临床分子诊断与遗传性耳聋的精准医疗

临床分子诊断与遗传性耳聋的精准医疗,武汉大学人民医院临床分子诊断中心Email: Tel童永清,“精准医学计划”,再次向癌症宣战:美国癌症“登月计划”,早在1971年，时任美国总统尼克松就提出“抗癌战争”。然而40多年过去了，癌症已经成为一种常见病和多发病，但没有一种癌症能被根治。 据世界卫生组织统计，全球癌症患者数量正以惊人的速度增加。2012年，全球新增癌症病例约为1400万例，预计20年内这个数字将上升到2200万。在美国，癌症是仅次于心脏病的二号“杀手”，平均每天约1600人死于癌症。 2016年1月12日,在自己任期内最后一次国情咨文演讲中,美国总统奥巴马特别提及了一项“新登月计划”,呼吁通过这项全国性计划永久治愈癌症,并任命副总统拜登为该计划负责人。 美国国家癌症研究所（NCI）任命了一个由科学家和其他专家组成的蓝带小组，以帮助指导副总统乔拜登雄心勃勃的10亿美元癌症治疗“登月计划”。目标是未来5年内加快在对抗癌症方面取得的进展，并且破除阻碍研究人员合作的界限。今年，NCI将在此项努力上花费1.95亿美元，而奥巴马已为美国国立卫生研究院（NIH）另外申请了6.8亿美元的2017年度预算。 拜登写道：“我们想要的不是渐变，而是在通往攻克癌症道路上的巨大跃进。这就是这个登月计划的目标。”,中国的精准医疗：正式启动并进入实施阶段,精准医学重点专项主要涉及6个项目以及15个子项目：1. 基于组学特征谱的疾病分子分型研究：恶性肿瘤、心脑血管、代谢性、呼吸系统、免疫性、神经精神类疾病2. 基于医学分子影像技术的疾病精准诊疗方案研究：多线束精准放疗3. 药物个性化应用评价与临床应用研究：新药临床试验/传统药物的药物基因组及个体化精准用药4. 罕见病精准诊疗技术研究：精准诊疗技术与临床规范5. 疾病诊疗规范及应用方案的精准化研究：恶性肿瘤、呼吸疾病6. 个体化治疗靶标发现与新技术研发：恶性肿瘤、免疫性疾病、精神神经类疾病,育龄夫妇体检,PGD/PGS,产前筛查,新生儿筛查,遗传病筛查精准用药,肿瘤基因检测,精准医学重点项目,生殖健康遗传病肿瘤精准用药,疾病的病因、发生与发展,疾病与基因的关系,基因检测伴随您的一生,孕前基因筛查-产前筛查-新生儿筛查-疾病诊断、治疗、风险预测、预后-个体化用药,Eric J. Topol：Individualized Medicine from Prewomb to Tomb-cell.2014.02.,疾病表型异质性,现今医疗模式对疾病的分类,未来医疗模式对疾病的分类,疾病的分类,N Engl J Med 2012; 366:489-491,基因检测下治疗方案的变化,基因检测的落脚点,基因检测的策略,遗传的本质-基因,Genes,染色体来源,23 Pairs of Chromosomes,母亲,父亲,基因变异,Genes,Mutation“error”,携带者,Mutation“error,Autosomal Recessive Inheritance（AR）,AR的遗传特点,患者在家系中较为罕见隔代遗传亲代为携带者男女发病几率一致,Carrier No Hearing Loss,Carrier No Hearing Loss,Affected ChildHearing Loss,Autosomal Recessive Inheritance（AR）,Autosomal Dominant Inheritance（AD）,AD的遗传特点,患者在家系中比较常见每一代都存在患者患者中男女性别无关患者遗传给下一代的几率为50%,父母为患者，出生耳聋小孩的几率为50%,AD,AR,父亲,母亲,父亲,耳聋患儿,耳聋患儿,父母为携带者，出生耳聋小孩的几率为25%,90%的耳聋小孩的父母听力是正常的,常染色体遗传小结,母亲,X-Linked Recessive Inheritance（XR）,XR的遗传特点,家系中患者较为罕见隔代遗传男性患病，但不遗传男性患者多余女性女性为携带者，可以传递给儿子,XD的遗传特点,患者在家系中较为常见男性患者的女儿均患病男女患病的几率一致,Mitochondrial Inheritance,听力损失与耳聋,听力损失地域人群分布,World Health Organisation 2012,N Engl J Med 2006; 354:2151-2164,耳聋的病因,耳聋的病因,Exposure to loud noiseVirus or diseaseAutoimmune inner ear diseaseHearing loss that runs in the familyAging (presbycusis)Malformation of the inner earMenieres DiseaseHead traumaOtosclerosis TumorsEar infection MalformationForeignImpacted earwaxAllergiesPoor Eustachian tube functionPerforated eardrum,Noise and hearing loss,Age and hearing loss,非综合征耳聋具有的特征听力学改变与年龄相关有症状或无症状或呈进展性遗传方式隐性遗传7580%显性遗传1820%X连锁的或染色体问题,语前耳聋的流行病学,语前性耳聋（2/1000）,特发性的（25%）,非遗传性的（25%）,遗传性的（50%）,非综合征型（70%）,综合征型（30%）,常染色体显性（15%-24%）,常染色体隐性（75%-85%）,X连锁（1%-2%）,DFNB1（50%）,其它DFNB1（50%）,耳部基因与功能,耳部结构与基因,Nat Rev Drug Discov. 