【佳學基因檢測】神經(jīng)肌肉疾病相關基因的檢測

神經(jīng)肌肉疾病相關基因的檢測

神經(jīng)肌肉疾病 (NMD) 影響著全球約 1500 萬人。在具有先進認知水平的入環(huán)境中，基于 DNA 的診斷已經(jīng)改變了護理途徑并導致了基因特異性治療。然而，受影響賊嚴重的家庭位于中低收入家庭 (LMIC)，這些家庭獲得基于 DNA 的診斷的機會有限。大多數(shù) (86%) 已發(fā)布的基因數(shù)據(jù)來自中國及歐美國家。這種明顯的基因數(shù)據(jù)不平等妨礙了對遺傳多樣性的理解，并阻礙了所有收入環(huán)境中的正確基因診斷。神經(jīng)肌肉疾病基因檢測建立了基于云的國際協(xié)作合作伙伴關系，以建立多樣化、深度表型和基因特征化的隊列，以提高遺傳結構知識，并可能促進診斷和臨床管理。

神經(jīng)肌肉疾病基因檢測連接了美國，巴西、印度、南非、土耳其、贊比亞、荷蘭和英國的 18 個中心。神經(jīng)肌肉疾病基因檢測共同開發(fā)了基于云的數(shù)據(jù)解決方案，并培訓了 17 名國際神經(jīng)病學研究員進行臨床基因組數(shù)據(jù)解讀。通過定制的生物信息學流程分析單基因和全外顯子組數(shù)據(jù)，并在全球網(wǎng)絡研討會上與臨床和表型數(shù)據(jù)一起審查，以指導遺傳結果決策。

神經(jīng)肌肉疾病基因檢測在前 43 個月招募了 6001 名參與者。初步基因分析“解決”或“可能解決”了約 56% 的患兒。對四種賊常見的臨床類別（肢帶型肌營養(yǎng)不良癥、遺傳性周圍神經(jīng)病、先天性肌病/肌營養(yǎng)不良癥和杜氏肌營養(yǎng)不良癥/貝克爾肌營養(yǎng)不良癥）的深入基因數(shù)據(jù)審查得出約 59% 的“解決”結果和約 13% 的“可能解決”結果。近 29% 的致病變異是新發(fā)現(xiàn)的，增加了多樣化的致病變異知識。未解決的參與者代表了一個新的發(fā)現(xiàn)隊列。該數(shù)據(jù)集為遺傳和轉化研究提供了來自代表性不足的人群的大量資源。

總之，神經(jīng)肌肉疾病基因檢測建立了遠程國際協(xié)作伙伴關系，以評估不同人群中 神經(jīng)肌肉疾?。∟MD)的遺傳結構。它支持基于 DNA 的診斷，可能實現(xiàn)遺傳咨詢、護理途徑和基因特異性試驗資格。全球基因組神經(jīng)學實踐的其他領域可以采用類似的虛擬伙伴關系，以減少遺傳數(shù)據(jù)不平等并造福全球患者。

關鍵詞：基因組醫(yī)學、遺傳性神經(jīng)肌肉疾病、能力建設、中低收入家庭、平等與多樣性

Wilson等人介紹了一項國際合作的研究成果，該合作旨在研究來自 12 個中低收入地區(qū)的代表性不足的多樣化人群中神經(jīng)肌肉疾病的遺傳原因。在 55% 的病例中確定了遺傳原因，30% 的變異是新的，這提高了人們對神經(jīng)肌肉疾病遺傳學的理解。

神經(jīng)肌肉疾病基因檢測將診斷與治療的影響

據(jù)估計，全球有 1500 萬兒童和成人患有神經(jīng)肌肉疾病 (NMD)。它們會導致預期壽命縮短或終身慢性殘疾，對個人和經(jīng)濟造成影響。雖然個別情況下很少見，但總體而言，它們約占所有非傳染性神經(jīng)系統(tǒng)疾病的 20%。在中低收入家庭 (LMIC)，神經(jīng)肌肉疾?。∟MD)的患病率和發(fā)病率報告不足，因為診斷僅限于少數(shù)?？浦行?，而這些中心可能在地理位置上遠離大部分符合條件的人群。

