高通量測(cè)序(high-throughput sequencing, HTS)即下一代測(cè)序(next generation sequencing, NGS),又稱為大規(guī)模平行測(cè)序(massively parallel sequencing, MPS)。相較于傳統(tǒng)測(cè)序技術(shù),高通量測(cè)序單堿基檢測(cè)成本較低、速度較快、一次可檢測(cè)大量靶基因,因而廣泛應(yīng)用于染色體非整倍體無(wú)創(chuàng)產(chǎn)前篩查、腫瘤靶向治療基因突變檢測(cè)、遺傳性腫瘤檢測(cè)、遺傳病及罕見病檢測(cè)、病原微生物及宏基因組檢測(cè)、胚胎植入前遺傳學(xué)篩查和胚胎植入前遺傳學(xué)診斷等領(lǐng)域。
由北京市臨床檢驗(yàn)中心、北京醫(yī)學(xué)會(huì)檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)分會(huì)、首都醫(yī)科大學(xué)臨床檢驗(yàn)診斷學(xué)系、北京市醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)質(zhì)量控制和改進(jìn)中心牽頭起草的于2019年11月19日在《中華醫(yī)學(xué)雜志》刊出的《高通量測(cè)序技術(shù)臨床檢驗(yàn)規(guī)范化應(yīng)用北京專家共識(shí)(第一版通用部分)》【1】之后,又一篇專門針對(duì)遺傳病的《高通量測(cè)序技術(shù)臨床規(guī)范化應(yīng)用北京專家共識(shí)(第一版遺傳病部分)》【2】于2020年3月10日正式見刊于《中華醫(yī)學(xué)雜志》。該共識(shí)闡述了高通量測(cè)序在遺傳病領(lǐng)域臨床檢測(cè)規(guī)范化應(yīng)用的基本原則,應(yīng)用NGS技術(shù)進(jìn)行遺傳變異檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)室可按照本共識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室的總體設(shè)計(jì)、檢測(cè)方法的設(shè)計(jì)和性能確認(rèn)、遺傳變異解讀及結(jié)果報(bào)告、質(zhì)量保證和遺傳咨詢,最大可能地為臨床提供準(zhǔn)確可靠的遺傳變異檢測(cè)結(jié)果。該共識(shí)對(duì)于今后高通量測(cè)序應(yīng)用于遺傳病的臨床檢測(cè)具有較高的指導(dǎo)意義。
安塞斯醫(yī)學(xué)部馬懿老師、生信部曹彥東老師受邀積極參與了該共識(shí)的執(zhí)筆撰寫工作。安塞斯作為行業(yè)內(nèi)的高新技術(shù)企業(yè)受邀參與此次共識(shí)撰寫,表明了業(yè)界對(duì)安塞斯檢測(cè)、質(zhì)控能力、數(shù)據(jù)解讀及遺傳咨詢能力的高度肯定和權(quán)威認(rèn)可。
該共識(shí)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了基于通用共識(shí)的基礎(chǔ)、更適應(yīng)于遺傳病特點(diǎn)的高通量測(cè)序技術(shù)臨床規(guī)范化應(yīng)用特點(diǎn),而對(duì)于與通用共識(shí)一致的部分不再予以贅述。最后,需注意的是在臨床應(yīng)用中,NGS檢測(cè)結(jié)果還應(yīng)充分結(jié)合家族史、疾病表型和其他輔助檢查結(jié)果,綜合評(píng)估后做出臨床決策。另外,鑒于NGS技術(shù)在遺傳病臨床應(yīng)用領(lǐng)域的迅速發(fā)展,該共識(shí)將適時(shí)修訂,以適應(yīng)臨床規(guī)范化應(yīng)用的需求【2】。
共識(shí)主要內(nèi)容包括:
共識(shí)1
開展遺傳病NGS檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)根據(jù)其所采用的測(cè)序平臺(tái)、建庫(kù)技術(shù)流程以及是否有多項(xiàng)目檢測(cè)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)室分區(qū)設(shè)計(jì),如實(shí)驗(yàn)室同時(shí)進(jìn)行腫瘤體細(xì)胞突變NGS檢測(cè),則“濕實(shí)驗(yàn)”的核酸提取及建庫(kù)過程相關(guān)區(qū)域不宜與之混用。