
一项革命性的新型长读长DNA测序技术正以前所未有的深度揭示人类基因组的奥秘,显著提升了罕见遗传病的诊断效率与准确性,并有望成为全球基因诊断的首选标准。这项技术不仅能提供比现有标准方法更为详尽的基因组图谱,还能替代多达15种现有诊断流程,从而大幅缩短患者漫长的诊断等待期。
罕见病,通常指发病率低于千分之零点五的疾病,全球已确认的罕见病种类超过7000种,影响着全球约4亿人口。其中,约80%的罕见病由基因变异引起。对许多患者而言,获得明确诊断往往需要数年时间。然而,一个确诊结果至关重要,它不仅能为患者及其家属提供关于疾病的明确答案,帮助预测未来健康走向,还能将患者与面临相似挑战的群体联系起来,并为家庭生育规划提供重要依据。
荷兰奈梅亨拉德堡德大学医学中心(Radboudumc)与马斯特里赫特大学医学中心(Maastricht UMC+)的研究人员通力合作,致力于改进遗传病的诊断方法。他们在一项涉及1000名患者的开创性研究中,将传统上需要多项检测的标准诊断方法,与这种新型DNA分析技术进行了对比。
“我们的研究表明,这项新检测能够将诊断率提高3%,同时还能替代多达15种其他诊断方法。我们强烈建议在全球范围内将此检测作为罕见遗传病的首选诊断工具。”转化基因组学教授Lisenka Vissers强调。
这项创新技术的核心在于长读长基因组测序。在识别基因异常时,医生需要分析个体的完整DNA序列。现有标准方法通常将DNA切割成约300个碱基对的短片段进行读取,然后再将这些片段拼接成完整的序列。然而,新方法能够一次性读取长达20,000个碱基对的DNA片段。这就像拼图游戏,使用更大的拼图块能更轻松、更准确地完成拼图,从而构建出更完整、更精细的个体DNA图谱。
更值得一提的是,除了读取遗传密码,这项新检测还能同时捕获附着在DNA上的化学修饰。这些修饰,即表观遗传标记,能够开启或关闭基因表达,并可能与罕见病的发生发展密切相关。“因此,测量这些修饰同样至关重要。”基因组生物信息学教授Christian Gilissen解释道,“在现有诊断中,这通常需要额外的专业检测,但通过长读长测序,我们能以‘二合一’的方式,在读取基因序列的同时免费获得这些修饰信息。”
基因组技术教授Alexander Hoischen认为,随着技术的不断进步,诊断率有望持续提升。他的团队此前已成功将多种基因异常与特定疾病关联起来。“得益于长读长测序,我们能够获得更全面的DNA视图,从而检测出那些复杂且难以发现的异常。随后,我们将这些异常与具体疾病联系起来,使我们的知识体系不断增长,进而实现更多的诊断。”
长读长测序技术在近期于奈梅亨由UMCNL组织举办的“未确诊疾病黑客马拉松”活动中也发挥了关键作用。近150名来自荷兰各大学医学中心的专家齐聚一堂,共同为33个仍在寻求诊断的家庭寻找答案。这项新型检测为所有参与家庭提供了详细的DNA图谱,结合专家们的专业知识,最终成功地为其中5个家庭带来了新的诊断。