在高收入環(huán)境中，診斷技術的改進，尤其是基因分析，為患者護理途徑帶來了重大進展。許多通過正確的 DNA 診斷實現(xiàn)的干預措施相對便宜，包括遺傳咨詢、廣泛使用的藥物的量身定制應用、已知并發(fā)癥的篩查（例如心臟、呼吸、胃腸、代謝）和物理治療?；蜻M步也帶來了新的先進療法，例如 RNA 靶向方法（用于脊髓性肌萎縮癥 (SMA)）和 AAV 介導的基因療法或針對 SMA 和杜氏肌營養(yǎng)不良癥 (DMD)的試驗。

實現(xiàn)中低收入家庭患者 DNA 診斷益處的關鍵挑戰(zhàn)在于，大約 86% 的已發(fā)表基因組研究來自主要為收入較高的人群，而非高收入人群的代表性不足。 對高收入人群以外的遺傳多樣性的了解有限。更好地了解 神經(jīng)肌肉疾?。∟MD)分布和相關的表型和遺傳變異需要大量、多樣化、表型正確的患者和家族隊列，并具有相關的遺傳數(shù)據(jù)。隊列的其他益處包括為代表性不足的人群生成等位基因頻率數(shù)據(jù)以幫助變異分類，以及將參與者與臨床試驗和新療法聯(lián)系起來的潛力。

這里神經(jīng)肌肉疾病基因檢測描述了神經(jīng)肌肉疾病基因檢測在七個家庭的 18 個中心建立 神經(jīng)肌肉疾?。∟MD)基因組醫(yī)學合作伙伴關系的方法和遺傳結果。

國際神經(jīng)肌肉疾病基因組醫(yī)學中心的結構

國際神經(jīng)肌肉疾病基因組醫(yī)學中心 (ICGNMD) 于 2019 年 6 月成立，目前仍在運行。合作站點（補充表 1）建立了一致的、當?shù)嘏鷾实难芯?，以招?神經(jīng)肌肉疾?。∟MD)患者和親屬加入國際隊列，并有效遵守所有道德和法規(guī)共享材料和數(shù)據(jù)（有關道德和數(shù)據(jù)存儲和共享的更多詳細信息，請參閱補充材料）。參與者的納入標準是經(jīng)訓練有素的臨床神經(jīng)科醫(yī)生臨床診斷的疑似遺傳性神經(jīng)肌肉疾病或為近親?？梢园ň哂挟?shù)鼗蛟\斷的參與者，或者重新分析未解決的當?shù)厝怙@子組測序 (WES) 數(shù)據(jù)。英國合作站點也可能招募居住在英國的參與者（通常具有現(xiàn)有的基因測試數(shù)據(jù)）；但是，本文僅考慮來自中低收入合作站點的參與者數(shù)據(jù)。

國際監(jiān)管和道德環(huán)境非常復雜，獲得所有監(jiān)管和道德批準以平衡數(shù)據(jù)和材料可及性與患者權利非常具有挑戰(zhàn)性，需要經(jīng)驗豐富的本地團隊的細致投入。

建設未來基因組醫(yī)學能力對于所有合作伙伴實現(xiàn)正確醫(yī)療效益至關重要。因此，神經(jīng)肌肉疾病基因檢測任命了 17 名研究員來支持招聘、數(shù)據(jù)錄入和結果解釋。其中 12 名研究員駐扎在中低收入家庭，都在當?shù)匕l(fā)展事業(yè)。研究員被指派一名中低收入家庭首席研究員 (PI) 和一名英國 PI 進行指導和能力建設；監(jiān)督與定期遠程培訓和數(shù)據(jù)解釋同時進行，研究員和 PI 都認為這種做法非常有效。

對所有神經(jīng)病學研究員進行面對面的研究入職培訓，重點是將標準化數(shù)據(jù)輸入 ICG神經(jīng)肌肉疾?。∟MD)REDCap 數(shù)據(jù)庫，其中包括人類表型本體 (HPO) 術語、標準臨床評估量表和匯總遺傳數(shù)據(jù)（有關數(shù)據(jù)庫工具，請參閱補充材料），然后定期進行在線進修培訓。由于并非所有站點都能訪問所有調(diào)查（例如 MRI 通常不可用），因此少有強制的數(shù)據(jù)輸入是：先證者或與先證者的關系、診斷類別（臨時臨床診斷）、性別、招募時的年齡以及陽性和陰性 HPO 術語。可以記錄重復測量（例如血肌酸激酶）和進展指標，但該研究主要是橫斷面研究，反映了重新評估可能難以前往診所的參與者的挑戰(zhàn)。

