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《Liver International》2022年刊载的儿童肝病分层基因检测研究

作者及机构
本研究由中国人民解放军总医院第五医学中心（Fifth Medical Center of Chinese PLA General Hospital）的王福川（Fuchuan Wang）、李雅琪（Yaqi Li）、赵森（Sen Zhao）等领衔，联合北京协和医院骨科（Peking Union Medical College Hospital）、山东大学齐鲁医院（Qilu Hospital of Shandong University）、兰州大学第一医院（The First Hospital of Lanzhou University）等多家机构共同完成，发表于《Liver International》2022年第42卷（页码1097–1108），DOI: 10.1111/liv.15235。

学术背景
研究领域与动机
儿童肝病中遗传因素占比显著，但遗传性肝病具有高度异质性和临床表现多样性，给临床诊断和分子诊断带来挑战。既往研究显示，靶向基因panel（targeted gene panel）和外显子测序（exome sequencing, ES）在单基因病诊断中各有优势，但针对儿童肝病的分层检测策略（hierarchical genetic testing）的成本效益和诊断效率尚未系统评估。本研究旨在通过“先panel后ES”的分层策略，探索中国汉族儿童肝病的分子诊断路径。

关键科学问题
1. 分层策略的诊断率是否优于直接ES？
2. 非典型遗传模式（如双基因遗传、双重分子诊断）在肝病中的作用如何？
3. 中国人群特异的致病突变谱有哪些特征？

研究流程与方法
研究对象
纳入2015–2018年131例不明原因肝功能障碍患儿（≤18岁），排除病毒性肝炎、自身免疫性肝炎等非遗传因素病例。根据临床表型分为：威尔逊病（Wilson disease, 15例）、糖原累积症（glycogen storage disease, 23例）、特发性病例（idiopathic, 51例）等11个亚组（表1）。

分层检测策略
1. 第一阶段：166基因panel检测
- 基因选择：覆盖223种单基因肝病，分为12类（补充表S1），包括ATP7B（威尔逊病）、G6PC（糖原累积症Ⅰ型）等。
- 实验方法：采用IDT或Agilent V6捕获探针，Illumina X-ten平台测序。
- 数据分析：使用北京协和医院自主研发的PUMCH流程（PUMCH pipeline）进行变异检测，结合gnomAD和内部4983例中国人群数据库过滤变异。

1. 第二阶段：外显子测序（ES）

   • 适用对象：panel未确诊的84例患儿。
     
   • 特殊变异检测：通过IGV（Integrative Genomics Viewer）手动审查BAM文件，识别拷贝数变异（CNV）和结构变异（如SLCO1B3基因的LINE-1插入）。
     

2. 变异解读

   • 依据ACMG/AMP（American College of Medical Genetics and Genomics/Association for Molecular Pathology）指南，对单核苷酸变异（SNV）和插入缺失（indel）进行致病性分级。
     
   • 双等位基因变异（biallelic variants）需满足隐性遗传病诊断标准。

成本效益分析
模拟比较分层策略与直接ES策略的差异：
- 成本：基于中国医疗服务定价（补充表S2），计算人均成本差异。
- 时间：记录从检测到确诊的平均耗时。

主要结果
1. 诊断率
- panel阶段：47/131例确诊（35.9%），其中糖原累积症（19/23）和威尔逊病（11/15）诊断率最高。
- ES阶段：8/84例确诊（9.5%），包括4例Rotor综合征（SLCO1B1/SLCO1B3双基因突变）和4例特发性病例（如家族性高胆固醇血症）。

1. 非典型遗传发现

   • 双重诊断：1例患儿同时携带ATP7B（p.Arg778Leu）致病突变和DMD基因外显子51缺失，表现为威尔逊病合并杜氏肌营养不良（Duchenne muscular dystrophy）。
     
   • 临床误诊：3例患儿分子诊断与临床初诊不符（如Alagille综合征误诊为尼曼匹克病）。
     

2. 中国人群富集突变
   发现5个隐性等位基因（如ATP7B c.2333G>T）在gnomAD东亚人群中的频率显著低于中国内部数据库（p<4.5×10⁻¹⁵），提示人群特异性（表5）。

3. 成本效益
   分层策略较直接ES平均节省2.6天诊断时间（95%CI: -0.5~5.8天），但人均成本增加149.8美元（95%CI: 61.6–238.0美元）。亚组分析显示，对高诊断率疾病（如糖原累积症），分层策略更具性价比。

结论与价值
1. 科学意义
- 首次系统评估儿童肝病分层基因检测策略，证实其可平衡诊断效率与经济成本。
- 扩展了Rotor综合征、Wilson病等疾病的表型-基因型谱，发现SLCO1B3的LINE-1插入是中国患者的高频致病变异。

1. 临床价值
   
   • 为不明原因肝病患儿提供分子诊断路径，11例患者通过候选变异（candidate VUS）获得可能诊断并调整治疗方案（如停用铜螯合剂）。
     
   • 提出中国人群特异的携带者筛查建议（如ATP7B c.2333G>T）。
     

研究亮点
1. 方法创新：结合靶向panel与ES的优势，首次在肝病领域实现分层诊断流程标准化。
2. 发现新颖性：报道首例Wilson病与DMD共存的“双重诊断”病例，揭示复杂肝病的遗传基础。
3. 人群特异性：通过内部数据库发现5个中国人群富集突变，填补了东亚人群肝病突变谱的空白。

其他价值
- 公开了PUMCH分析流程和内部数据库频率数据，可供后续研究参考。
- 为ACMG指南在肝病中的应用提供了实证支持。

（报告字数：约1800字）