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耳聋基因诊断的临床实践

王国建

   全国性聋病分子流行病学研究数据显示,尽管遗传性耳聋具有广泛的遗传异质性,但大多数非综合征性遗传性耳聋仅由为数不多的几个基因突变所致,从而奠定了在中国开展耳聋基因诊断的理论基础,同时也催生出新的耳聋整体预防思路和方法。本课题致力于通过建立标准化、规范化的耳聋基因诊断、遗传咨询和产前诊断模式,使耳聋基因组研究所取得的伟大成果能够被广泛应用于中国临床遗传性耳聋病因学诊断和聋儿出生缺陷防控的实践,实现其“基础→临床”的顺利转化,从而推动国内临床耳聋基因诊断、遗传咨询和基于耳聋基因诊断的产前诊断工作的广泛开展,最终实现总体降低耳聋发生及出生缺陷的目标。 第一部分耳聋基因诊断及遗传咨询的临床应用 一、聋病分子诊断实验室的规范化建设 临床遗传学实验室是聋病分子诊断的基地,其临床的主体功能是向需求者提供包括实验室诊断和提供遗传咨询的临床遗传服务。由于国内尚无专门针对临床分子遗传学检测实验室进行资格认证的机构和法规,因此,借鉴国外的先进经验和办法,结合国情,按照国内现行的临床基因扩增检验实验室的法律法规,发展自己的聋病分子诊断实验室规范化建设方案,不失为一个行之有效的方法,并将为该领域在我国健康发展奠定坚实的基础。 本研究依据解放军聋病分子诊断中心成立后的大量临床实践,结合国内相应的法规,在实验室的硬件建设(场地和设备)、软件建设(人员配备,检测内容),以及质量管理等方面提出规范化建设的思路,以期为国内聋病分子诊断实验室规范化、标准化建设起到抛砖引玉的作用。 二、临床非综合征性耳聋的基因诊断 自2002年初,解放军总医院聋病分予诊断中心开始常见耳聋基因诊断的临床实践,截至2008年4月20日,已有3202人接受了耳聋基因诊断。本节对这一实践进行全面、系统地总结和讨论,以推动临床耳聋基因诊断的规范化实践,使其得到更为广泛和深入的临床应用。其中,着重论述临床耳聋基因诊断的规范化流程,以及检测内容、策略和方法,分析GJB2、SLC26A4、线粒体DNA 1494/1555突变在不同受检者群体中的阳性检出率情况,分析GJB2基因和大前庭水管综合征相关SLC26A4基因的基因型和表型以及它们之间的关系,绘制GJB2相关耳聋和EVAS的听力曲线模型,并讨论在临床耳聋基因诊断过程中需要注意的一些具体问题。 三、非综合征性耳聋的遗传咨询和产前诊断 遗传咨询是遗传学服务中极为重要的过程和内容,与耳聋基因诊断是不可分割的整体。而基于耳聋基因诊断的产前诊断可以从根本上预防和阻断遗传耳聋,成为实现“预防耳聋出生缺陷”目标的重要步骤和手段。本研究通过对3000余人的耳聋相关遗传咨询实践,以及为34个家庭实施的共37次产前诊断实践,建立了针对非综合征性感音神经性耳聋的基于耳聋基因诊断的遗传咨询和产前诊断的规范化流程和内容,讨论了知情同意在遗传咨询中的重要作用。 四、临床耳聋基因诊断信息管理系统(LIMS)的构建 为顺应医学信息化、网络化的时代要求,我们同北京瑞林萨尔科技有限公司合作,根据耳聋基因诊断临床实践的具体要求,在Linux+Apache+PHP+PostgreSQL的系统平台上,采用B/S分布式数据库系统,研发了国内的首套《耳科患者信息管理系统》。在使用过程中,该系统表现出功能丰富、安全稳定、操作直观快捷、可扩展性强、维护方便、成本低廉等优点,初步实现了对实验室信息的高效、准确的数字化、网络化管理的目标,并为实现系统升级,构建多中心会诊模式的数据交换,以及与HIS系统和检测设备接口进行无缝连接打下了良好的基础和框架。