應(yīng)配備“濕實(shí)驗(yàn)”和“干實(shí)驗(yàn)”流程研發(fā)、變異解讀和遺傳咨詢?nèi)藛T,生物信息學(xué)分析人員應(yīng)為一個(gè)具有醫(yī)學(xué)或遺傳學(xué)背景的團(tuán)隊(duì),負(fù)責(zé)建立生物信息分析流程并對(duì)其進(jìn)行性能確認(rèn),以及與IT人員一起合作建立相關(guān)疾病變異和表型實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù);變異解讀人員應(yīng)具有醫(yī)學(xué)、遺傳學(xué)和分子生物學(xué)專業(yè)知識(shí),并能在臨床背景下對(duì)遺傳變異結(jié)果給予相應(yīng)解釋;遺傳咨詢?nèi)藛T應(yīng)具有醫(yī)學(xué)背景和遺傳學(xué)知識(shí),熟悉相關(guān)領(lǐng)域遺傳咨詢的概念和方法。實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人應(yīng)清晰了解所開展的遺傳變異NGS檢測(cè)項(xiàng)目及其質(zhì)量保證關(guān)鍵環(huán)節(jié)。所有人員均應(yīng)隨相應(yīng)研究進(jìn)展及時(shí)更新知識(shí)。
共識(shí)2
遺傳病NGS檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室所開展的檢測(cè)項(xiàng)目臨床預(yù)期用途通常應(yīng)為先證者確認(rèn)診斷、懷疑患有遺傳病的患者的輔助診斷、宮內(nèi)胎兒表型提示遺傳病但染色體核型分析未發(fā)現(xiàn)異常的產(chǎn)前診斷、或育齡夫婦的孕前遺傳病攜帶者篩查(一般限于早發(fā)的嚴(yán)重致殘致死的人群攜帶率較高的隱性遺傳病)等,實(shí)驗(yàn)室應(yīng)根據(jù)預(yù)設(shè)的上述臨床預(yù)期用途選擇合適的NGS檢測(cè)方法,如靶向測(cè)序、WES和WGS等。
共識(shí)3
開展遺傳病NGS檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)根據(jù)預(yù)設(shè)的臨床預(yù)期用途決定將哪些基因納入擬檢測(cè)的靶基因,當(dāng)預(yù)期用途為諸如產(chǎn)前診斷和攜帶者篩查的預(yù)測(cè)性檢測(cè)時(shí),則只能納入與疾病有明確相關(guān)性的基因??刹捎肅linGen發(fā)布的基因臨床有效性管理標(biāo)準(zhǔn)操作程序,利用遺傳學(xué)和實(shí)驗(yàn)證據(jù)評(píng)估基因的臨床有效性,并定期對(duì)證據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)性回顧,以尋找是否出現(xiàn)新的證據(jù)支持。如直接采用WES檢測(cè),則需要盡可能覆蓋已知疾病相關(guān)基因的所有外顯子。目前不同來(lái)源的WES捕獲試劑,其對(duì)外顯子區(qū)域的捕獲能力有所不同,實(shí)驗(yàn)室需清楚這些差異并在性能確認(rèn)中明確捕獲效率和覆蓋度。WGS在遺傳病的基因檢測(cè)中亦應(yīng)用越來(lái)越廣,但其仍存在檢測(cè)成本高、不能準(zhǔn)確測(cè)序所有區(qū)域及結(jié)果解釋與報(bào)告難等局限性。因此,實(shí)驗(yàn)室應(yīng)預(yù)先建立基因的臨床有效性和已知基因突變譜臨床檢測(cè)應(yīng)用的一般原則,以便在WES或WGS檢測(cè)結(jié)果解讀與報(bào)告時(shí)使用。
共識(shí)4
基于NGS的遺傳病檢測(cè)方法,在臨床應(yīng)用之前,需要經(jīng)過完整的分析性能確認(rèn)和必要的臨床性能確認(rèn),從而確立檢測(cè)的分析和臨床性能指標(biāo),并最終建立整個(gè)流程的SOPs。遺傳病NGS檢測(cè)性能確認(rèn)是基于方法學(xué)的性能確認(rèn)?!案蓪?shí)驗(yàn)”性能確認(rèn)需使用已知變異的臨床樣本測(cè)序數(shù)據(jù),并可使用參考標(biāo)準(zhǔn)品數(shù)據(jù)集和電子模擬數(shù)據(jù)集作為補(bǔ)充,通過性能確認(rèn)分析針對(duì)不同變異類型的檢測(cè)敏感性、特異性和重復(fù)性。分析性能指標(biāo)包括精密度、準(zhǔn)確度、可報(bào)告范圍和參考區(qū)間、分析敏感性和分析特異性等,嵌合體異常細(xì)胞比例或線粒體DNA異質(zhì)性比例檢測(cè)還需確定LOD。臨床有效性和臨床有用性性能指標(biāo)包括臨床敏感性、臨床特異性、特定人群的陽(yáng)性和陰性預(yù)測(cè)值(適用時(shí))等。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)根據(jù)預(yù)期用途建立不同樣本類型和不同變異類型的分析性能指標(biāo)。WES或者WGS檢測(cè)性能確認(rèn)中需納入不同遺傳模式樣本及家系樣本。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)在確認(rèn)過程中建立整個(gè)流程各步驟的質(zhì)量控制指標(biāo)及參數(shù)。還應(yīng)建立當(dāng)檢測(cè)和分析流程發(fā)生改變時(shí)進(jìn)行再次確認(rèn)的程序及再次確認(rèn)時(shí)應(yīng)滿足的性能。
