【罕见病】辗转多年仍无法确诊的他们,在新技术下终于释然

Elizabeth Davis(上图)在6岁时突然开始用脚趾走路,此后她一直在寻找这一问题的答案。随着时间的推移,她开始出现其他症状,包括足痛、下肢无力、双臂周期性无力、声音低沉等。当她走路时,膝盖会蜷一起,足趾向下卷曲。在她成年后,她连一些简单的事情(如买东西)都无法独立完成。

这些年,Davis看了无数的医生。从九岁起,骨科专家先后四次为其行足跟腱延长手术。神经学家对她的大脑和脊柱进行了MRI扫描。但是没有医生能确诊她所患何病。在她三十多岁时,一名医生认为她可能患有脑瘫,后来她被诊断为遗传性痉挛性截瘫(hereditary spastic paraplegia),但没有人能够确定。“我只是想知道100%的确诊结果”,Davis说,她现在40岁,已是两个孩子的母亲, “但是没人能告诉我答案。”

最终,在2012年,Davis参加了一项试验,该试验由北卡罗来纳大学开展,科学家使用血液样本来测序她的外显子。历经三十多年的等待,她终于知道了自己的问题所在:GCH1基因突变。该突变提示,一种名为左旋多巴的药物可能对她有效,该药可为大脑提供多巴胺,帮助治疗帕金森症患者。三天后,她站在商店里,感觉足趾不再卷曲。两个月后,她在无人陪伴下漫步至诊所,这是她17年来首次不用拄拐。

这样的故事为下一代基因测序有可能改变人们的生活带来了希望。现在基因测序变得更加便宜,在罕见病诊断方面不断取得进展,给出医学之谜的答案。但北卡罗莱纳大学的医学遗传学家James Evans则认为要持谨慎态度。Davis疾病症状的完全消退,让她成为了一个罕见的例外。如何解释海量遗传密码中的小标志,仍然存在极大的不确定性。甚至当明确诊断出现时,医生通常也无能为力。

“有很多患者年复一年进行多项检查。如果选择做基因测序,也许能得到一个答案”,加拿大多伦多病童医院的遗传学家Christian Marshall如是说,“它可以结束一个人的诊断之旅”。

“全球基因”(Global Genes)(美国患者权益维护组织)估计,全球有3.5亿人罹患罕见病。其中一半是儿童,约80%是遗传病。哈佛大学医学院的分子遗传学家Heidi Rehm说,到目前为止,数十万人接受了外显子组和基因组测序,数以千计的人经测序确诊。她说,有时,诊断使生活改变,甚至拯救生命。当医生发现多个不相关的个体出现同样的罕见病时,医生就能定义新的疾病,可帮助之后的患者更快地找到答案。

尽管存在成功的病例,仍有多达75%的疑似遗传病患者在基因测序后依然没有得到答案。原因之一是,能阅读编码是不够的,困难的是,如何解释它。对于相同的基因组,不同团队经常提供相互矛盾的分析;在最近的一项研究中,9家诊断实验室分析了99个遗传异常,引人注目的是,达成一致的结果最终只占71%。

难以达成一致的原因之一是,遗传变异非常常见。一个典型的基因组包含数百万的遗传变异,这些可能影响也可能不影响个体健康。英国韦尔科姆基金会桑格学院研究所的Matthew Hurles说,一些疾病涉及多个基因变异共同发挥作用。

为找出突变的含义,数个团队正在编译大数据集,并鼓励数据共享。

同时,研究者正试图解决这一问题:当测序结果显示潜在变异,但这些突变又与正在研究的医学问题无关时,应如何应对?例如,对发育延迟的儿童进行测序,可能揭示出高于正常的患乳腺癌或阿尔茨海默病的风险。这些次要结果出现在大约1%的测序人群中,Rehm 说,带来的问题包括如何与患者分享这些结果,以及可能给其家人带来的伤害。

然而,将诊断转化为治疗仍的过程中,仍问题重重。大多数获得答案的患者发现自己处于这样一个境地:新发现疾病没有治疗或治愈手段。不过,许多患者认为,基因组测序仍然带来了一定程度的安宁,尤其是多年来一直在不同的医生间辗转问诊。在有了分子诊断后,患者获得了验证,有一种结束的感觉。他们可以得知,突变是遗传造成的,还是自发获得的,为其家庭提供了有价值的信息。

SophiaMercer是北卡罗来纳州的一名全职母亲。2012年,北卡罗莱纳大学的一项测序研究表明,她5岁的女儿Grace在DYRK1A基因上有突变,这时,她感觉如释重负。在经过多年的检查和错误诊断后,测序结果最终解释了导致Grace身心残疾(包括小头畸形和总体发育延迟)的病因。

Grace现在11岁,还穿着纸尿裤,上课时存在听力障碍。当受到惊吓时,她会用手捂住耳朵跑开,丝毫不考虑自身的安全。基因水平检测,可以帮助医生和专家们排除其他疾病(如多动症)。此诊断也减轻了Mercer的内心的愧疚感,她之前认为一定是她在怀孕期间做了一些错误的事情才导致Grace出现问题。通过Facebook,她还找到了针对DYRK1A突变家庭的国际组织的支持援助。现在Mercer的家庭成员也更加亲密了。“我们了解到也有其他孩子出现与Grace同样的问题。”Mercer说,“能够弄清我女儿身上具体发生了什么状况,这本身就是一个奇迹。”

参考文献:Nature 2016;537:S64-S65

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