吕建林说结石（41）：全外显子组测序（WES）与全基因组测序（WGS）

更新时间：2025-01-18 11:42  浏览量：19

肾结石病（KSD）全球患病率上升，成为临床和经济负担。传统观点认为，30%儿童和1-5%成人携带导致KSD的单基因变异，家族史支持遗传性。基因检测有助于早期诊断、家庭咨询和治疗，但使用不足。结石检查和代谢分析后未能确诊时，应考虑对KSD儿童患者和特定成人亚组进行基因检测。全基因组关联研究发现，多基因多态性与结石成分和结晶抑制剂有关。家族史和同卵双胞胎中KSD复发风险增加30-50%，严重程度增加，发病年龄更早。KSD与慢性肾病(CKD)密切相关，肾衰竭风险较高。因此，准确诊断KSD原因对治疗至关重要，有助于个性化治疗和改善疗效。

许多患者和医生未意识到肾脏疾病的遗传性。基因检测使用不足，原因包括缺乏益处感知、遗传肾病认识不足、遗传变异解释困难、成本高和检测可及性差。这导致诊断模糊，影响临床管理，尤其是对某些单基因肾病（如胱氨酸尿症和原发性高草酸尿症）的针对性治疗。当前，相较于传统桑格测序，高通量测序（NGS）技术显著提升了基因诊断的准确性。NGS 支持同时进行多项测序。针对特定疾病相关致病或候选基因的外显子子集，称为靶向测序。所有蛋白质编码人类基因的外显子（约20,000个），称为全外显子组测序（WES），经常应用于家庭研究或基因检测阴性的高度可疑病例，以克服组合测序的局限性；完整的基因组，称为全基因组测序（WGS）。

目前，WES 因其能够测试大多数 KSD 相关基因并指出筛选基因中的微小变异而成为最受欢迎的诊断工具。WGS理论上能检测CNV和复杂区域变异，但因成本、时间和解释难度，很少作为筛选非编码变体的工具。

纳入研究中儿科和成人单基因疾病的分布。Cys，胱氨酸尿症；HC，高钙尿症；RHUC，肾性低尿酸血症；dRTA，原发性远端肾小管酸中毒；DD/NL1，Dent 病/肾结石 1 型；HHRH，遗传性低磷酸盐性佝偻病伴高钙尿症；FHHNC，家族性低镁血症伴高钙尿症和肾钙质沉着症；HOMG5，低镁血症 5，肾脏，伴有眼部受累；BS，巴特综合症；PH1，原发性高草酸尿症1；LS/DD2、Lowe 综合征/Dent 病 2；aHC，吸收性高钙尿症；DRTAd，肾小管性酸中毒伴耳聋；PH2，原发性高草酸尿症2；APRTd，腺嘌呤磷酸核糖转移酶缺陷；HGly，高甘氨酸尿症；Xan，黄嘌呤尿症；HPP，低磷酸酯酶症；HPRTd，次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶缺乏症；PKHD1,常染色体隐性遗传性多囊肾病；PH3，原发性高草酸尿症3；VDDR2A，维生素 D 依赖性佝偻病，2A 型；NPHLOP1/FS，低磷血症性肾结石/骨质疏松/范科尼综合征；和 NPHLOP2，低磷血症性肾结石/骨质疏松症-2。儿童数据为天蓝色，成人数据为红色。

去除可识别病症后，儿科遗传病例降至19%，成人降至5%以下。2015年前，KSD患者基因检测因成本高和解释难而应用有限，研究耗时，主要针对罕见综合征特定基因的桑格测序和全外显子PCR测定。NGS技术提升了KSD特定基因诊断的可能性。哈尔布里特等对272名不明原因KSD患者进行了广泛遗传评估，发现14个基因中的50个可能致病突变，诊断率为14.9%。其中，20.8%的发病年龄

聚焦儿科患者，分子诊断证实了16.8%患者的比例与先前研究一致[42]。研究分析性别与单基因原因的关联，未发现显著差异。但所有患者均来自国际三级护理中心的肾结石诊所，可能存在选择偏倚。达加等报告51个25岁前肾结石或肾钙质沉着症家庭的WES结果，诊断率达29.4%。肾结石患者中25%、肾钙质沉着症患者中44.8%发现假定突变。分析显示单基因原因患者发病年龄低，15岁以上无致病突变。家族病例中41%基因检测阳性，证实单基因原因高比例。血缘关系高地区（如中东和埃及）检出率高，75%近亲家庭检测到单基因病因。即使无家族史、血缘关系或发病年龄小，突变检出率也高，强调KSD患者基因检测的重要性。研究激发了对KSD遗传学在不同种族中探索的兴趣。阿马尔等在巴基斯坦的研究显示，KSD的诊断率为8.5%，单基因原因检出率低可能与未鉴定基因或外显子测序覆盖不足有关。然而，在有家族史和早发病患者中，单基因突变频率较高（1-20岁为11%，61-80岁为0%）。

在2256名中国儿童肾脏泌尿疾病患者中，KSD诊断率为29.3%，WES显著提高诊断精度，初诊时仅3.6%被诊断。阳性家族史患者检出率高，赵等发现分子诊断率达36%，与代谢评估一致性100%。但研究限于严重KSD患儿，47%患者拒绝WES可能影响结果。Ziyadov等总体检出率为37.5%，证实KSD熟悉度与阳性基因检测相关（58.3%致病变异患者有阳性家族史）。研究受限于患者群体有限和种族差异小。

靶向基因测序和WES在临床上的应用使得诊断率在过去两年显著提升。舍瑙尔等发现，针对性NGS方法能检测出6.8%的单基因原因，并识别出预测阳性结果的相关因素，建议对具有这些特征的患者进行基因检测。格芬等在儿童中发现32%的阳性率，但排除不确定变异后，确诊率降至11.5%。曼达尔等在20.4%患者中发现变异，但考虑致病性变异后，诊断率降至11.1%。王等人的研究中，排除不确定变异后，诊断率从46.3%降至25.6%。最近两项研究在儿科队列中取得显著成果。瓦西蒂等分析191名儿童肾脏疾病患者的WES数据，发现单基因疾病检出率为37.1%，KSD亚组诊断率高达45.5%，超过50%阳性患者有家族史。Liu等的研究也证实了这些结果，他们在218名中国KSD儿童患者中发现诊断率为37%，并确认了与基因检测阳性相关的共同因素。

外显子组测序（WES）因其较高的诊断率优于靶向基因组方法，但可能遗漏内含子和启动子区域的突变。结合CNV检测可提高诊断率。影响诊断率的特征包括低发病年龄、家族史、血缘关系和肾外特征（如听力缺陷、眼部异常等）。尽管这些因素与基因检测阳性相关，但许多KSD患者并无这些特征。因此，不能仅凭这些因素决定基因检测，需进一步研究。

对于KSD患儿及具有提示性特征的成人患者，建议进行基因检测，优先采用外显子组测序以提高检测性能，除非有强烈证据指向特定遗传性疾病。现代遗传学方法通过早期诊断减少复发和并发症，降低不必要的随访风险，并提供家庭咨询和定制治疗，其实用性和有效性对患者显著。识别“可操作基因”确保基于致病变异提供特定治疗。