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想通过基因检测确诊疾病? 但不确定性更让人糟心

在我们的 DNA 中有如此多的未知数,在医学测试中使用遗传学并不总是带来答案 - 有时它只会带来疑问。
 
现年 57 岁的 AnneMarie Ciccarella 是黑发女郎,说起话来语速很快,有着标准的纽约口音,谈起乳腺癌自认为了如指掌。1987 年她的母亲被诊断患有这种疾病,而其他几位女性亲属也有类似的病症。当医生在她的一个乳房中发现疑似癌症的肿块时,她通过基因检测查到自己体内的 BRCA (乳腺癌易感基因)存在两个突变,据悉约有 20%的乳腺癌病史家族存在着 BRCA 基因突变。
 
Ciccarella 总认为检测结果是积极的,事实并非如此。相反,基因检测仅仅是在 BRCA1 和 BRCA2 基因中确定了未知变体。这完全不同于能够引发疾病的病原性突变或不良因素,检测结论中的不明遗传变异并不足以佐证其癌症病因。
 
“我原本以为基因检测可以告诉我确定的结果,说明我的体内有一个突变基因,导致家族成员的癌症,我也自认为我体内会有这种突变。我不清楚还有第三种,所谓的模棱两可结论,“她指出。 “我没有得到任何信息——浪费了大量的血液得到的却是一个巨大的问号。”
 
成千上万的人已经对体内 BRCA 基因进行了测试,从而增加对自身关于乳腺癌,卵巢癌,前列腺癌和其他癌症遗传易感性的了解。约有 5%的人了解到他们体内 BRCA 基因有不明突变。其他基因的不明突变比例甚至更高:在一项研究中,近 20%的基因检测都显示出存在不明突变结果。
 
纽约哥伦比亚大学生物伦理学家罗伯特·克利兹曼(Robert Klitzman)说:“基因检测存在很大的不确定性。人们希望基因测试像怀孕测试一样,他如是解释——你怀孕了,或者你没有。相反,基因检测更像是天气预报。“而且大多数人都没有准备好如何应付可能性以及不确定性。
 
当科学家认同 BRCA 基因检测结果的一年后,研究人员对一组接受相关基因检测的女性进行调查显示,对基因检测结果不确定的女性明显要比那些获得确定结果的女性更加紧张和焦虑,还要甚于那些被确诊的女性。一项后续研究表明,一个人认为检测结果的风险越高,不确定性越高,她越有可能经历的痛苦越长。
 
早在基因测序结果出来之前,Ciccarella 就根据她的家族病史确定采取双边乳房切除术。对她来说,根据家族病史自己患乳腺癌的问题已经得到了回答,并且是最糟糕的。但她仍然希望为自己的后代提供一些资料,以便让他们知道自己是否有患癌的遗传风险。但像许多家庭一样,他们正在了解到基因测序并不会为每个人提供一个确切的答案。
 
事实上,近些年的研究表明我们每个人都是基因突变的结果。长期以来,人们认为体内的 30 亿个 DNA 如同花岗岩一样不会变化,人与人之间只有细微的差别。学术界也曾经认为很大程度上 DNA 突变都是有害的。
 
时间来到 20 世纪 90 年代末到 21 世纪初,随着人类基因组计划的第一序列揭开面纱,研究人员意识到他们之前关于基因突变的观点与研究结果完全不同。研究发现基因突变并不是会对人体健康产生确定性的影响,而是广泛存在与人体基因中。每个个体平均有 400 个突变,而我们大多数人并没有因为突变的存在而变得更糟。
 
这挑战了遗传学的一些基本原则,以及科学家和医学工作者解释基因测试的基本方式。
 
当瑞典西雅图医学中心遗传咨询师罗伯特·雷斯塔(Robert Resta)在 20 世纪 80 年代末开始研究基因检测结果时,当时的技术只能识别出染色体异常或大量的 DNA 变异。随后尽管引入其他类型的基因检测技术,如用于检测导致囊肿性纤维化等遗传疾病的 CFTR 基因突变,但相关解释仍然是非常简单。因为当时大多数接受 CFTR 基因检测的人都显示出囊性纤维化的临床体征,所以 Resta 可以相信,该基因检测中观察到的突变是导致该疾病的原因。然而,在过去几年中,随着基因检测成本的急剧下降,医生在诊断过程中会更加频繁地要求患者进行 DNA 测试。随着收集到数据横多,研究人员发现人类基因存在突变是一个普遍的状况。
 
“事实证明,突基因变是一种常态。(往常)你总期望在基因中发现突变。这与考虑人类基因组的方式完全不同。如果你没有发现突变,那很有可能是机器在技术实现上有困难,“Resta 坦言。
 
