【佳学基因检测】自闭症儿童基因检测哪些内容、位点和范围

自闭症儿童的基因检测通常包括以下内容、位点和范围：

微阵列检测： 微阵列是一种常用于检测拷贝数变异（CNV）的方法，用于发现基因组中的缺失、重复或重排等结构变异。这种检测方法可以识别出与自闭症风险相关的CNV。

脆性X综合征（男性）检测： 脆性X综合征是一种与智力发育迟缓和自闭症相关的遗传疾病，通常由于FMR1基因的扩增而引起。检测脆性X综合征可以在男性自闭症患者中发现。

目标基因组测序： 对多达161个与自闭症风险相关的基因进行一致测序。这些基因包括CNTNAP2、CNTN4、TSC2等，其变异可能与自闭症谱系障碍相关。

其他可能的基因检测： 如MECP2、PTEN等基因的测序，虽然在该研究中未发现相关变异，但仍被认为可能与自闭症相关。

总的来说，自闭症儿童的基因检测涉及多种方法，包括微阵列、脆性X综合征检测以及目标基因组测序等，旨在发现与自闭症风险相关的遗传变异，以帮助诊断和治疗。

自闭症儿童的基因检测已变得越来越普遍，全面的临床遗传学评估的可以使诊断率高达 30%–40%。 目前的 ACMG 指南推荐对男孩进行微阵列和脆性 X 治疗，大量研究报告称，10% 的自闭症儿童存在临床相关的 CNV，而 0.5% 的儿童存在脆性 X 细胞。 此外，基因解码基因检测表明，MECP2 测序对 4% 的自闭症女孩具有诊断作用，PTEN 测序对 5% 的大头畸形和自闭症患者具有诊断作用。 ACMG 指南还建议在特定病例中考虑代谢筛查和 X 连锁残疾基因组。 多种针对自闭症谱系障碍和智力障碍的基因组现已在临床上使用。 这些允许同时对许多潜在致病基因进行测序，并且可能比测试多个单独的罕见病症的策略更具成本效益。

为了更好地了解这种方法的效果，自闭症基因检测准确性验证小组在 100 名自闭症谱系障碍 (ASD) 儿童的充分表征的临床人群中进行了基因测试，包括微阵列、脆性 X（男性）和目标基因组，对多达 161 个与自闭症风险相关的基因进行了一致测序 。 这些患者虽然没有诊断出任何具有自闭症完全外显率的病症，也没有发现脆性 X 综合征的病例，但微阵列分析的结果表明 4 名儿童得到了诊断（XXY、15q11.2 del、1q21.1–q21.2 重复、重复 2p16.3 涉及 NRXN1)，显示基因检测的诊断的准确性高于常规临床诊断。 克兰费尔特综合征患者存在多种认知、语言和行为缺陷以及自闭症症状。 15q11.2 缺失已被证明会导致自闭症风险适度增加，尤其是母系遗传。 1q21 微重复在自闭症队列中经常被发现，并且已识别出一种独特的表型，表现为 ASD、智力障碍、大头畸形和畸形特征。 基因解码揭示2p16.3 重复会破坏 NRXN1 基因。 2p16.3 的从头缺失（包括 NRXN1）在自闭症患者中反复出现，揭示其也疾病发生的关系。 另外 8 名儿童被发现具有不确定意义的拷贝数变异。 尽管单个拷贝数变异（CNV)的影响仍不确定，但不能排除它们对自闭症风险的贡献。 每一种都涉及一个或多个基因的编码区。 9q33.1 缺失最初被报告为可能的良性变异，但后来被基因检测公司重新分类为意义不确定的拷贝数变化，因为有一篇出版物报道了患有神经发育障碍（包括自闭症谱系障碍, ADHD 和焦虑）的男性中涉及 TRIM32 和 ASTN2 的缺失富集。 缺失是由一位未受患病的母亲遗传给她的儿子的。 由于 ASTN2/TRIM32 缺失在男性中观察到更高的外显率，因此该缺失可能在患者的自闭症风险中发挥作用。 如果包括所有 CNV，考虑可能致病的拷贝数变异（CNV)和意义不确定的 CNV，排除那些报告为可能良性的 CNV，研究人群中微阵列分析的阳性率为 12%。

