JAMA Network Open：遗传性疾病基因检测中意义不明变异的比率和分类

一、研究背景

       基因测序技术的发展使得更多意义不明的遗传变异（Varients of Uncertain Significance, VUS）得以被识别。由于这些VUSs与疾病的联系尚不清楚，因此给临床医生和患者带来了许多挑战。在过去的研究中，VUSs经常被错误归类，因此无法明确诊断其是否致病；且由于缺乏数据，在代表性不足的人群（如亚裔、黑人族裔、西班牙裔等）中，VUSs的比率通常过高。该研究旨在通过对160万人的大型临床队列中的VUSs进行全面分析，解决先前研究的局限性，以更好地了解各种疾病基因中VUS的发生率、分布和特征。

二、研究方法

图1.研究设计与流程

三、研究结果

①不同人群及年龄组的VUS发生率

       VUS变异在不同人群及年龄组中的发生率存在差异。

· 人群差异：在原始VUS率方面，亚洲人和塞法迪犹太人（Sephardic Jewish）的VUS率最高，而阿什肯纳兹犹太人（Ashkenazi Jewish）和法裔加拿大人的VUS率最低，白人介于两者之间；而当考虑每个个体测试的基因数量时（即计算标准化VUS率后），太平洋岛民（Pacific Islander）的VUS率最高，其次是其他群体。阿什肯纳兹犹太人的标准化VUS率最低。白人的标准化VUS率低于大多数群体，但高于阿什肯纳兹犹太人和西班牙裔（Hispanic individuals）。不同人群VUS率的差异表明遗传多样性在VUS的发生中起重要作用。

· 年龄差异：年龄较小的儿童VUS率较低（这意味着需要对更多基因进行测序才能找到VUS），而成年人VUS率较高。

图2.VUSs在不同人群及年龄组中的发生率

②VUS的临床专科分布

       本研究观察到的VUS比例最高分别发生在眼科、免疫科、神经科、儿科罕见病和遗传性代谢性疾病等临床专科。这些专科同时还显示出每个个体VUS的平均数量更高。这些结果的部分原因可能是因为这些专科使用更大的panel进行基因检测（即：每个患者测试更多基因），而不是像遗传性肿瘤或心脏病等专科那样使用具有更多特异基因的小panel。同样，在应用大panel的临床专科中每个个体发现的VUS数量更高；这是因为许多检测到的变异可能在人群数据库中很少见或缺乏足够的研究，因此很难将它们归类为致病性或良性。

图3.VUSs的年龄、性别、REA分类（Race, Ethnicity, and Ancestry）及临床专科分布

③VUS类型分布

       VUS在与常染色体隐性（Autosomal recessive, AR）和常染色体显性（Autosomal dominant）疾病的相关基因以及与不同外显率疾病相关的基因中最为普遍。大多数的VUS是错义变异（missense variants），小部分为截断变异（Truncating，包括剪接变异）、拷贝数变异（CNV）及其他被归为VUS的变异（由于变异的预期分子类型与疾病机制或疾病遗传模式不相容）。其中，CNV通常是基因内重复或其他预测保留转录本阅读框的变异。

       与AR疾病相关的基因中的VUS对临床随访具有重要意义。与AR疾病相关基因中的VUS在所有观察到的VUS中所占的比例很高（41.5%），但值得注意的是，在AR基因中至少含一个VUS的个体中，大约95%的人在同一基因中并未发现第二个VUS或P/LP的变异；然而，仍有一小部分VUS是与同一AR基因内的其它VUS或P/LP变异一起存在的。因此，如果患者的表型提示存在相关的AR疾病，则需要进一步随访。

       另据报道，BRCA2，ATM和APC基因中具有最多的VUS，PLEC，AMPD1和SYNE1则具有平均每个受试患者可观察到的最多的VUS。研究人员还发现每个基因的独特VUS数量与基因大小和基因在队列中测序的次数呈正相关，而某些基因中观察到的VUS数量随时间下降的现象则可能是由于数据和经验的积累从而对这些基因的重新分类导致的。

图4.VUSs的遗传模式及分子类型分布

④VUSs的重新分类

       首先，在VUS随时间推移的重新分类数据统计中发现，在512,983个独特的VUS中，共有37,699个（7.3%）被重新分类，影响了163,977人。大约80%被重新分类为良性/可能良性（B/LB），而20%被重新分类为致病性/可能致病性（P/LP）。VUS降级为B/LB的变异的平均重新分类时间为30.7 （20.0）个月，升级为P/LP的变异的平均重新分类时间为22.4（18.9）个月。

       其次，对重新分类的VUS类型进行分析可知，最常见的重新分类变异类型是错义变异，且大多数重新分类的VUS属于AD疾病相关的基因，超过20%的重新分类VUS属于AR基因。从受检者所属临床专科角度看，被重新分类的VUS 比例最高的是儿科罕见病、心脏科、神经科和遗传性肿瘤，并且在所有临床专科中，大多数VUS重新分类都是降级。

       VUS重分类主要源自于两种类型的证据：临床证据和实验研究证据。其中，临床证据在VUS升级中的影响非常大，而临床新发（clinical de novo）证据对VUS升级为P/LP的影响最大（在升级的VUS的分类频率比未升级的VUS高1000倍以上）。值得注意的是，每种类型的证据应用于升级/降级VUS分类的程度因临床专科而异。例如，在眼科、免疫科、血液科、神经科等临床专科，间接证据（如人群变异频率数据、相关基因或蛋白的功能数据、计算预测模型等）对VUSs降级的影响最大；在除心脏科和儿科之外的所有专科，变异类型证据对升级VUS的贡献远大于对降级VUS的贡献。

图5.VUSs的重新分类

四、研究总结

       本研究主要通过对包含160万例接受基因检测的临床样本检测记过的系统分析，明确了临床样本中VUS变异的发生率、分布特征及相对应的临床管理策略。研究发现41%的人有VUS（主要是错义变异），最常见于接受不完全外显率疾病检测的人群或非欧洲人群中。在独特的VUS中，7.3%被重新分类，其中大多数被重新分类为良性。重新分类的主要证据通常包括临床和实验证据。临床证据是重新分类VUS的最重要因素，其中新发（de novo）变异尤为重要。一些间接证据（如人群变异频率数据、相关基因或蛋白的功能数据、计算预测模型等）在VUS降级的判断中被广泛使用，可以作为将某些变异归类为B/LB的独立标准。

       研究结果还强调了实验室和临床医生之间应该展开密切合作以优化对VUS的管理。为进一步减少基因检测结果的不确定性，研究提出应扩大来自不同人群的基因组数据集（提高基因组数据库的多样性）、改进变异解释的计算方法以及创新的实验方法。