斯坦福大学遗传心血管病中心遗传咨询师 Colleen Caleshu 说,当科学家通过单次测试检测出大量基因突变时,几乎可以确保发现至少一处意义未明位点(VUS)。她补充道:“你检测的基因越多,你发现的变异就越多。我们的基因都存在大量的变化,其中绝大多数都是非常罕见的,罕见的本质就是无法用常理解释。”总而言之,没有足够的数据可以真正解释观察到的现象。
 
这个灰色区域还在不断扩大,因为新一代 DNA 测序技术已经导致在临床中越来越多地使用基因检测来寻找可能与患者症状有关的基因突变。 Resta 指出,无外乎三种可能的结果——致病性,良性或未知。致病性是最不常见的,通过基因检测你更有可能获得的是不确定性。
 
如果临床医生都难以解释遗传检测结果,对患者来说更是困难。 维尼庞巴德(Yvonne Bombard)在过去几年的职业生涯中,曾在多伦多圣迈克尔医院担任基因组学卫生服务研究员,致力于研究普通家庭如何理解基因检测结果。
 
“关于不确定的基因检测结果对家庭有何种影响,这种研究很少——因为技术太新了,”庞巴德说。
 
心理肿瘤学的一项小型研究对 24 名查出患有乳腺癌或卵巢癌的女性进行了调查,这些人进行过相关基因检测,查出了意义未明位点。他们中的许多人对这些结果意味着什么看法并不相同。虽然事经三年,但三分之二的人正确地记得当时检测中提到的变体是未明确的。但当时 79%的基因检测结果会将其解释为发展成癌症的遗传风险较高。其中超过三分之一的病人也根据测试结果对他们的生活进行了重大的医疗干预,但 Resta 和 Caleshu 不推荐。
 
 
 
那些有疑似遗传病儿童的家属也有类似的困惑。 Caleshu 解释说,父母倾向于将任何不属于“良性”的变体解释为儿童疾病的原因。不过,她也认同很难规避这一点,尤其是整个家庭要找到正确答案的时间的确很长。
 
很多病人的家庭常常会对医疗机构感到失望。当病人无法确诊时,他们通常会举手投降。而在没有明确答案的情况下,让人很容易认定测试中确定的遗传变异是错误的。 Caleshu 的主要工作之一就是提供预检咨询,以便让患者了解基因测试的风险和限制。她表示,她的团队改变了结果的表达方式,使患者和医生不会过多解读。然而,即使有正确的遗传咨询,基因检测的不确定性也可能带来更多痛苦。
 
Ciccarella 曾经看过她的母亲忍受化疗的痛苦,并且自己也经历过类似的治疗。如果她能获得相关的遗传信息,从而帮助自己的子孙后代通过筛选,计划生殖以及预防性乳房切除术等方式来避免这种痛苦,那么她决心做到这一点。
 
她决定让另一个实验室重新分析她的遗传检测结果,并要求测序公司 Myriad Genetics 提供相关数据。但 Myriad Genetics 拒绝连这个请求,理由是他们拥有两个 BRCA 基因的检测专利,没有其他人有权利拥有其专有的遗传数据。
 
于是她把希望寄托在美国民权联盟(ACLU)对 Myriad 基因专利提起的诉讼上。如果 ACLU 获胜,那么她可以得到第三方出具的关于其基因变体的意见。 2013 年,美国最高法院做出有利于 ACLU 的裁决,称 Myriad 的专利无效。但 Myriad 仍然以 1996 年出台的《健康保险便携性和责任法案》(Hipaa)为由拒绝公开原始的测序数据。
 
Ciccarella 与 ACLU 和另外三名想要得到其完整基因序列数据的人员合作,并准备在 2016 年向 Myriad 提起诉讼,他们认为 Hipaa 法案实际上保证患者有处理自己基因数据的权利。 5 月 18 日,在诉讼前一天,Myriad 扭转了立场,并向 Ciccarella 和其他人公布了序列数据。Ciccarella 发现,Myriad 将其中一种意义未明点位重新归类为良性,但是当她在公共数据库中查阅这种遗传变体时,并没有发现其分类被改变。
 
“那么谁是对的?这里有两种完全不同的意见——这就是问题。一处支持一个观点,而一个地方说另一个,在女儿刚刚检查出一个可疑肿块时,我又陷入了困惑之中。“Ciccarella 说。
 
Ciccarella 的案件在法庭上得到了解决,但另一个案例显示关于基因检测不确定性的战斗才刚刚开始。 2016 年 2 月,艾米·威廉姆斯(Amy Williams)一纸诉讼将包括 Athena Diagnostics,ADI 控股公司和 Quest Diagnostics(Athena 的母公司)三家公司送上法庭,指控三家公司的基因检测结果与她儿子 Christian 的死亡有关联。
 
