求解罕见病③｜80%罕见病为遗传性疾病，分子诊断帮助多大？

【编者按】 

高中学历的徐伟给患有Menkes综合征儿子自制化合物组氨酸铜；43岁京东集团副总裁蔡磊确诊渐冻症后投入千万巨资、建立上亿规模基金，推动药物研发自救；曾经70万一针的诺西那生钠注射液高值罕见病药物首次纳入中国医保…… 

2021年，“罕见病”牵动人心，在中国受到前所未有的关注。 

然而，在一个个写满“爱和生命”的故事背后，我们仍然需要清醒地看到：中国对罕见病的关注历史尚短，未来仍充满不确定性和诸多困难。中国医学科学院北京协和医院院长张抒扬表示，发达国家对罕见病的规范管理与研发激励始于上世纪80年代，而我国多个关键环节在2015年以前都近乎空白。我国的罕见病研究全面推进，事实上晚于欧美国家大约30-40年。 

罕见病患者究竟有多少、他们又各自分布在哪里；即使在顶级医院，能胜任罕见病诊疗的医生有多少？患者如何精准找到他们；已在中国获批的罕见病药物可及性如何？更多无药可治的疾病还需要等待多久；中国罕见病政策体系又何时成熟？新冠疫情持续肆虐的形势之下，罕见病领域来之不易的推进是否又将不得不暂停？

实际上，这不仅是中国的难题，罕见病在全球范围内都是巨大的挑战。从疾病本身角度出发，它是人类面临的最大医学挑战之一。与此同时，鉴于80%的罕见病为遗传性疾病，这些患者群体基因突变值得所有人关注，因为这样的风险并非和你我全然无关。

澎湃新闻在下半年采访了罕见病领域的相关人士，包括患者、医生、科研人员、药企负责人、政策推动者等在内的20余位受访者，为我们讲述了罕见病之“痛”，也为未来的艰难征程投下了各自所能给出的一道光。

2000年6月26日，人类迎来生命科学里程碑：美国、英国、法国、德国、日本和中国6个国家超过3000名科学家宣布，基本完成了人类基因组工作草图。人类基因组计划是继原子弹曼哈顿计划、阿波罗计划之后的第三大科学计划，也被誉为是生命科学领域的“登月计划”。 

人类基因组工作草图完成登上2001年Nature封面

这一工作启动和完成于上世纪末，但对新世纪产生了深远的影响。基因组序列图谱让科学家们首次在分子层面上拿到了一本关于生命的“说明书”，奠定了人类更深刻地认识自我，也推动了生命与医学科学的革命性进展。其中，代表人类最极端健康问题的罕见病，或许是看待这种影响的一个最佳视角。

测序技术广泛应用于临床可以视为罕见病诊疗的分水岭。“在此之前，罕见病是靠经验去判断，或者是靠传统的临床诊断，也就通过临床表现以及常规的实验室检查方法去判断。”复旦大学附属儿科医院副院长、上海市出生缺陷防治重点实验室的副主任、中华医学会儿科学分会新生儿学组组长周文浩在接受澎湃新闻（www.thepaper.cn）记者采访时表示，但罕见病80%都是遗传性疾病，如果没有明确的分子诊断，实际上很难去谈罕见病。 

复旦大学附属儿科医院副院长、上海市出生缺陷防治重点实验室的副主任、中华医学会儿科学分会新生儿学组组长周文浩。

周文浩的专业领域为新生儿危重症的诊治临床及转化研究，重点涉及新生儿脑病、新生儿罕见病方向，先后建立了中国新生儿神经重症联盟和“中国新生儿基因组计划”。他认为，分子诊断的介入，助力罕见病领域的专家循证指导临床治疗，而非仅凭经验。“经验取决于医生看的病人数量的累积，以及在这一过程中的知识累积。”

遗传学诊断的确已成为罕见病专家手中的有力工具之一。 

浙江大学医学院附属第二医院（下称“浙大二院”）副院长、中国罕见病联盟浙江省协作组主任吴志英教授钻研遗传病和罕见病近30年。吴志英是一名神经内科医生，但在硕士和博士期间接受了规范的遗传学培训，博士后期间接受了神经科学培训。这样的背景让她对神经系统的罕见病有了更多的把握。