共識(shí)5
開展遺傳病NGS檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)確定在NGS檢測(cè)到的陽(yáng)性結(jié)果用于疾病臨床診斷和管理之前,是否需要使用其他方法如Sanger測(cè)序等對(duì)其進(jìn)行確認(rèn),并且在何種情況下需對(duì)其他家庭成員進(jìn)行進(jìn)一步確認(rèn)。實(shí)驗(yàn)室也可建立不需要進(jìn)行驗(yàn)證的變異類型(如SNVs)需要滿足的性能參數(shù)和質(zhì)量參數(shù)閾值。但是對(duì)于具有檢測(cè)技術(shù)難度的變異類型(如indels等)是否需要進(jìn)一步確認(rèn)檢測(cè)仍需慎重考慮。此外,目前通過NGS檢測(cè)CNVs的準(zhǔn)確性仍存在一些問題,尤其是對(duì)于基因內(nèi)外顯子水平的缺失和重復(fù),因此,對(duì)NGS檢出的CNVs應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)證確認(rèn)。
共識(shí)6
開展遺傳病NGS檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)室需基于ACMG指南對(duì)遺傳變異進(jìn)行五級(jí)分類解讀,并在正確理解指南各條款的情況下,結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室具體情況建立解讀流程并制訂可操作性SOPs,保證本實(shí)驗(yàn)室變異解讀的重復(fù)性和再現(xiàn)性,變異命名應(yīng)遵循HGVS或ISCN規(guī)則,結(jié)果報(bào)告中應(yīng)包含必要的信息,清楚描述所使用的技術(shù)方法及其局限性,并且報(bào)告中需有針對(duì)檢測(cè)結(jié)果的遺傳咨詢建議,詳細(xì)描述支持變異解讀的相關(guān)證據(jù),并說(shuō)明檢測(cè)到的變異是否能夠充分或者部分解釋患者的臨床表型。對(duì)于致病性明確但與檢測(cè)目的無(wú)關(guān)的非預(yù)期變異,隱性疾病的攜帶狀態(tài)及尚無(wú)相關(guān)臨床表現(xiàn)的意外發(fā)現(xiàn)是否需要報(bào)告及如何報(bào)告,實(shí)驗(yàn)室應(yīng)有相應(yīng)的報(bào)告和確認(rèn)原則,如需報(bào)告,應(yīng)在患者和親屬簽署相關(guān)知情同意后進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)室需預(yù)先確定trio檢測(cè)報(bào)告原則并充分做好知情同意。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況制訂是否因臨床需求對(duì)遺傳數(shù)據(jù)進(jìn)行再分析及如何進(jìn)行再分析和提供修正報(bào)告的相應(yīng)原則?,F(xiàn)階段的檢測(cè)報(bào)告應(yīng)由具備相關(guān)資質(zhì)的醫(yī)生或授權(quán)簽字人審核后簽發(fā)。
共識(shí)7
開展遺傳病NGS檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)建立本實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量保證計(jì)劃,涵蓋分析前、分析中和分析后各環(huán)節(jié),預(yù)先設(shè)定每個(gè)樣本或每批次檢測(cè)各步驟質(zhì)量控制關(guān)鍵核查點(diǎn)和相關(guān)質(zhì)量控制參數(shù),并明確規(guī)定可接受和拒絕的標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)預(yù)先設(shè)定需要持續(xù)監(jiān)測(cè)的質(zhì)量指標(biāo),根據(jù)其變化趨勢(shì)決定是否需要對(duì)流程進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。發(fā)現(xiàn)問題后采取糾正措施,必要時(shí)采取預(yù)防措施,并記錄其對(duì)檢測(cè)質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)的影響。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)定期參加國(guó)家衛(wèi)生健康委臨床檢驗(yàn)中心組織的相關(guān)EQA/PT計(jì)劃,尚無(wú)EQA/PT計(jì)劃的檢測(cè)項(xiàng)目,可定期與外部實(shí)驗(yàn)室交換樣本進(jìn)行比對(duì)或盲樣檢測(cè)本實(shí)驗(yàn)室之前檢測(cè)過的樣本。對(duì)整個(gè)檢測(cè)流程的記錄是實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量保證的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