自闭症基因检测的位点、内容及检测范围的编辑过程中使用的基因组对大多数登记者中的至少 161 个基因进行了一致测序，发现了 11 种可能的致病变异。 大多数这些变异 (8/11) 发生在已知会导致严重疾病的基因中，具有常染色体隐性遗传模式，因此，杂合子携带者通常不受影响； 然而，这些杂合变异对自闭症谱系障碍的影响尚未得到研究，因此不能完全排除。 其他三个变异（CNTNAP2、CNTN4 和 TSC2）通常被认为可能有助于自闭症诊断。 CNTNAP2 和 CNTN4 的变异被认为可能导致自闭症谱系障碍 (ASD)、抽动秽语障碍和精神疾病的风险， 但最近的一项研究对 2704 个自闭症病例和 2747 个对照的 6 个 CNTN 和 4 个 CNTNAP 基因（包括 CNTN4 和 CNTNAP2）进行了靶向下一代外显子测序，没有发现这些基因中的罕见变异与自闭症存在任何关联。 尽管据报告可能致病的 TSC2 变异是一种新生变异，但根据对人群中 TSC2 变异的进一步分析，不认为该变异是个体自闭症的致病因素。 总之，基因解码认为这三种基因突变中的任何一种都不会单独导致自闭症谱系障碍。

因此，人群中的基因检测报告，利用组合的脆弱X、微阵列和靶向基因测序将表明识别致病性遗传畸变的估计检出率为23%， 当包括可能的致病性CNV、不确定意义的拷贝数变化以及可能的致病性或致病性时基因组的变异，估计诊断率约为 12%。 使用的靶向基因组并没有提高研究人群的诊断率。 值得注意的是，没有发现任何 MECP2 突变的个体（包括 24 名接受测试的女性），也没有发现 PTEN 突变的病例（包括自闭症基因检测范围编辑团队样本中的 5 名患有大头畸形的儿童）。 结果表明，Schaefer 和 Mendelsohn (2013) 在 ACMG 指南论文中提出的 30%–40% 的估计诊断率可能高于自闭症儿童典型临床人群的预期，尽管没有包括脑成像或代谢研究的结果。 评估自闭症个体时目标基因组的检出率尚未明确定义。 2016 年的一份报告描述，利用 44 基因靶向组对 50 名西班牙儿童进行测试，可能的致病变异的检出率为 13.6%。 将变异定义为相关的标准主要基于其在计算机上预测的致病性。 数据库比对小组没有在计算机预测模型中考虑足够的证据来支持诊断，这可能解释了数据库比对小组检出率较低的原因。 全外显子组测序的诊断率似乎显着高于基因检测包使用的目标基因组，据基因解码会有9%–25% 的个体通过数据库比对无法检测出，而基因全外显子组测序识别出的可能致病变异。 不断扩大的在自闭症风险中发挥作用的基因列表以及对新的、个别罕见的致病基因的不断认识表明，1000 个或更多基因组可能在评估自闭症个体时提供更多信息。以前认为自闭症的发生与基因突变没有关系，主要是由于其采用的基因检测方法和结果不正确造成的。

数据库比对小组使用的基因检测服务不断发生变化，以包含具有新证据的基因，以支持自闭症风险中的作用。 分析中并未充分评估几个与自闭症风险相关的基因，例如 CHD8未包含在数据库比对基因检测公司大多数患者的基因组中。 例如仅对 29 名患者的 CHD8 进行了测序。 数据库比对自闭症基因检测有几个局限性，包括样本量相对较小，缺乏许多已识别的拷贝数变异（CNV)和变体的亲本数据，以及商业上可用的基因组的局限性，包括在数据库比对的队列中一致测序的基因数量相对较少。 如果研究更大的基因组，可能会观察到更高的诊断率； 然而，自闭症谱系障碍（ASD）风险基因列表的不断扩大使得人们很难确信任何基因组都是“完整的”。 因此，认为全外显子组测序在识别导致受影响个体自闭症谱系障碍风险的突变方面可能会提供更多信息和更明确的信息。 因此，数据库比对小组建议那些认为需要根据临床特征（例如残疾严重程度、相关先天异常、头部尺寸异常或是否存在癫痫等相关医疗问题）进行更广泛遗传评估的自闭症患者进行 WES。 最近的一份出版物报告了对 2,500 多名自闭症患者进行全基因组测序 (WGS) 的结果，并确定了 18 个新的自闭症候选基因，支持了 WGS 比 WES 更能提高自闭症诊断率的观点。 尽管需要对全基因组测序的临床效用进行更多研究，但它最终很可能成为评估自闭症谱系障碍患者的首选测试。