ICGNMD基因分析和數(shù)據(jù)報告生成

在征得同意并收集數(shù)據(jù)后，國際遠程專家組“基因分析決策”會議討論了賊合適的初步基因分析。所有 PI 都參加了這些會議，它們也充當了研究員的培訓論壇。臨床表型和任何研究數(shù)據(jù)都支持應用特定單基因測試（例如針對 SMA 的 MLPA）或 WES（補充材料）的決定，并可選用基因分型陣列來檢測大的結構或拷貝數(shù)變異和/或進行連鎖分析。測試通常首先是先證者，如果需要和/或可用，則擴展到親屬（圖）。巴西、南非和贊比亞的合作伙伴將 DNA 送往英國；然而，印度和土耳其的合作伙伴按照商定的標準生成了假名原始數(shù)據(jù)，并共享這些數(shù)據(jù)以進行集中分析。

圖1：ICG神經(jīng)肌肉疾?。∟MD)工作流程，包括基因分析決策和結果審查中的國際討論關鍵節(jié)點。ICG神經(jīng)肌肉疾?。∟MD)研究員的培訓涵蓋了這一途徑。DMD = 杜氏肌營養(yǎng)不良癥；FSHD = 面肩肱型肌營養(yǎng)不良癥；MLPA = 多重連接依賴性探針分析；SMA = 脊髓性肌萎縮癥；WES = 全外顯子組測序；WGS = 全基因組測序。

單基因測試 (SGT) 結果由 ICG神經(jīng)肌肉疾?。∟MD)合作站點的訓練有素的工作人員審查。原始 WES 數(shù)據(jù)通過通用生物信息學流程進行分析（補充材料），并由 ICG神經(jīng)肌肉疾?。∟MD)研究員支持解釋和呈現(xiàn)遺傳結果。WES 候選變異優(yōu)先級遵循十萬基因組計劃開發(fā)的修改協(xié)議。初步分析集中于在經(jīng)專家審查的基因組（https://panelapp.genomicsengland.co.uk/）中存在的基因子集中次要等位基因頻率 <0.01（常染色體隱性遺傳）和 <0.001（常染色體顯性遺傳）的變異，與參與者的 HPO 術語和表型比對。如果沒有報告顯著的遺傳變異，則應用擴展流程分析（結構和拷貝數(shù)、線粒體、重復擴增、從頭分析）。為了賊大限度地提高可重復性，實施了開源且維護良好的軟件工具和數(shù)據(jù)庫。鑒于其非歐洲血統(tǒng)數(shù)據(jù)相對有限，且缺乏亞群分辨率（例如針對特定的印度和非洲種族） ，神經(jīng)肌肉疾病基因檢測補充了包括 gnomAD 13在內(nèi)的大規(guī)模人口數(shù)據(jù)資源，并在當?shù)厝丝?4-18和不斷增長的 ICG神經(jīng)肌肉疾?。∟MD)內(nèi)部數(shù)據(jù)集中生成了額外的等位基因頻率數(shù)據(jù)。

審查了優(yōu)先變異，并使用美國醫(yī)學遺傳學學會 (ACMG) 標準對潛在致病變異進行分類。當鑒定出致病/可能致病變異并與表型（隱性遺傳疾病中的兩個變異/純合）相符時，結果被歸類為“已解決”。如果根據(jù)群體頻率（<0.01% 頻率）、生物信息學預測和臨床表型存在強候選變異（兩個變異/純合隱性遺傳疾?。鶕?jù) ACMG 標準，至少一個變異被歸類為意義不明確的變異 (VUS)，則結果被歸類為“可能已解決”。在對疾病類別的亞組進行進一步的手動管理時，根據(jù) gnomAD、ClinVar、DECIPHER、VarSome、PubMed 和 Google 審查被認為與每個患者相關的罕見變異，以確定是否以前報告過。如果在所有這些來源中都不存在變異，則將其歸類為“新型”。