共識(shí)8
基于NGS方法的遺傳檢測(cè)項(xiàng)目應(yīng)由具備相關(guān)專業(yè)背景和資質(zhì)的遺傳咨詢師或臨床醫(yī)生在檢測(cè)前和檢測(cè)后對(duì)患者及其家屬進(jìn)行遺傳咨詢,咨詢應(yīng)在以倫理和道德為中心、咨詢對(duì)象自愿、完全知情和保護(hù)隱私等基本原則下進(jìn)行。進(jìn)行遺傳咨詢時(shí)需包含一般的遺傳咨詢,同時(shí)考慮NGS檢測(cè)的特殊性。另外針對(duì)不同的檢測(cè)目的,如攜帶者篩查、遺傳病診斷和產(chǎn)前診斷,還要有側(cè)重性的遺傳咨詢。
《高通量測(cè)序技術(shù)臨床規(guī)范化應(yīng)用北京專家共識(shí)(第一版遺傳病部分)》【2】涵蓋了包括國(guó)家衛(wèi)健委臨床檢驗(yàn)中心、北京市臨床檢驗(yàn)中心、北京大學(xué)人民醫(yī)院、北京大學(xué)第一醫(yī)院、中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院、首都兒科研究所、中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心、國(guó)家兒童醫(yī)學(xué)中心、北京市海淀區(qū)婦幼保健院產(chǎn)前診斷中心、中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所、中國(guó)食品藥品檢定研究院體外診斷試劑檢定所,以及基因檢測(cè)行業(yè)內(nèi)頂級(jí)公司的多位專家, 高通量測(cè)序技術(shù)是分子檢測(cè)領(lǐng)域又一個(gè)劃時(shí)代的進(jìn)步,該技術(shù)在生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)各個(gè)領(lǐng)域均產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響,尤其推動(dòng)了遺傳學(xué)、腫瘤學(xué)和生殖生育等學(xué)科的發(fā)展。
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北京安智因生物技術(shù)有限公司成立于2017年。是一家致力于應(yīng)用高通量基因測(cè)序技術(shù),為臨床醫(yī)學(xué)服務(wù)提供整體解決方案的創(chuàng)新型企業(yè)。
旗下設(shè)有安塞斯(北京)生物技術(shù)有限公司,北京安智因醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室有限公司、蘇州安智因醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)所。研發(fā)中心擁有世界一流的分子生物學(xué)硬件與生物信息分析能力。
主營(yíng)業(yè)務(wù):心血管病、腎病、血液病等體外診斷試劑盒的研發(fā)與轉(zhuǎn)化,以及遺傳病分子診斷、個(gè)體化用藥指導(dǎo)檢測(cè)與腫瘤分子檢測(cè)等多項(xiàng)臨床檢測(cè)服務(wù)。安智因在全國(guó)10余個(gè)主要城市設(shè)立了與醫(yī)院共建的LDT聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室和獨(dú)立醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)所。
核心團(tuán)隊(duì)由國(guó)內(nèi)外頂級(jí)醫(yī)院及研究機(jī)構(gòu)的專家組成,在心血管病、血液病等領(lǐng)域擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)
【1】 北京市臨床檢驗(yàn)中心等. 高通量測(cè)序技術(shù)臨床檢測(cè)規(guī)范化應(yīng)用北京專家共識(shí)(第一版通用部分).中華醫(yī)學(xué)雜志.2019,99(43):3393-3397.
【2】北京市臨床檢驗(yàn)中心等. 高通量測(cè)序技術(shù)臨床規(guī)范化應(yīng)用北京專家共識(shí)(第一版遺傳病部分). 中華醫(yī)學(xué)雜志.2020,100(9):660-668.