---|
| 染色体核型分析 | 染色体数目和结构 | 检测大规模染色体异常 |
| 染色体微阵列 | DNA拷贝数变异 | 高分辨率检测脉络膜新生血管 |
| FISH | 特定染色体序列 | 用靶向探针可视化 |
| 桑格测序 | 单基因 | 准确性高;适用于确认少数变异 |
| 基因面板 | 多基因 | 同时评估相关基因 |
| WES | 全外显子组 | 未确诊病例的全面分析 |
| WGS | 全基因组 | 最全面的检测,包括内含子和调控区域 |
| PCR | 短DNA/RNA序列 | 特定突变的扩增和确认 |
对于遗传性眼病的诊断,建议按以下顺序逐步进行检测。1)
- 基因面板检测:一次性评估针对疑似疾病组的多个基因。在成本和分析效率之间取得良好平衡。
- 全外显子组测序(WES):在基因 panel 检测未能确诊时进行。进行三人分析(患者+父母双方)可提高变异解读的准确性。
- 全基因组测序(WGS):在 WES 仍难以诊断时进行。可检测内含子、启动子区域等非编码区域的变异。
如果通过 panel → WES → WGS 的逐步方法未能获得诊断,则考虑 RNA-seq、长读长测序、功能分析等补充方法。1)
对外显子和基因组数据进行定期重新分析,可能会新检测到初次分析时未识别的致病变异,据报道诊断率可提高高达 20%。1)
Q
全外显子组测序和全基因组测序有什么区别?
A
WES 针对编码蛋白质的外显子区域(约占整个基因组的 1-2%),成本相对较低。WGS 分析整个基因组,包括内含子、启动子和调控区域,因此可以检测非编码区域的变异,但成本和数据量都较大。
Q
基因检测应按什么顺序进行?
A
通常推荐采用逐步递进的方法:先进行基因 panel 检测,然后进行全外显子组测序(WES),最后进行全基因组测序(WGS)。1) 首先,通过 panel 检测评估疑似疾病的相关基因;如果未能确诊,则进行 WES;若仍诊断困难,则考虑 WGS。
以下数据库用于判断变异的临床意义。1)
- RetNet:眼病相关基因的综合数据库,收录了已发现的疾病基因与表型的对应关系。
- ClinVar:美国国家生物技术信息中心(NCBI)的数据库,汇集了基因变异与疾病关联的公共数据。
- LOVD(莱顿开放变异数据库):一个收集每个基因突变信息的开放数据库。研究人员和临床医生可以搜索共享的突变信息。
已批准
voretigene neparvovec(Luxturna):针对RPE65基因突变导致的遗传性视网膜营养不良(LCA2),于2017年获得FDA和EMA批准的首个眼科基因治疗药物。1)通过AAV载体进行视网膜下注射给药。
儿童队列中的效果:针对无脉络膜症(CHM基因突变)的AAV基因治疗(III期)中,儿童队列报告了视力稳定。1)
研究与临床试验阶段
Stargardt病(ABCA4突变):使用双AAV载体和反义寡核苷酸(ASO)的治疗正在进行I/II期试验。1)
全色盲(CNGA3/CNGB3突变):使用AAV载体的基因治疗正在I/II期评估中。1)
Usher综合征1B型(MYO7A突变):针对大基因的双AAV载体疗法正在进行I/II期试验。1)
X连锁视网膜劈裂症(RS1突变):使用AAV8载体的治疗正在I/II期评估中。1)
在眼科基因治疗中,AAV(腺相关病毒)载体是最常用的递送系统。1) 眼睛是免疫豁免部位,可以进行微创局部给药,因此成为基因治疗的主要靶器官。
Q
遗传性眼病的基因治疗进展到哪一步了?
A
针对LCA2(RPE65突变导致的先天性黑蒙)的voretigene neparvovec于2017年获得FDA和EMA批准,可用于临床。1) 其他IRD(Stargardt病、全色盲、Usher综合征等)的基因治疗目前处于I至III期试验阶段。
- Mordà D, Alibrandi S, Scimone C, et al. Decoding pediatric inherited retinal dystrophies: Bridging genetic complexity and clinical heterogeneity. Surv Ophthalmol. 2025. doi:10.1016/j.survophthal.2025.01.009
- Neubauer J, Hahn L, Birtel J, Boon CJF, Charbel Issa P, Fischer MD. GUCY2D-Related Retinal Dystrophy with Autosomal Dominant Inheritance-A Multicenter Case Series and Review of Reported Data. Genes (Basel). 2022;13(2). PMID: 35205358.
- Myint KT, Sahoo S, Thein AW, Moe S, Ni H. Laser therapy for retinopathy in sickle cell disease. Cochrane Database Syst Rev. 2015;2015(10):CD010790. PMID: 26451693.
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