神經(jīng)肌肉病的基因解碼結果

盡管出現(xiàn)了 SARS-CoV-2 大流行，神經(jīng)肌肉疾病基因檢測仍建立了表型分析、基因分析和數(shù)據(jù)共享平臺，連接巴西、印度、荷蘭、南非、土耳其、英國和贊比亞的各個中心。神經(jīng)肌肉疾病基因檢測開發(fā)了遠程培訓和全球網(wǎng)絡研討會來討論參與者并支持基因分析和結果解釋的決策。截至 2023 年 1 月，6001 名參與者（包括 3631 名先證者）已同意并提供了 DNA（補充表 2）。大多數(shù)在印度（3578 名參與者，占總數(shù)的 60%），其次是巴西（979 名參與者，16%）、南非（737 名參與者，12%）、土耳其（578 名參與者，10%）和贊比亞（129 名參與者，2%）。該隊列包括 337 名（9% 先證者）參與者“局部基因解決”或在研究開始時有現(xiàn)有基因數(shù)據(jù)可供審查。大多數(shù)（3294, 91%）參與者之前沒有進行過基因測試。

65% 的參與者為男性，35% 為女性。招募受試者時的中位年齡為 26 歲，其中 35% 的受試者年齡在 18 歲或以下（補充圖 1）。使用 1000 基因組群體作為祖先估計的背景，經(jīng) WES 測試的 82% 的個體具有非歐洲血統(tǒng)（補充圖 2）。根據(jù)目前的招募情況，神經(jīng)肌肉疾病基因檢測估計到第 5 年末（即 2024 年 6 月），受試者規(guī)模將超過 10,000 人。

表型譜

神經(jīng)肌肉疾病基因檢測招募了一群具有廣泛 神經(jīng)肌肉疾?。∟MD)的人（圖 2和補充表 3）。截至 2023 年 1 月中旬，按初步臨床診斷，總招募人數(shù)包括 18.1% 的肢帶型肌營養(yǎng)不良癥 (LGMD)、15.5% 的遺傳性周圍神經(jīng)病 (PN)、9.4% 的先天性肌病或先天性肌營養(yǎng)不良癥 (CM/CMD) 和 8.6% 的杜氏肌營養(yǎng)不良癥或貝克爾肌營養(yǎng)不良癥 (DMD/BMD)。其他類別的貢獻均低于 7%。四種賊常見的 神經(jīng)肌肉疾病（NMD)類別與世界各地中心報告的類別一致。

圖 2：按招募家庭/地區(qū)劃分的 REDCap 臨床診斷類別招募。藍色 = 巴西；灰色 = 土耳其；淺藍色 = 贊比亞；紅色 = 南非；黃色 = 印度。DMD = 杜氏肌營養(yǎng)不良癥；FSHD = 面肩肱型肌營養(yǎng)不良癥；MD = 肌營養(yǎng)不良癥。

遺傳數(shù)據(jù)結果

截至 2023 年 1 月，神經(jīng)肌肉疾病基因檢測將報告 978 項新的基因分析（包括 547 例先證者 WES 和 274 例先證者 SGT），遵循圖。1. 50% 的接受 SGT 的患兒得到了解決（補充表 4）。先進次患兒 WES 數(shù)據(jù)審查確定了 223 個（41%）需要“解決”的變異和 83 個（15%）“可能解決”參與者 神經(jīng)肌肉疾病（NMD)的變異（合并 WES 解決/可能解決率為 56%）。單基因測試和 WES 相結合產(chǎn)生了 43.8% 的“解決”結果。以下是深入審查患兒單基因測試和 WES 結果后的遺傳摘要數(shù)據(jù)，這些結果針對招募水平賊高的四個臨床診斷類別（PN、LGMD、CMD/CM 和 DMD/BMD），以證明第 4 年階段的項目價值。這些類別合計代表了 3631 名研究患兒中的 1875 名（占隊列的 51.6%）和 2023 年 1 月可用的 547 個外顯子組中的 340 個（62%）

遺傳性周圍神經(jīng)病

分析了 181 名推測患有遺傳性周圍神經(jīng)病的參與者（114 名巴西人、16 名印度人、51 名南非人）。80 名先證者的單基因測試診斷率為 54% (43/80) [ GJB1（26 名參與者；32.5%）、PMP22重復（14 名參與者；17.5%）、FXN（2 名參與者；2.5%）、 HNPP 基因診斷的PMP22缺失（1 名參與者；1.25%）]。除 7 名 SGT 陰性的先證者外，其余所有先證者隨后均進行了 WES。131 名先證者的 WES 結果為 40 個（31%）已解決，28 個（21%）可能已解決，63 個（48%）未解決。SGT 和 WES 的綜合診斷率（已解決）為 46% (83/181)，其中 15% (28/181) 被歸類為可能已解決（圖 3A）。綜合解決的結果涉及27個基因（圖 3B)，其中GJB1、PMP22重復和MFN2賊常見，分別在 29 名 (16%)、14 名 (8%) 和 4 名 (2%) 參與者中出現(xiàn)。WES 鑒定出的賊常見變異是基因MFN2 (4 名參與者，3%)、GJB1 (3 名參與者，2.3%)、MPZ (3 名參與者，2.3%)、PRX (3 名參與者，2.3% )和SH3TC2 (3 名參與者，2.3%)。在 19 個基因中鑒定出 22 個新的遺傳變異（13 個致病/可能致病，9 個 VUS）（表格1）。