“目前国内能同时具备临床医学和遗传学知识的医生还是较为匮乏的。”吴志英向澎湃新闻（www.thepaper.cn）记者谈到，分子诊断给当前的罕见病或者遗传病的预防、诊疗都带来了极大的帮助，正因如此，“解读基因检测报告的质量至关重要，医生当中要有能胜任这项工作的一支队伍，这也是我创建医学遗传科/罕见病诊治中心的初衷。” 

围绕罕见病开展工作的专家和医生，有时候就像一名“侦探”。“我们有一个专科医生的‘福尔摩斯病例分享’，定期举行。”周文浩提到，罕见病领域在最近的几年时间里形成了非常重要的推动力，其中有三方面的因素。

“最重要的是国家政策的支持，第二是临床技术不断的推广应用，但更为关键的是，我们诸多的专科医生，尤其是年轻医生，已经认识到在对疾病的攻坚克难的过程中，罕见病是我们大的难点问题，所以在知识的普及、学习、推广、应用、积累方面，年轻医生有非常多的兴趣。”

美国哈佛大学医学院病理系助理教授、波士顿儿童医院基因诊断实验室研发部主任沈亦平在接受澎湃新闻（www.thepaper.cn）记者采访时也表示，尽管近10年来，国内三甲医院在临床遗传方面有了非常明显的进步，但是各地区、各级医院之间水平差距大，“如何让公众享受到现在基因组学技术能够给他们带来的诊断和治疗上的好处？这还有很长的路。”

美国哈佛大学医学院病理系助理教授、波士顿儿童医院基因诊断实验室研发部主任沈亦平（左一）

成本降低后临床分子诊断可及 

由6个国家超过3000名科学家完成的第一个人类基因组草图绘制，耗时13年，所用总资金超过30亿美元。2007年，第一个中国人的基因组则耗时数月、耗费300万美元。

测序成本和临床应用的匹配发生在2010年之后。二代测序技术（NGS），也就是高通量测序技术，大大降低了测序成本并大幅提高了测序速度。2015年开始，高通量测序技术在国内开始大规模推向临床。

华大自主国产测序设备。

“国产的测序仪、国产的试剂和平台等，这些因素都利于全外显子检测价格的不断下降，能够使更多的受检者获益。”华大遗传咨询负责人黄辉在接受澎湃新闻（www.thepaper.cn）记者采访表示。“全外显子检测在几年前的价格超过1万元，而现在的检测价格已经降了大概一半。”

根据测序区域范围的大小来分，基因组测序包括靶向捕获测序(即基因panel)、全外显子组测序(WES)和全基因组测序(WGS)。所谓的全外显子检测（WES），顾名思义就是把人的基因组中的外显子区进行捕获测序，然后再根据患者的表型进行分析。在个体基因组中，直接参与蛋白质编码的DNA区域的总和称为外显子组，约占全基因的2%，人类外显子组包括20000多个基因的180000多个外显子。

值得注意的是，目前已报道的大约85%的单基因遗传病的致病变异都发生在蛋白编码区。因此，价格门槛降低后，全外显子检测近几年已基本替代了将若干个基因探针设计在同一张捕获芯片上的基因panel。与此同时，全基因组检测尽管能覆盖更大的检测范围，然而目前市场价格较为高昂，在患者群体中可及性尚不如全外显子检测。

“全基因组测序，对罕见病的破解其实是一种很好的技术手段，但过去考虑到成本原因，此前并没有做大规模的测序。”深圳华大基因科技服务有限公司副总经理白茗洲接受澎湃新闻（www.thepaper.cn）记者采访时表示，随着测序技术的发展和测序仪器平台的国产化，促使测序价格会进一步降低，全基因组检测将会成为一个主力检测手段。

