IVD应用前瞻：单基因糖尿病精准诊断

糖尿病精准医学倡议(PMDI)于2018年由美国糖尿病协会(ADA)与欧洲糖尿病研究协会(EASD)合作建立，致力于通过精准医学解决对更好的糖尿病预防和护理的日益增长的需求。近日，杂志COMMUNICATIONS MEDICINE上发表了一篇题为“The use of precision diagnostics for monogenic diabetes: a systematic review and expert opinion”的综述文章。本系统综述是代表ADA/EASD PMDI撰写，作为支持第二届国际精准糖尿病医学共识报告的综合证据评估的一部分。作者评估了已发表研究关于谁应该接受检测以及使用何种检测。在此基础上，研究团队就如何实施单基因糖尿病的基因检测为医生和卫生保健提供者提供建议。最后，作者确定了该领域的主要挑战，并强调了未来研究和投资的领域，以支持更广泛地实施单基因糖尿病的精准诊断。

对于谁应该检测单基因糖尿病的问题，作者筛选了10,469篇出版物并纳入了100篇出版物。原综述中详细列出了纳入研究的证据摘要，感兴趣的童鞋可自行查阅。研究团队基于这些证据提供了建议如下：

（1）所有6个月前诊断为糖尿病的患者都应使用基因大panel检测单基因形式的新生儿糖尿病---Grade A;

所有在6 - 12个月被诊断的患者都应使用基因大panel单基因形式的新生儿糖尿病；在12-24个月诊断为糖尿病的患者中，没有明显的单基因病因支持基因检测---Grade B.

（2）妊娠期糖尿病且空腹血糖高于5.5 mmol/L且无肥胖的妇女应检查GCK病因---Grade B.

（3）在没有肥胖的情况下，任何年龄持续轻度高血糖(HbA1c 38-62 mmol/mol，或空腹血糖5.5-7.8 mmol/L)的患者应进行GCK病因检测---Grade A.

（4）30岁以下无肥胖症，如果自身抗体阴性和/或C肽水平保持不变，应使用大型基因panel进行单基因糖尿病检测---Grade A.

研究团队从筛选的2102篇出版物中纳入了32项研究，共涉及76个不同基因的研究。基于对文献的系统回顾，作者提出了几点建议(如下表)：

（1）与基因组测序相比，靶向NGS方法是单基因糖尿病检测的首选方法，可以最大限度地提高诊断率，而无需承担重大成本和变异解读。基因组测序可以为新基因和非编码突变的发现提供数据，并允许对新相关基因和变异进行重新分析，但对许多实验室来说过于昂贵，并且需要大量的生物信息学专业知识来处理大量的变异并给出正确的分类。---Grade A.

（2）靶panel的设计应包括所有已知的单基因糖尿病原因，包括线粒体糖尿病，检测已知的非编码突变(位于启动子、内含子和远端增强子)，并检测CNVs。在具有高血缘关系的国家和人群中，一个包括所有隐性遗传基因的综合基因panel是必不可少的。---Grade A

（3）单独的MLPA检测CNV，或基因分型分析如焦磷酸测序检测m.3243A>G是可以接受的，但成本会增加。---Grade A

（4）NDM检测服务应该提供基于甲基化的分析，如MS-MLPA，因为6q24imprinting缺陷是TNDM的常见原因。---Grade A

（5）GCK在疑似GCK相关高血糖中的高诊断率，以及在6-12个月内KCNJ11、ABCC8和INS在NDM中的高诊断率，以及这些诊断的临床应用，证明了在这些情况下最初对这些基因进行快速Sanger测序是合理的。---Grade A

ClinGen制定了一个评估基因疾病有效性的一般循证框架，该框架包括评估病例级别、和先前报告的变异的功能数据以及基因本身的功能数据，将基因-疾病有效性关系分为确定、强、中等、有限、有争议或驳斥的类别，并结合专家共识进行最终分配。国际MDEP GCEP的目标是管理单基因糖尿病基因的基因-疾病有效性，并正在努力扩展到这些基因之外。对于单基因糖尿病，可以在如下网站上找到一份单基因糖尿病基因列表(https://www.diabetesgenes.org/)。

作者意见是，一个基因只有在符合专家制定的用于验证基因-疾病关系的指南中规定的标准时才应被认为是单基因糖尿病的病因。这些指南已经被ClinGen MDEP GCEP应用于许多单基因糖尿病基因。建议继续通过MDEP GCEP集中研究新的以及更新现有单基因糖尿病基因的基因-疾病有效性。

2015年，ACMG和AMP制定了序列变异解读的通用指南。这些指南经过了几次更新。ClinGen的MDEP VCEP对三种常见的单基因糖尿病基因(HNF1A、HNF4A和GCK)的通用指南进行了修改；这些指南解释了单基因糖尿病变异解读的许多问题，并且可以用作解读尚未建立规则的基因变异的框架。

ACMG/AMP指南是通过一个以证据为基础的过程制定的，结合了各种类型的证据来确定一个变异是致病的、可能致病的、不确定意义(VUS)的、可能是良性的或者是良性的。证据类型的例子包括：gnomAD等公共数据库中的频率；分离:具有疾病表型的变体的分离；计算机预测程序的结果；功能研究；病例与对照组的变异频率；在同一核苷酸或同一密码子内存在其他致病变异；变异的位置；以及是否在与疾病表型一致的患者身上发现了一种变异。需要MDEP VCEP继续开展工作，开发针对其他单基因糖尿病类型和基因的指南应用。需要改进病例共享平台，以促进最大限度地收集评估致病性所需证据的能力。