圖 3:基因分析結果。( A ) 周圍神經(jīng)病 (PN)、肢帶型肌營養(yǎng)不良癥 (LGMD)、先天性肌病/先天性肌營養(yǎng)不良癥 (CM/CMD) 和杜氏肌營養(yǎng)不良癥/貝克爾型肌營養(yǎng)不良癥 (DMD/BMD) 隊列的結果。( B ) ( i ) 遺傳性 PN；( ii ) LGMD；和 ( iii ) CM/CMD“已解決”隊列的基因組成，顯示在每個命名基因中檢測到變異的患兒數(shù)量。PMP22 del = PMP22基因缺失；PMP22 dup = PMP22重復；PMP22 pm = PMP22點突變。

表格1:在遺傳性周圍神經(jīng)病變（神經(jīng)病變）人群中發(fā)現(xiàn)的新遺傳變異

ACMG = 美國醫(yī)學遺傳學會；LP = 可能致病；VUS = 意義不明確的變異。

先天性肌病和肌營養(yǎng)不良癥

107 名先證者接受了 WES 治療（72 名南非人、22 名土耳其人、10 名巴西人、3 名印度人），其中 57 名（53%）先證者已得到解決（16 個基因），20 名（19%）可能得到解決（18 個基因），30 名（28%）尚未得到解決（圖 3A）。診斷率（“解決/可能解決”結果）在不同人群中變化在 0 到 60% 之間。STAC3 (28)、RYR1 ( 8) 和COL6A2/3 (5) 是已解決的先證者中賊常見的基因（圖 3B在 14 個基因中發(fā)現(xiàn)了 21 個新的遺傳變異（12 個可能致病，9 個 VUS）（表 2）。

表 2:在先天性肌病/先天性肌營養(yǎng)不良癥 (CM/CMD) 群體中發(fā)現(xiàn)的新型遺傳變異

ACMG = 美國醫(yī)學遺傳學會；LP = 可能致??；VUS = 意義不明確的變異。

肢帶型肌營養(yǎng)不良癥

85 名患者接受了 WES 治療（47 名印度人、13 名土耳其人、11 名巴西人、12 名南非人、2 名贊比亞人），其中 37 名（44%）患者的基因得到解決（16 個基因），14 名（16%）患者的基因可能得到解決（12 個基因），34 名（40%）患者的基因尚未得到解決（圖 3A)。DYSF ( 10)、CAPN3 (9) 和GNE (3) 是已解決的先證者中賊常見的基因（圖 3B在 10 個基因中發(fā)現(xiàn)了 15 種新的遺傳變異（7 種致病/可能致病，8 種 VUS）（表3）。

表3：在肢帶型肌營養(yǎng)不良癥 (LGMD) 和杜氏/貝克爾型肌營養(yǎng)不良癥 (DMD/BMD) 患者群中發(fā)現(xiàn)的新型遺傳變異