值得一提的是，在前述的人类基因组计划中，正是华大基因代表中国完成了该计划的1%。华大基因在2015年底推出的自主测序平台BGISEQ-500，则“以600美元的低价引领个人全基因组测序进入百元美金时代”，可做参照的是，2007年第一个中国人的基因组测序耗资300万美元。 

参与“人类基因组计划”的16个中心负责人合影。

目前，全基因组测序技术主要用于科研项目。2021年6月2日，华大基因公告披露，其全资子公司武汉华大医学检验所有限公司中标罕见病患者全基因组测序项目，项目采购人为四川大学华西医院。该项目系四川大学华西医院罕见病研究院的“十万例罕见病患者全基因组测序计划”（GSRD-100KWCH）项目。

上述项目中标金额为人民币1348元/例，服务例数不低于十万例。“华大自主的高通量测序平台推广以后，我们进一步降低了测序成本，使得全基因组测序技术能够普惠到罕见病群体。所以在今年这个时间点上，就加速开展了十万例罕见病患者测序项目的推广和执行。”白茗洲表示。

吴志英是最早拥抱这项新技术的罕见病专家之一。她向澎湃新闻记者回忆道，2010年二代测序技术刚刚进入中国，价格非常昂贵，“我当时就送了1个遗传家系4个成员的样本给基因公司做全外显子测序，检测费用一共是20万元，每份样品5万元，这笔费用相当于我当时一个国家自然科学基金面上项目的一半经费。”

浙江大学医学院附属第二医院副院长、中国罕见病联盟浙江省协作组主任吴志英教授。

要不要将样本送去做基因检测？吴志英的团队还专门进行了讨论。“犹豫了半天，当时大部分人都不太支持，认为花20万测4个样本太贵了，也许还找不到致病原因。我说万一找到了呢？不做我们永远不知道结果，最后我还是坚持去做了这件事情。” 

结果是振奋人心的，吴志英团队与王柠团队、熊志奇团队联手，2011年在国际顶级学术期刊《自然-遗传学》（Nature Genetics）上发表了他们的合作结果，率先在国际上报道了PKD（发作性运动诱发性运动障碍）的第一个致病基因PRRT2，“这个基因的发现在国际上引领了PKD相关领域的研究，因为在这之前大家只知道PKD是遗传病，但并不知道它的致病基因，因此无法对它进行精准诊断，而我们解决了PKD的精准诊断，进而国际上不同研究小组陆续报道了与PRRT2突变相关的系列发作性疾病。”

2011年在国际顶级学术期刊《自然-遗传学》（Nature Genetics）上的科研成果。

值得关注的是，即使是全外显子检测或者全基因组检测，仍然不能解决所有罕见病的检测问题。“如果用目前已知的全外显子组检测临床病人，平均的检出率停留在35%，也就是说，如果用全基因组或者全外显子组检测，大部分的病人虽然测序了，但不一定找得出致病原因。” 

澎湃新闻（www.thepaper.cn）记者近日参加了2021年中国罕见病大会，金域医学首席医学官、副总裁方萍在大会上以儿童神经系统发育障碍类疾病举例，“这是基因组水平检测诊断率的‘天花板’，也只有45%-50%。”原因是多方面的，比如尽管在检测层面发现了基因变异，但其中很多还缺乏功能学证据，“在基因组测序里面发现的变异是否造成了疾病，这是一个关键的问题。”方萍表示。

当然，技术仍然在进步。转录组学、代谢组学、表观遗传学等检测技术的日益成熟，会给我们带来更多的答案和解释。“我们要完成一个拼图，不能仅仅基于DNA水平，还要做转录组、代谢组、表观遗传组，另外还要考虑环境、生活习惯等所有因素，全部加起来才能够最终给我们的病人更好的诊断。”

为什么要做分子诊断？ 

疾病诊断，这是罕见病患者去做分子诊断的最直观原因。周文浩对澎湃新闻记者表示，即使很有经验的临床医生，他认为是某种疾病，但最后基因检测的结果可能并不是如此，“这样的案例并不是没有。”