克里斯汀出生于于 2005 年 8 月 23 日,是一个看似健康的金发碧眼小天使。但在当年的圣诞节前,他第一次癫痫发作,随后发作的次数越来越多。尽管进行了无数药物治疗和检查,但没有人能弄清楚病因。2007 年初,克里斯汀进行了基因测试,其中包括一个称为 SCN1A 的基因测序。执行基因测试的 Athena 公司称这个孩子基因上存在一个意义未明点位。尽管没有明确的致病遗传变体,其医生还是按照未经确诊的线粒体脑疾病对其进行治疗,这种治疗方法对他持续性的癫痫发作并没有起到很大的作用。
 
2008 年 1 月 5 日,克里斯汀与家人庆祝圣诞节假期后上床睡觉。那天拍摄的视频显示一切并无二样,谁也没想到克里斯汀在第二天早上再没有醒来。死因的官方原因被列为癫痫发作。
 
 
 
六年后,为了有一个完整的家庭,威廉姆斯想要得到自己的 DNA 序列,以了解影响她儿子的疾病是否会影响未来的孩子。她再次通过 Athena 公司对自己进行基因测试,此外她还要求获得克里斯汀 2007 年所作检测的实验室报告。她从修订的报告中了解到,Athena 公司将克里斯汀的意义未明点位重新归类与疾病相关的突变,这表明他有一种称为 Dravet 综合症(也称婴幼儿严重肌阵挛性癫痫)的儿童癫痫疾病。但是之前用于治疗克里斯汀癫痫发作的几种药物对罹患有婴幼儿严重肌阵挛性癫痫的儿童是相当大的副作用,并可能增加死亡风险。
 
威廉姆斯认为,这意味着克里斯汀得到的治疗只会使事情变得更糟。她现在想知道的是 Athena 公司从什么时候开始对遗传变体进行重新分类。作为前特殊教育老师的威廉姆善于发现科学论文中的细微差别,她研究发现在克里斯汀的 DNA 被测试之前,2006 年一个澳大利亚家族曾被确定了相同的 SCN1A 基因突变。更值得注意的是 SCN1A 基因相关专利文献列出了这种突变为致病性。当 Athena 公司拒绝就相关情况做出解释时,威廉姆斯提起了诉讼。
 
她的指控包括雅典娜有足够的资料,从而应当在基因测试前重新对遗传突变进行分类。如果他们这样做,就会改变对克里斯汀的诊断和治疗方法,她的孩子也就可以避免因婴幼儿严重肌阵挛性癫痫发作而去世。
 
Athena 和其他两家公司拒绝这些指控,并认为该案应被驳回。他们指出,2007 年的实验报告强调了基因测试结果的不确定性,婴幼儿严重肌阵挛性癫痫本来可能是克里斯汀癫痫发作致死的原因,也并没有药物副作用的影响。此外,当时公司还强烈推荐进一步测试(比如其父母的测试,也没有额外的费用和开支,但并没有进行)。公司强调只有通过额外的测试才能有确定性的诊断。作为 Athena 母公司的 Quest 公司也拒绝就这一持续的法律诉讼发表评论,但是遗传测序领域的许多人认为今后可能需要做出一些改变。
 
这种情况反映了现代遗传检测的不确定性以及它可能对患者及其家属造成的紧张状况,并说明了临床基因测序实验室受到的关注日益严格,他们如何共享遗传变异数据以及如何解释这些数据受到的审查越来越多。监管机构,研究人员,患者以及测序实验室本身必须共同努力,寻找改进这些过程的方法。
 
现年七岁的苔丝毕格罗(Tess Bigelow)是一个带着阳光微笑的女孩,戴着一副明亮的粉红色眼睛,浅棕色的头发向前卷曲到脸上。2009 年 11 月,在苔丝出生后几个月后,她的父母博和凯特注意到有些事情不太对劲。她没有什么发育标志。到 2010 年 6 月,她的父母意识到有些事情是非常糟糕的。
 
“她并不和别人交流。她就像被上帝抛弃了一样。我们知道她在那里,但我们根本无法得到她,“她父亲说。
 
随着年龄的增长,苔丝并没有开始说话,而站立和走路都有着一些问题。完对身体的全面体检并没有发现什么,所以波士顿的遗传学专家建议对其所有基因进行测序。会诊团队希望这样可以确诊,但是他们事先说明让毕格罗不要抱有太大希望。苔丝的测序揭示了一种名为 USP7 的基因突变,但没有人能肯定这就是她的病因。
 