ACMG = 美國醫(yī)學遺傳學會；LP = 可能致?。籚US = 意義不明確的變異。

a在兩名不相關的參與者中發(fā)現(xiàn)了HSPG2 c.14C>T變體。

杜氏肌營養(yǎng)不良癥和貝克氏肌營養(yǎng)不良癥

除贊比亞外，在合作站點中，多重連接探針擴增 (MLPA) 檢測抗肌萎縮蛋白 ( DMD ) 基因缺失和重復相對容易；從而能夠招募強大的“已解決”ICG神經(jīng)肌肉疾病（NMD)參與者，將 DMD 和 BMD 與新數(shù)據(jù)相結合。審查了 102 名 (94%) 先證者的 DMD MLPA 數(shù)據(jù)，以及總共 108 名先證者（64 名印度人、41 名南非人、3 名巴西人）的 17 個 ICG神經(jīng)肌肉疾?。∟MD)外顯子組。106 名 (98%) 患者的 MLPA 和 WES 均已解決（81 名 DMD、23 名 BMD、2 名有癥狀的女性攜帶者），2 名 (2%) 患者的 MLPA 和 WES 均未解決。91 名 (86%) 患者的診斷來自DMD MLPA，15 名 (14%) 患者的診斷來自 WES 已解決的結果（圖 3A在已解決的隊列中，85 名 (80%) 患者有缺失，12 名 (11%) 患者有無義變異（點突變），7 名 (7%) 患者有重復，2 名 (2%) 患者有剪接變異（圖 4)。所有 BMD 患者（23/23）均存在框內(nèi)缺失/重復。在 69 個涉及缺失/重復的 DMD 結果中，59 個（86%）為移碼，8 個（11%）為框內(nèi)，2 個（3%）涉及初始或末端DMD外顯子。在兩名有癥狀的女性攜帶者中，一名攜帶無義變異，另一名攜帶框外缺失。印度和南非人群中不同類型DMD變異的患病率存在??顯著差異（Fisher 正確檢驗，P < 0.001）。在 64 名已解決的印度參與者中，60 名（94%）攜帶缺失，3 名（5%）攜帶無義變異，1 名（1%）攜帶剪接變異。沒有印度患者出現(xiàn)重復。在 40 名已解決的南非參與者中，24 名（60%）攜帶DMD的缺失，8 名（20%）攜帶無義變體，7 名（17%）攜帶重復，1 名攜帶剪接變體（圖 4）。巴西的兩個已解決結果歸因于DMD缺失和無義變異。對整個隊列的DMD斷點的分析揭示了外顯子 45-50 和 10-20 周圍兩個缺失和重復的熱點（圖 5A)。內(nèi)含子 45 (29/92; 32%)、46 (10/92; 11%) 和 48 (15/92; 16%) 中存在反復出現(xiàn)的缺失/重復斷點，其中 59% 的缺失/重復在內(nèi)含子 45–48 內(nèi)有一個斷點。重復遍布整個基因，其中 2/7 發(fā)生在外顯子 2（一個跨越外顯子 2–7），2/7 發(fā)生在外顯子 18，外顯子 17、45 和 55 各有 1/7。無義變異遍布整個基因，外顯子 4 至 72 之間（圖 5A)。印度和南非人群中影響DMD不同區(qū)域的斷點比例存在顯著差異。在涉及外顯子 45-48 斷點的 54 個缺失/重復中，40/54 (74%) 來自印度人群，而 13/54 (24%) 來自南非人群。南非人群中基因近端 5′ 端（外顯子 10 之前）斷點的缺失/重復比例也相對較高，為 9/31 (29%)（6 個涉及外顯子 1-3），而印度人群為 3/60 (5%)（圖 5B)。WES 發(fā)現(xiàn)了兩種新的致病性DMD變異（一種剪接變異和一種移碼缺失）。在 85 名患有缺失的患者中，44 名（52%；33 名印度人和 11 名南非人）可能適合反義寡核苷酸 (ASO) 外顯子跳躍療法。29 名患者（22 名印度人、7 名南非人）攜帶適合接受已獲許可的外顯子跳躍 ASO 療法治療的缺失，這些療法針對外顯子 45（9）、51（14）和 53（5）；一名患者攜帶外顯子 52 缺失，適合外顯子 51 或 53 跳躍。在其余 15 名適合外顯子跳躍的缺失患者中，6 名（40%）適合跳躍外顯子 44，這是一種目前正在臨床試驗中的 ASO。

圖 4：杜氏肌營養(yǎng)不良癥 (DMD) 患者中檢測到的變異，結果為“已解決”。藍色 = 缺失；灰色 = 重復；橙色 = 剪接；紅色 = 無意義。

圖 5：杜氏肌營養(yǎng)不良癥 (DMD) 變異的分布。( A )整個群體中致病性DMD遺傳變異的外顯子分布。( B ) ( i ) 印度和 ( ii ) 南非群體中致病性DMD遺傳變異的外顯子分布。藍色 = 缺失；灰色 = 重復；橙色 = 剪接；紅色 = 無意義。