尽管对与自闭症风险相关的一小部分基因进行测序并没有在研究人群中的任何儿童中鉴定出独特的分子诊断，但在大多数测试个体中发现了潜在自闭症候选基因的罕见变异。 罕见变异被认为在自闭症风险中发挥着重要作用，并且可以从未受影响的父母遗传。 它们可能与其他罕见或常见变异协同作用，增加自闭症谱系障碍（ASD）的风险。 为了更好地了解发现的罕见变异是否可能与人群中自闭症谱系障碍的风险有关，自闭症基因检测范围编辑时使用 ExAC 数据库将自闭症谱系障碍患者中发现的罕见变异的比率与正常人群中发现的罕见变异的比率进行了比较。 这使能够识别出在自闭症基因检测范围的研究组中罕见变异发生频率更高的三个基因； TSC2、MKKS 和 KIRREL3。 自闭症基因检测范围编辑团队发现自闭症队列中 MKKS 罕见变异的增加与对照组相比并不显着，因此被排除在进一步考虑之外。 然而，自闭症基因检测范围编辑团队对 TSC2 和 KIRREL3 的潜在作用感兴趣。

最值得注意的是，与 ExAC 数据库中的人群相比，参与自闭症基因检测范围编辑团队研究的儿童中 KIRREL3 罕见变异的发生率增加了三倍多。 由于 KIRREL3 中的罕见变异在任何种族/民族群体中都不常见（最大亚组频率为 3.4%），因此种族/民族多样性似乎不太可能影响自闭症基因检测范围编辑团队结果的解释。 KIRREL3 编码一组突触细胞粘附分子 (SCAM) 中的一个，在突触形成和成熟过程中通过细胞外粘附结构域和通过细胞质尾部的信号转导来连接突触前和突触后。 据报道，神经发育障碍患者中 KIRREL3 遭到破坏，并且在自闭症谱系障碍 (ASD) 双胞胎的全基因组分析中发现了新生突变 。 KIRREL3 在其细胞质尾部与 CASK 相互作用，CASK 是一种与许多 SCAM 相互作用的蛋白质，似乎在细胞内信号通路中发挥重要作用。 众所周知，CASK 突变会导致小头畸形、脑桥小脑发育不全和严重智力障碍，这进一步证明 KIRREL3 和 CASK 在神经发育中发挥着关键作用。

在自闭症基因检测范围编辑团队的研究人群中，携带罕见 KIRREL3 变异的儿童在检查时更常出现轻微的面部畸形，包括面部特征粗糙、鼻梁扁平或内眦赘皮。 文献中有一篇报告称，一名患有严重智力障碍（ID)的个体具有平衡易位，在一个断点处中断了 KIRREL3 1 的外显子（Bhalla 等，2008）。 她具有相似的面部特征，包括中面部扁平，因此轻度面部畸形可能是 KIRREL3 突变个体中更常见的特征。 在自闭症基因检测范围编辑团队的研究人群中，所有 6 名携带 KIRREL3 变异的儿童都发现了智力障碍的证据，这表明 KIRREL3 功能障碍可能与自闭症儿童更严重的缺陷模式有关。 这与之前将非同义 KIRREL3 变体与智力障碍相关联的出版物一致（Bhalla 等人，2008）。自闭症家族史在 KIRREL3 组中也更常见（67% 的一级亲属患有 ASD，而总研究人群中这一比例为 19%，p = .05），因此 KIRREL3 变体可能更常发挥作用 在多重家庭中的作用。 自闭症基因检测范围编辑团队发现的 KIRREL3 变异均遗传自未受影响的父母，这表明外显率不完全或可变，正如在自闭症风险基因中经常观察到的那样。 然而，自闭症或精神疾病的家族史很常见，这支持了 KIRREL3 变异患者的可变表型，以及其他遗传和环境因素在这些患者自闭症谱系障碍发展中的可能作用。