研究团队总结了针对一系列不同测试场景报告结果的建议。

（1）最好是带有附录的单页报告。

（2）报告应重申检测的原因，包括患者的临床特征/表型。

（3）报告必须包括一个标题结果或摘要，清楚地说明患者的检测结果——说明患者是否被诊断或者易感单基因糖尿病。具有特定亚型的患者可能对某些治疗反应良好，这应在报告中予以体现。

（4）应向有风险的家庭成员提供检测，可能是诊断性、预测性或携带者检测。在报告孤立性糖尿病患者的综合征型糖尿病基因变异时应特别小心，对后代的风险应说明。

（5）报告不应使用阳性或阴性来描述测试结果。变体应在表格中报告，包括HUGO基因名称、变体的合子性、使用HGVS命名法的核苷酸和蛋白质水平描述、基因坐标以及基于ACMG/AMP 5级别分类系统的变体分类。

（6）良性和可能良性的变异不应报告。第3类(VUS或VOUS)变异的报告应基于专业判断、支持证据的水平以及是否可以进行额外的检测来改变分类。

（7）技术信息应在与结果和解读分开的一节中提供，并将包括方法和测试基因的详细信息。如果所做的检测不能覆盖所有已知基因和可能的突变，则应说明这是一个局限性，并建议进行进一步的基因检测(例如，NGS或MLPA分析)。

（8）实验室报告建议适当使用与高血糖症、糖尿病、严重胰岛素抵抗、脂肪营养不良或综合征连在一起的基因名称。例如GCK相关的高血糖，HNF1A高血糖，或单基因糖尿病亚型HNF4A。

标准化单基因糖尿病检测报告是困难的。作者建议进行实验室参与EMQN的单基因糖尿病EQA计划(www.emqn.org)，旨在提高诊断检测和报告的质量。建议未来的研究让患者、提供者和其他利益相关者参与设计和评估检测报告中信息的可读性、理解性和应用。

在进行基因检测后进行单基因糖尿病诊断，需要系统、全面、协作的方法。作者对单基因糖尿病诊断后下一步的指导重点如下:

(1) 提供诊断结果和临床随访的实用建议。建议临床医生与患者进行友好沟通，缓解患者焦虑。患者可加入单基因糖尿病研究和倡导联盟。建议每年进行随访，以继续提供有关单基因糖尿病诊断、预后和治疗的最新信息，以及有关已确定的基因和遗传变异的任何新信息。

(2) 审查基因检测报告。测试的风险和收益，以及测试的可能结果，应该在所有情况下进行审查，以允许家庭做出与他们的目标和价值一致的自主测试决策。

(3) 成人和儿童的家庭检测。基因检测结果应结合家族史进行讨论，分子确诊为单基因糖尿病的患者，其家庭成员应接受家族变异的变异特异性检测，但也需尊重自主权。

(4) 该诊断的法律考虑。保险歧视的风险也可能需要审查，因为不同的国家制定了不同的规则来管理在保险承保中使用遗传信息。

(5) 考虑诊断的心理影响。基因检测可能带来的好处包括能够获得或倡导更合适的治疗，减少焦虑和不确定性，减少耻辱感，了解复发风险，并能够规划未来。风险可能包括焦虑增加，难以适应新的诊断，或学习意想不到的信息。

(6) 针对VUS结果和阴性单基因糖尿病检测的建议。针对阳性结果，临床医生应回顾病情的预后和医疗管理的潜在变化；无症状成员的阳性结果，应重视并酌情制定血糖监测计划。糖尿病患者的阴性结果可能表明糖尿病诊断的另一种病因，如I型或II型糖尿病。

（1）随着外显子组的产生和基因组测序数据的产生，对变异频率和外显率有了新的认识。对于一些先前报道的单基因糖尿病基因的致病变异，携带这些变异的个体不一定表现出单基因糖尿病的标志性特征(例如BMI < 30 kg/m2，诊断年龄<35岁)。

（2）单基因糖尿病基因中新的罕见变异的解读具有挑战性，功能研究可以提供帮助，但功能研究是缓慢的，缺乏标准化，通常在变异发现后进行回顾性研究。

（3）文献中错误的持续存在值得关注，因为正在报道的基因新变异可能并没有被该领域的专家认为是单基因糖尿病的病因，不一定符合归类为糖尿病的新遗传病因的标准。

（4）基因检测的障碍仍然存在。临床医生对单基因糖尿病的认识不足。未来的研究应生成临床可操作糖尿病基因的变异图谱，并努力在人群中分享单基因糖尿病的知识和专业知识。

提高单基因糖尿病基因检测的可及性是重要的。在不同地理区域的不同种族群体中实施关于检测对象的建议时，需要考虑到超重或肥胖类别的种族依赖阈值。另一个步骤是为45岁以下被诊断为糖尿病的人获得自身抗体和c肽的数据，并添加经过验证I型糖尿病遗传风险评分数据。这一信息将有利于更好地区分单基因糖尿病和I型糖尿病。此外，需要改进病例共享平台，以促进最大限度地收集评估致病性所需证据的能力。因此，有必要由MDEP VCEP等专家小组继续开展工作，以制定哪些基因变异应被视为单基因糖尿病病因的指南，并将该指南应用于其他单基因糖尿病类型和基因。最后，随着越来越多的人被诊断为单基因糖尿病，需要进行进一步的研究，以评估这是否真的会由于医疗服务能力而改善管理。需要对单基因糖尿病检测后的步骤提供进一步的临床指导，包括遗传咨询、后续转诊和家庭检测，以及对实施结果的研究。