黄辉提到，就罕见病领域而言，这两年无论是患者端还是医生端，对基因检测的认识和使用率都提高了很多。“从医生端来说，现在越来越多医院的医生对基因检测技术的理解、对结果的解读都更加专业；在患者端，由于检测价格的下降，以及医生更具体有效的引导，受检者的接受度也比以前更高了。” 

不过，仍有部分罕见病患者或者家属对于分子诊断并不积极。“首先要消除病人的病耻感，例如病人觉得自己可能是某种遗传病患者，他就不太愿意去看病，担心别人知道他有家族遗传性疾病，从而不愿意做筛查。”吴志英谈到了现实中存在的这种客观现象。

尚无针对性的有效治疗方案则是另一重原因。浙江大学附属儿童医院党委副书记、中华医学会儿科学分会罕见病学组副组长、浙江省医学会罕见病分会副主任委员邹朝春教授向澎湃新闻（www.thepaper.cn）提到一种常见的现象，“我们在遇到一些疑似患者的时候，有些情况下会建议他们去做遗传学诊断，但有的家长会问，疾病诊断出来能不能治愈？只能跟他说实话，绝大部分现在是不能根治的。”

邹朝春说，尽管阐明了诊断的多重意义，部分家长仍会因为即使诊断了治愈可能性小、诊断费用压力等，最终放弃早期遗传学检测，失去早期诊断的机会。

浙江大学附属儿童医院党委副书记、中华医学会儿科学分会罕见病学组副组长、浙江省医学会罕见病分会副主任委员邹朝春教授。

黄辉也提到类似现状，“目前在肿瘤领域，相关的诊断治疗都非常受关注，尤其在一些肿瘤可实现精准靶向治疗的情况下，结合肿瘤的基因组，有机会匹配到靶向药。而罕见病领域基因检测没有引起特别重视的一个最主要的原因，还是现在很多遗传病或者罕见病都缺乏非常有效的针对性的治疗方案。” 

她认为，“如果越来越多的罕见病在明确病因以后，能有更好的针对性的治疗方案的话，基因检测对于患者的意义就会大幅提升。”

从整个罕见病领域甚至人类疾病的层面来说，分子诊断不仅仅停留在确诊层面。例如，吴志英等人2011年发表于《自然-遗传学》的重要成果就始于其2005年遇到的一例罕见病患者。

“我当时已经是一名主任医生了，但在一次门诊中看到一例病人，仍然不知道该如何给他做出诊断。”这例患者从小求医，求诊到吴志英面前的时候已经16岁了。“她从座位上站起来或者在过马路行走速度加快时，只要有类似这种改变，她就会突然出现像跳街舞那样的不自主动作，不可控制地持续20秒左右，你和她说话她仍然可以对答，神志清楚，但就是停不下来。”

这样的病例以往通常会被当做癫痫来治疗，但疗效很差。“我写下了‘特殊类型癫痫’，但同时打了一个问号，我再写上了‘发作性运动障碍’，但我不知道是哪一类，因为当时不懂。”联系了国内多名专家，亦没人能给出答案。

于是她开始查找相关资料，“那时候查个国外文献也很难，周末跑到图书馆去待了好久，到处查。”最终发现，早在1967年，国外就有人报道过“发作性运动诱发性舞蹈手足徐动症”。而在2004年，有专家在Neurology杂志上发表了关于发作性运动诱发性运动障碍（PKD）的临床诊断标准，但没有关于致病基因的报道。

为什么国内很少报道？而她遇到的病例又是家族性的。历经5年时间，吴志英带领团队收集到8个PKD家系的血液样品，并成功追踪到了PKD的致病基因，即位于16号染色体上的PRRT2基因，这也是PKD的第一个致病基因。10年后的2021年，吴志英团队和熊志奇团队再次联手报道了PKD的第二个致病基因TMEM151A。

一个新致病基因的发现，意味着一种疾病精确诊断和针对性治疗的开始。“现在孤儿药为什么会层出不穷？就是一个病例一个基因不停地去破解问题，源头就在发现致病基因的做基础研究的人，或者是做检测的人，或者是医生，各方力量有机地结合在一起，然后寻求最好的解决方案。”周文浩对澎湃新闻记者表示。