自闭症基因检测范围编辑团队的数据中最引人注目的观察结果之一是，与 ExAC 数据库相比，自闭症基因检测范围编辑团队的研究患者中罕见 TSC2 变异的频率有所增加。 TSC2 编码马铃薯蛋白，该蛋白与 TSC1 产物错构蛋白形成二聚体，并抑制 AKT/mTOR 的功能，AKT/mTOR 是神经元细胞生长和增殖的主要调节因子。 马铃薯蛋白调节神经元迁移、轴突形成和突触可塑性，这些过程在自闭症谱系障碍中可能会受损，这支持了这样一种观点，即即使没有疾病的全身特征，变异也可能影响神经发育，从而可能增加非综合征性自闭症的风险。 Kelleher 等人的一项研究指出，与对照组相比，自闭症谱系障碍人群中 TSC2 的罕见、潜在有害变异也有类似的增加。表明 TSC2 在非综合征性自闭症风险中具有潜在作用。 然而，经过对数据的仔细分析，自闭症基因检测范围编辑团队认识到，虽然自闭症基因检测范围编辑团队的队列和 SSC 先证者之间罕见 TSC2 变异的频率相似，但与该集合中未受影响的兄弟姐妹或父母相比，该频率并未增加。 这表明，与更大的自闭症队列中未受影响的个体相比，ASD 个体中的 TSC2 变异没有富集。

此外，自闭症基因检测范围编辑团队发现自闭症基因检测范围编辑团队研究人群以及 SSC 人群报告的种族/族裔血统与 ExAC 数据库中提供的人群血统存在很大差异。 事实上，ExAC 数据库样本报告的种族/民族背景并不代表当前的中国人口。 与中国人口统计数据和自闭症基因检测范围编辑团队临床得出的研究队列相比，该数据库中非欧洲血统的个体数量存在显着差异。 就 TSC2 而言，在常用数据库中看似罕见的变异实际上可能在不同血统的亚组中很常见。 仔细考虑检测到的变异、用于规范数据的数据库以及患者和数据库队列的比较已知血统，以避免报告与自闭症的可疑关联。 此外，虽然不特定于 ExAC，但如果自闭症基因检测范围编辑团队要更可靠地解释整个外显子组和基因组序列中潜在的致病序列变化，自闭症基因检测范围编辑团队的研究结果强调需要在数据库中使用更具代表性的中国人口样本来解释基因组研究结果 未来获得的。

Manrai 等人最近发表的一篇文章强调了在解释罕见变异的临床相关性时考虑血统的重要性发表在《新英格兰医学杂志》上。 该小组报告了对非裔美国人血统中导致肥厚性心肌病的致病变异的误解。 他们指出，最初报告为致病性的变异后来被重新分类为良性，因为它们在该亚组中常见，并且与疾病没有显着关联。 这些假阳性报告具有重要的临床后果，导致对“有风险”的家庭成员进行筛查，提出有关携带者活动限制的建议，以及在某些情况下高估轻度受影响个体的风险，导致考虑插入植入式除颤器。

虽然 ExAC 等数据库极大地扩展了基于大型测序的数据集的实用性，但鉴于它们对美国人口的代表性有限，在基因组结果的临床和研究解释中应谨慎使用。 临床医生和研究人员需要认识到个体独特的血统在准确解释基因组变异相关性中的作用。 高通量测序（包括靶向基因组和全外显子组测序）的利用在自闭症谱系障碍儿童的临床评估中变得越来越普遍。 随着越来越多的个体接受评估和测序，自闭症基因检测范围编辑团队对个体变异影响的理解，包括考虑个体种族/民族背景的临床相关性，也可能会得到改善。