“无论他们告诉你多少信息,你总期望自己会得到一个明确的答案。但想要有结果很难。 “博毕格罗 (BoBigelow) 如是指出。
 
他开始学习关于 USP7 基因突变的一切,但并没有太多的信息。研究人员刚刚开始研究这种基因突变,毕格罗也找不到任何其他具有 USP7 基因突变的家族。所以他决定看看他能不能通过网络获得帮助。 在 2015 年 8 月一个深夜,毕格罗在 Facebook 写了一篇帖子,详细描述了自己女儿的症状,以及她的基因测序结果。他手指操纵鼠标,点击“分享”。
 
这篇文章像病毒一样传播开来。一个人将其分享到 Reddit,一个研究生又将其引到论文中,引起了德克萨斯州休斯敦贝勒医学院遗传学家克里斯蒂安·沙夫(Christian Schaaf)的注意。他正在研究 USP7 和诸如如 Prader-Willi 综合征等遗传病的关系。
 
USP7 是我们细胞蛋白回收机制的一部分,能够确保细胞快速转储垃圾,从而防止细胞不再需要的垃圾蛋白质所破坏,但同时 USP7 还能够让细胞中的健康蛋白质得以保留。沙夫通过研究自己的遗传测序数据库和搜索其他基因组数据库搜索,怀疑 USP7 中的缺陷可能导致疾病,他发现了 7 例在 USP7 中有突变的儿童临床病例。
 
在 Facebook 帖子能够分享的最后一天,毕格罗收到了来自迈克方丹(Mike Fountain)的一封电子邮件,他是沙夫关于 USP7 突变及其与疾病联系研究论文的合著者之一。第二天早上,方丹向毕格罗简述了其他七个孩子的一系列症状,他们听起来都和苔丝一样。看起来好像他们发现了确凿的证据,但只有更多的实验室研究结果才能佐证这是否是苔丝的病因。
 
像许多有罕见疾病和特殊需要的孩子的父母一样,毕格罗不得不面对这种生活中的不确定性。但他和其他家长以及患者已经开始通过 MyGene2 等门户网站共享遗传数据来帮助他人。MyGene2 由 Michael Bamshad 和 Jessica Chong 创建,主要是让人们分享自己的测序结果,以促进研究和寻找具有类似问题的其他家庭。研究人员也希望通过各种举措减少困扰他们的基因测序不确定性。
 
Heidi Rehm 是马萨诸塞州剑桥博德研究机构的临床医学遗传学家。她带领美国国家卫生研究院的团队创建了两个数据库 ClinVar 以及 ClinGen,从而致力于帮助改善遗传数据的共享和决策。 ClinVar 于 2012 年推出,主要是将遗传变体与症状联系起来。随后 ClinGen 在第二年发布,被描述为“建立一个权威的中心资源库,定义基因和变体在精密医学和研究中的临床相关性”。商业和学术测序实验室都可以使用这两个数据库,结合他们的专业知识,为人们提供关于其遗传变体的最准确描述。
 
大型测序研究结果的存储数据库,如博德研究机构的 Exome Aggregation Consortium,也有助于减少遗传诊断的不确定性。根据 Rehm 的说法,早期的一些成果为意义不明点位提供了重新分类的依据。在重新分类后,大部分意义不明点位都转变为良性,这表明我们所有人体基因固有的正常变异数量非常庞大。
 
在伦敦癌症研究所,纳夫尼·拉赫曼(Nazneen Rahman)领导着一项转基因医学计划,致力于将遗传学纳入医学领域的许多问题。关于基因测试的不确定性,她说我们需要改变我们对意义不明点位以及罕见遗传变体的思考方式。
 
“虽然致病变种罕见,但最罕见的变种往往不会引起疾病,”她解释称,“就像香蕉是黄色的,但大多数黄色物体不是香蕉。从前,我们往往会秉持这样一种观点——除非证明无害,否则我们不应考虑遗传变异的良性。事实上,除非有证据确诊,否则我们应考虑所有遗传变体都是良性的。例如,具有 BRCA 意义不明点位的女性应该以与已知良性遗传变体的女性同等对待。
 
为了更好地处理人类的所有遗传变化,科学家需要对数千万人进行基因测序。获得大量有效信息的唯一方法就是共享数据。但无论数据库的质量有多高,进行基因测序的人有多少,不确定性将永远不会消失。
 
我们的细胞在不断分裂,其中的 DNA 在不断复制,这些永不停歇,突变的出现也不会停止。这种不确定性可能会令寻求答案的患者无可奈何,但确定与不确定,就像 DNA 的双螺旋结构本身一样不可分离。
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