“我们要不断地更新实验室技术，如果一个病人以前做过某一类检测没有找到原因，那么随着技术发展，也许可以再重新对他们进行评估、重新检测，也许能够找到原来没有找到的变异。”沈亦平在2021年中国罕见病大会上提到，“我们应该对每一个病人都尽量达到确诊的目标，当然现在离这个目标还是有比较大的距离。”

另外还需重视的一点是，罕见病在分子层面的诊断也有助于预防。沈亦平将其视为临床遗传学的第一大基本任务，“如果我们能够把预防做好，特别是严重的罕见病就可以大大得到缓解。”他补充道，“现在的基因组医学已经给我们对疾病的预防，特别是罕见病和遗传病的预防，赋予了非常好的能力，看我们能不能够按照新的理念和新的技术做到人群的扩展层面。”

沈亦平在接受澎湃新闻记者采访时谈到，他自2008年以来一直关注着中国的罕见病领域，每年超过一半的时间在广西、江西等地从事遗传学知识指导、培训等工作。他以广西地中海贫血防治介绍道，在当地政府高度重视、公众科普工作到位、基因检测等新技术的推广下，“全区范围的重型地贫出生率由10年前的2.26/万，下降到了目前的0.22/万。”

重型地中海贫血，是严重影响我国南方地区的一类溶血性疾病，依赖终身规则输血和规则祛铁治疗。沈亦平提到，在广西，地中海贫血的基因携带率高达24%，也就是说大约4个广西人中就有1人携带地中海贫血基因。“这是疾病预防的一个成功的案例，非常有效，但是还有很多其它可预防的疾病，或者说其他还有那么多疾病，我们没有这样做。”

黄辉也从预防角度提到，“从受检者角度查明是否为遗传病，以及确认基因层面发生了什么样的改变，如果这个家庭有再生育的需求，我们能够通过检测结果为他们提供生育指导，避免同样的问题再次发生，这是目前基因检测非常重要的一个作用。” 

邹朝春还谈到，诊断明确后医生还有可能帮助预测病情的发展，“有些症状通过努力其实是可以减轻或者延缓出现；另外，知道疾病后，家长可以关注国内外研究进展，如果新研发出该疾病新药新技术能尽早获知。”

“医生的遗传学培训需要前置”

有了更好的诊断“工具”，最终我们仍需要回归到人。“诊断技术越先进，诊断的可能就越高，但是万变不离其宗，我们对于病人的诊断不能离开临床，临床表征是永远是第一位。”

方萍谈到一点，“现在的诊断手段，一下子测出来2万多个基因，我们相当于从大海里面捞针来做诊断，怎么诊断病人有没有问题、有什么问题？这并不是光靠最先进的技术，最关键的还是要两方面的结合，临床端和检测方一起来共同工作。”这两方面若结合不好，则很容易出现漏检等错误。

她指出，这是目前的检测领域出现的诸多问题、诸多混乱，特别是在临床上有巨大困惑的“根本问题”。她呼吁，国家对于相关从业人员要有严格的资质要求，要有训练，“不能仅仅接受过短期的培训，对临床也没有很好的理解。”

黄辉也对澎湃新闻记者提到，因为基因检测技术比较新、发展也非常快，而基因检测的报告实际上复杂程度较高，“要结合很多的遗传学知识才能进行解释，行业里面相关的标准和共识此前是相对缺乏的，我们有这样的感受，可能医生和病友的感受更大。”

她介绍到，正是基于行业内的一些痛点，国内临床基因检测的各参与方希望能有相应的共识能规范检测。所以在2017年召开了首届临床基因检测标准与规范专题研讨会，会议形成了临床基因检测报告规范的共识和团体标准；2019年5月召开的第二届基因检测联盟会议及会后多方讨论，最终形成《遗传病二代测序临床检测全流程规范化共识探讨》。这是国内首个由“第三方检测机构代表+临床及科研专家+病友组织”共同商讨、基于基因科技发展和实际应用场景达成的行业共识。