2015;14(5):346-65,耳部结构与基因,耳部基因与功能,遗产模式：常染色体显性常染色体隐性X连锁异常Y连锁异常多因素异常线粒体异常,耳聋的遗传方式,耳聋相关临床诊疗指南,遗传学评估与咨询,既往史或围产期历史宫内感染髓膜炎耳毒性药物产前饮酒宫内缺氧黄疸,遗传学评估与咨询,临床检查体检听力测试（包括家庭成员的听力比较）CTMRI神经系统检验耳部检验气道检测文献查阅,遗传学评估与咨询,家族史3-4 代人（包括去世的）父母和同胞的听力状态近亲亲子关系种族和来源地出生时间与出生地生活习惯、工作性质医疗条件文化背景发病时间与年龄,诊断明确的综合征或非综合征遗传性听力损失或耳聋,遗传学评估与咨询,遗传学检测基因检测染色体分析生化检测遗传连锁分析检测的目的出生前（PGD/PGS）新生儿诊断性的预测性的携带者筛查,检测流程,Hum Genet. 2016;135(4):441-50,基因检测的意义,明确诊断，为疾病提供健康管理辅助诊断，为疾病基因治疗提供依据筛选携带者，为患者及家庭提供健康管理优生优育，为植入前产前诊断或筛查提供依据检测肿瘤靶基因，为肿瘤患者提供治疗方案提供科研检测平台，提高科研水平,耳聋基因检测的局限性,有突变不一定有耳聋不能用突变预测耳聋的严重程度不一定能发现基因突变,发现二个突变,未发现突变,发现意义不明的突变,发现一个突变,?,10%,70%,18%,1%,听力损失或耳聋的分子诊断流程,患者就诊,临床诊断,符合入选标准,患者选择是否接受基因检测,患者家属选择是否接受基因检测,检测前宣教,知情同意,基因检测,基因诊断,风险评估,基因或遗传咨询,解决伦理问题,检测对象：临床诊断患者或同家属一起；伦理学：解释基因检测的优缺点；知情同意：务必签署知情同意书；样本采集：按照操作规则进行；检测诊断：根据检测结果作出基因诊断,基因诊断,患遗传疾病的可能性；孟德尔遗传病的复杂性；是否受环境因素的影响；是否存在疾病易感性等,风险评估,Bayes theorem,遗传病分子诊断必需的一步；在对患者或其家属进行基因咨询前，需要先得到基因检测结果，并明确基因型和表型的对应关系和疾病的遗传方式；为准父母提供遗传病的基因信息，并帮助他们确定将这些疾病遗传给孩子的可能性,遗传咨询,Genetics is a Family Business,AR的NSHL,DFNB1是由GJB2和GJB6基因突变导致占NSHL的50%左右GJB2基因突变人群携带率约为1/33其它的50%是由数个不同基因变异导致，目前已发现至少84个基因,Hum Genet. 2016;135(4):441-50,GJB2基因,GJB2基因突变与耳聋,GJB2基因突变与耳聋,SLC26A4基因,Autosomal Dominant Inheritance,X-linked Inheritance,Auditory neuropathy,线粒体变异导致的耳聋,与NSHL相关的基因突变位点,与SHL相关的基因突变位点,MIDD：maternally inherited diabetes mellitus and deafnessKSS：Kearns-Sayre SyndromeMERRF：Myoclonic epilepsy and ragged red fibersMELAS：Mitochondrial encephalopathy, lactic acidosis and stroke-like episodes,SHLAlportBranchio-oto-renalCHARGEJervell & Lange-NielsenNorriePendredSticklerTreacher CollinsUsherWaardenburgPerrault syndrome,SHL与基因变异,耳聋分子检测策略,耳聋基因检测的策略,NSHL基因鉴定的里程碑,Molecular and Cellular Probes 29 (2015) 260-270,McCarthy MI,et al. Nat Rev Genet. 2008;9(5):356-69,基因变异与疾病,McCarthy MI,et al. Nat Rev Genet. 2008;9(5):356-69,新发变异的处理,耳聋基因,基因检测解决方案,单基因 Sanger法基因测序或基因芯片等多基因 基因芯片/高通量测序：已知基因未知基因 基因组全外显子检测,ISO15189认可单位,国家临床重点专科,国家高通量基因测序临床应用试点单位,亲子鉴定单位,临床分子诊断中心资质,分子诊断仪器设备,设备价值：达3000万人民币,检测技术平台,PCR技