神經(jīng)肌肉病基因檢測的業(yè)內(nèi)共識

近年來，神經(jīng)肌肉疾?。∟MD)的基因發(fā)現(xiàn)和基因診斷取得了顯著進展?；颊咭虼耸芤?，包括正確診斷、遺傳咨詢、改善護理途徑（包括并發(fā)癥篩查和預防），以及可能獲得臨床試驗和疾病改良基因療法。然而，盡管大多數(shù) 神經(jīng)肌肉疾?。∟MD)患者生活在中低收入家庭，但這些好處和影響迄今為止在低收入環(huán)境中仍然有限或不存在。在這里，神經(jīng)肌肉疾病基因檢測探索了一種主要的遠程方法，用于連接學術合作伙伴并建立國際能力，以對中低收入家庭的 神經(jīng)肌肉疾?。∟MD)患者進行隊列開發(fā)和基因分析。神經(jīng)肌肉疾病基因檢測利用了基因分析的主要特點，即可以遠程收集樣本并以相對較低的成本運送進行 DNA 提取，從而能夠納入地理上分散的患者群體并實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟。神經(jīng)肌肉疾病基因檢測利用賊新的計算工具和高性能集群來實現(xiàn)序列數(shù)據(jù)的高效遠程處理。神經(jīng)肌肉疾病基因檢測使用低成本的基于云的數(shù)據(jù)庫來支持遠程站點之間快速安全地共享表型數(shù)據(jù)。具體來說，神經(jīng)肌肉疾病基因檢測 (i) 測試了國際協(xié)作分布式基因組醫(yī)學伙伴關系的可行性，以建立多樣化、深度表型和遺傳特征化的隊列；以及 (ii) 評估部署這種伙伴關系和隊列以了解遺傳結構和提前診斷。神經(jīng)肌肉疾病基因檢測報告了 3600 名先證者和 6001 名參與者，他們共同代表了新的全球隊列的首批招募者，其中包括以前代表性不足的人群。

與當?shù)?PI 和英國 PI 合作的訓練有素的研究員網(wǎng)絡組建了一支具有深度表型的 神經(jīng)肌肉疾病（NMD)兒童和成人隊列。43 個月后（2019 年 6 月至 2023 年 1 月），REDCap 數(shù)據(jù)庫中記錄了超過 3600 名先證者的詳細臨床表型和病史，以及超過 2300 名受影響和未受影響（主要是一級）家庭成員。男性：女性先證者比例（平均 1.86）高于其他 神經(jīng)肌肉疾?。∟MD)登記處報告的比例。這可能受到某些招募站點的轉診模式和/或社會經(jīng)濟環(huán)境對就診能力產(chǎn)生不同影響的影響。

數(shù)據(jù)表明，患有各種神經(jīng)肌肉疾病的患者參加了 ICG神經(jīng)肌肉疾病（NMD)研究，其頻率與歐洲中心的報告大致相同。賊常見的 神經(jīng)肌肉疾?。∟MD)臨床診斷是遺傳性周圍神經(jīng)病、LGMD、CM/CMD 和杜氏肌營養(yǎng)不良癥或貝克爾肌營養(yǎng)不良癥，共占該群體的一半以上。

審查超過 820 個先進患者結果（單基因測試和外顯子組）顯示“解決”率約為 44%，而“可能解決”率約為 15%（即 59% 已解決/可能已解決）。深入審查的四種賊常見疾病類別的解??決率增加到 58% 以上（LGMD 44%、PN 46%、CM/CMD 53%、DMD/BMD 98%，增加到 LGMD 60%、PN 61% 和 CM/CMD 72%）（DMD/BMD 沒有變化），當包含“可能解決”數(shù)字時。

WES 解決的 44% LGMD 包括CAPN3、DYSF和GNE變異，這些變異的頻率與之前報告的頻率相似，其中22 個是新變異，還有 16 個是新變異。總體而言，每 3.5 個被認為致病的 LGMD WES 變異中就有 1 個是新變異。

遺傳性周圍神經(jīng)病變的解決率為 46%，其中包括針對常見遺傳原因的單基因檢測。遺傳性周圍神經(jīng)病變隊列中發(fā)現(xiàn)的賊常見致病基因（PMP22重復和GJB1變異）與之前歐洲和美國的研究中描述的基因相似。在神經(jīng)肌肉疾病基因檢測的隊列中， GJB1變異的患兒（29 名參與者，16%）比PMP22重復的患兒（14 名參與者，8%）多，而其他隊列描述的PMP22重復參與者的比例更高，通常超過 50%（例如美國/英國/歐洲研究 61% PMP22重復；10% GJB1變異）。造成這種情況的一個可能原因是本研究中的 114/181 名患兒來自巴西，其中許多招募的參與者排除了PMP22重復。