“当然还是有很多我们没有办法解决、还需要继续探讨的问题，但是起码给出了一个专家以及检测机构共同思考的一个结果，可供行业里面去参考。”黄辉认为，这一块未来仍需要大家合力，而她也在期待国家层面的相关标准发布。 

吴志英对此也颇有感触，有一些患者带着基因检测报告来找她，此前的医生“拿着报告解读不出来。”但她认为在眼下这个阶段，这种现象很正常，“大多医生都没有经过遗传学的培训。”而另一种情况则是，患者拿着检测机构的报告过来，她有时候必须重新评估结果。

2021年11月1日，由吴志英推动创建的浙大二院罕见病病区正式挂牌更名为“医学遗传科/罕见病诊治中心”，成为了独立学科，这是国内唯一的罕见病病区。“我就是想拥有一支专业的队伍来干专业的事情，我要有门诊、要有病区、要有医学遗传学实验室，我要培养一批人专门看遗传病看罕见病，不仅仅能看病人，同时能高质量解读基因检测报告，并为病人选择最合适的遗传学检测手段，能帮病人节约钱。”

如何解决人的问题？“分子诊断就像我们实验室里面或者化验间的一个化验报告而已，它不可以取代所有来自医生的判断，是在对包括罕见病的疾病诊断时加固了证据链。”周文浩指出，临床医生要认识到，在所有的疾病的诊断和治疗过程中，分子诊断是一个支撑点，而不是全部。

那么，既然是一项实验室检测，“一定要有一批人会生产数据、会控制数据的质量、会去分析数据，会在分析数据的基础上得到一个最逼近真实的或者是最主要的证据。”周文浩如此强调。

而如何做好质控？周文浩总结提到一点，人是最重要的。“有一小部分人受过长期训练，一开始相当于师傅带徒弟，等2个师傅、10个师傅变成200个师傅、300个师傅或者1000个师傅的时候，这条基准线就会很均一，当数据积累得更多之后，这个数据也会很均一。”

即使如此，他仍然强调，“有的时候，师傅经验性的东西在数据面前也会苍白无力，还是要不停地去拿数据去喂，去把师傅‘养得更好’，有更多的人能够去更好地做这件事情。”

对于目前检测方和医生端的双重挑战，周文浩强调一点，“犯错误总比因噎废食好。”他以一名医生的成长过程类比，“一名医学毕业生成长为一名大医生，肯定要经过三年规培、三年专培、主治医生、副高到主任医生这样一个过程，指望所有的人都是主任医生，怎么可能？医学的生态环境永远是这样，它就是一个成长的过程、不断认识的过程。”正因如此，医生在行医过程中，他总是有令他遗憾的部分。

他同时建议，在医学教育中应该将遗传学的学习进一步前置。“再过个3年、5年、10年，它也许就像是另外一门解剖学，或者另外一门生化，这是每个医学生必须要了解的。接受的培训已经到达这种程度时候，我们现在谈论的很多问题就不存在了。”

周文浩进一步表示，从真正意义上来讲，“针对罕见病的临床研究，它的核心点其实不是平台，可能也不是人才，更为重要的是在整个医院的范畴里面，能够形成很好的研究文化、探索文化，在专科领域里培养对遗传病和罕见病人有认知的一个队伍，通过卓有成效的研究去解决疑难病症，在不断的探索过程中去取得进步。”

吴志英也谈到，对老医生进行遗传病和罕见病诊疗培训实际上难度较大，应该重视培训年轻的医生。“比如说，我培养的这些学生，他们将会分布到全国的各家医院中去，这些人就可以胜任这项工作。”

沈亦平表示，“我们需要大量的专家，不光是遗传学专家，专科医生中也需要大量去培训遗传学知识，现在病人并不是自己是否患有罕见病或者遗传病，他们是到各个专科去看病，甚至是普通的门诊。”他提醒，目前以讲座为主的继续教育效果并不理想，“对传播理念带来一定帮助，但我们需要去做培训，真正地把一种具备操作性的能力培养起来。”