此套软件系统,以及在研发过程中临床医生与软件设计公司建立的良好合作模式将为进一步发展更加先进和完善的实验室网络化信息管理系统奠定了坚实的基础。 第二部分基因芯片技术在耳聋基因诊断中的应用 一、基因芯片技术的临床应用可行性研究 本课题组与博奥生物有限公司合作,在大规模全国聋病分子流行病学调查数据基础上,针对国人非综合征性耳聋的突变热点,将等位基因特异性引物延伸PCR与通用芯片相结合,合作开发出一款遗传性耳聋基因诊断芯片。为评估其在临床应用的可行性,我们应用耳聋基因芯片对158名非综合征性感音神经性耳聋患者进行分子病因学研究。前者可以同时检测四个国人中常见的耳聋相关基因中的9个热点突变,包括GJB2(35delG,176dell6bp,235delC及299_300delAT),GJB3(538C>T及547G>A),SLC26A4(ⅣS7-2A>G、2168A>G)和线粒体DNA 12S rRNA(A1555G)。同时,应用酶切方法或直接测序的方法分别对以上基因编码区序列进行平行检测,以验证基因芯片结果的准确性。结果显示,除两例纯合235delC被判读为杂合外,基因芯片的结果同酶切及测序方法结果一致,后者的阳性患者检出率为70例(44.3%),与芯片检测结果相比无统计学差异(p=0.250)。本研究显示,针对国人常见耳聋相关基因热点突变设计的耳聋基因芯片对非综合征性重度和极重度耳聋患者的突变检出率高(42.41%)。与传统方法相比,它具有快速、高通量、高准确性、低成本等特点,能够满足临床对基因检测的要求;且其操作简单,易于标准化,适于推广,因而显示出广阔的临床应用前景。 二、基因芯片技术在非综合征性耳聋临床快速基因诊断中的应用 为进一步提高检出率和降低成本,我们去除了原有芯片上的GJB2 167delT和SLC26A4 707T>C位点,增加了线粒体DNA 1494C>T突变位点,评估调整后的基因芯片在临床快速耳聋基因诊断中的作用。 结果显示,基因芯片能够检出76%的大前庭水管综合征患者,与测序方法(95%)存在差距。研究提示,测序仍是大前庭水管综合征基因诊断必不可少的检测方法,基因芯片应与测序相结合,共同构建临床耳聋基因诊断平台,后者能更好地将基因芯片的快速、经济、高通量的优势与测序的高准确性和高检出率的优势相结合;另外,在讨论部分,我们根据遗传学规律对不同的芯片检测结果做出了规范化的临床遗传学解释;在芯片检测位点的增加、芯片系统的微型化以及芯片标记技术三个方面对耳聋基因诊断芯片的进一步开发进行了展望。最后,对耳聋基因组学与纳米芯片技术相结合,构建防聋体系所产生的巨大的社会和经济效益进行了评估。 第三部分耳聋基因诊断的推广普及 为使耳聋基因诊断理论和技术能及早为更多的医务工作者、听障患者及其家属了解和使用,我们通过加强门诊和病房的宣传、聋校宣教、开办全国耳聋基因诊断学习班、创建国内首个耳聋基因诊断博客和首个耳聋基因诊断网站、与民间聋人论坛建立合作关系,以及利用新闻媒体、发表论文、参加学术会议等各种方式和方法,对不同层面的对象如医务工作者、听障患者和计生委等妇幼保健者以及与诊聋、防聋事业相关人士进行全方位地宣传和普及,从而探索出一条颇具特色的“普及和推广之路”。经过不到两年的实践,收到了良好的效果,主动求诊的门诊病人数量显著增加,加入到这一行列中来的同行也越来越多。耳聋基因诊断已在人们眼中逐渐褪去了神秘的色彩,成为一个伸手可及的遗传学检测工具。……   
[关键词]:耳聋;GJB2;SLC26A4;线粒体DNA;突变;基因诊断;基因型;表型;基因芯片;实验室信息管理系统
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:中国人民解放军军医进修学院2008年