先天性肌病和肌營養(yǎng)不良癥的“解決”率相當，為 53%，涉及 16 個基因，包括STAC3、RYR1和COL6A2/3中的已知變異以及 14 個基因中的 21 個新變異。COL6A1和TTN相關 CM/CMD（兩種賊常見的形式）的解決患者明顯不足26-29，進一步的 WES 正在進行中。

肌營養(yǎng)不良蛋白基因診斷率很高（98%），其中 MLPA 和 WES 分別貢獻了 86% 和 14% 的診斷。與之前的研究一致，缺失和重復賊為常見（87% 的參與者已解決）。印度和南非隊列之間的比較發(fā)現(xiàn)，DMD 基因內(nèi)兩種類型的遺傳變異（缺失、重復、無義、剪接變體）及其分布（包括內(nèi)含子斷點）存在差異。南非隊列顯示出更多的重復和無義突變，以及基因近端 5′ 端內(nèi)含子斷點比例更高。這可能是由于隊列規(guī)模的差異和患者招募的差異（例如通過 MLPA 本地解決的患者與未解決的患者）造成的，然而據(jù)報道，南非人群中大量缺失的比例相對較低。探究這一觀察結果的原因非常重要，因為它可能對外顯子跳躍療法的適用性有影響。

總體而言，神經(jīng)肌肉疾病基因檢測的數(shù)據(jù)表明，根據(jù) 神經(jīng)肌肉疾?。∟MD)診斷類別，44–98% 的 LMIC 患者可以通過單基因測試和/或 WES 獲得正確的基因診斷，從而產(chǎn)生潛在益處。神經(jīng)肌肉疾病基因檢測增加了與 神經(jīng)肌肉疾?。∟MD)相關的已報告遺傳多樣性，因為每 3.5 個突變中就有 1 個是新變異。這些數(shù)據(jù)還表明，另外 15% 的具有強 VUS 候選和“可能已解決”分類的先證者需要進一步評估/功能研究以確認致病性，從而為發(fā)現(xiàn)研究和藥物洞察帶來相應的好處。28% 的先證者未發(fā)現(xiàn)令人信服的變異，這代表了一個重要的新多樣化發(fā)現(xiàn)隊列，需要進一步分析，包括全基因組和長讀方法。

ICG神經(jīng)肌肉疾?。∟MD)團隊和成果依賴于過去十年間建立的小規(guī)模國際合作，建立信任和對當?shù)厝丝?、設施和觀點的相互理解。此類合作受益于本地計算和數(shù)據(jù)及材料存儲基礎設施、小規(guī)模啟動資金、促進臨床和基因數(shù)據(jù)互操作性的舉措以及基因匹配平臺。該伙伴關系具有額外的雙向利益潛力，包括加深對 VUS 的了解，這與所有家庭的 神經(jīng)肌肉疾病（NMD)患者都息息相關，并且該伙伴關系是建立擴大檢測能力、量身定制的護理指南和臨床試驗準備的基礎。

總之，神經(jīng)肌肉疾病基因檢測證明了使用基于云的平臺建立虛擬的國際協(xié)作伙伴關系并利用大數(shù)據(jù)來描述從許多中低收入家庭招募的多樣化隊列中存在的表型和致病變異是可行的。超過一半的測試參與者獲得了基于研究的基因診斷，為患者提供了正確的 DNA 診斷的潛在益處，并證明了在臨床試驗中納入更多不同人群的可行性。神經(jīng)肌肉疾病基因檢測認識到這項研究存在局限性。神經(jīng)肌肉疾病基因檢測沒有試圖收集流行病學數(shù)據(jù)，神經(jīng)肌肉疾病基因檢測的研究不允許得出關于神經(jīng)肌肉疾?。∟MD)或基因的發(fā)病率或流行率的結論。另一方面，這項研究是在“真實世界”的環(huán)境中進行的，反映了每個中低收入家庭中心的當前實踐，并表明盡管存在局限性，但在這個以前未進行過基因測試的人群中，跨神經(jīng)肌肉疾?。∟MD)解決率可以達到 44-59%。這項工作表明，通過這種虛擬伙伴關系可以潛在地解決獲得正確 DNA 診斷的地理不平等問題。這些對于所有合作伙伴和更廣泛的研究界來說具有真正的雙向價值。增加對遺傳多樣性的了解可以提高對變異的高效解釋，從而提高低收入和高收入環(huán)境中患者的遺傳診斷的正確性。