遗传变异分类标准与指南

中国科学:生命科学2017年第47卷第6期:668~688SCIENTIASINICAVitaelife.scichina.com引用格式:王秋菊,沈亦平,邬玲仟,等.遗传变异分类标准与指南.中国科学:生命科学,2017,47:668–688WangQJ,ShenYP,WuLQ,etal.Standardsandguidelinesfortheinterpretationofsequencevariants.SciSinVitae,2017,47:668–688,doi:10.1360/N052017-00099©2017《中国科学》杂志社《中国科学》杂志社SCIENCECHINAPRESS标准与指南遗传变异分类标准与指南王秋菊1,沈亦平2,邬玲仟3,陈少科4,陈子江5,方向东6,傅松滨7,龚瑶琴5,黄国英8,黄国宁9,黄荷凤10,黄山11,郝晓柯12,冀小平13,李红14,梁波15,廖灿16,乔杰17,苏海翔18,魏军19,王磊20,王树玉21,王晓红22,邢清和20,徐湘民23,袁慧军24,杨正林25,周从容26,周文浩8,曾勇27,张学军28,黄涛生29,郑茜30,秦胜营31,于世辉32,关静1,王洪阳1,王大勇1,赵立东1,王慧君8,孔令印15,宣黎明15,冒燕15,祝轶君15,徐君玲15,王剑青15,王莉15,赵婷15,秦一丁15,夏滢颖15,樊丽霞15,赵丁丁15,邱浩15,贺林31*1.解放军总医院,北京100039;2.BostonChildren’sHospital,Boston02101-02117,USA;3.中南大学湘雅医院,长沙410008;4.广西妇幼保健院,南宁530005;5.山东大学,济南250100;6.中国科学院北京基因组研究所,北京100101;7.哈尔滨医科大学,哈尔滨150081;8.复旦大学附属儿科医院,上海200433;9.重庆市妇幼保健院,重庆400010;10.国际和平妇幼保健院,上海200030;11.贵州省临床检验中心,贵阳550002;12.第四军医大学附属西京医院,西安710032;13.内蒙古自治区妇幼保健院,呼和浩特010020;14.苏州市立医院,苏州215000;15.上海交通大学,上海200240;16.广州市妇女儿童医疗中心,广州510000;17.北京大学第三医院,北京100191;18.甘肃省医学科学研究院,兰州730030;19.宁夏医科大学,银川750004;20.复旦大学,上海200433;21.首都医科大学附属北京妇产医院,北京100069;22.第四军医大学唐都医院,西安710038;23.南方医科大学,广州510515;24.重庆第三军医大学,重庆400038;25.四川省人民医院,成都610072;26.贵阳医学院附属医院,贵阳550000;27.深圳中山泌尿外科医院,深圳518045;中国科学:生命科学2017年第47卷第6期66928.安徽医科大学第一附属医院,合肥230022;29.CincinnatiChildren’sHospitalMedicalCenter,Cincinnati45229-3039,USA;30.GreatOrmondStreetHospital,LondonWC1N3JH,UK;31.上海交通大学Bio-X研究院,上海200030;32.广州金域医学检验中心有限公司,广州510000;*联系人,E-mail:[e-mail]收稿日期:2017-04-13;接受日期:2017-04-20;网络版发表日期:2017-06-13摘要美国医学遗传学与基因组学学会(TheAmericanCollegeofMedicalGeneticsandGenomics,ACMG)曾制定过序列变异解读指南.在过去的十年中,随着新一代高通量测序的出现,测序技术有了快速发展.利用新一代测序技术,临床实验室检测遗传性疾病的产品种类不断增加,包括基因分型、单基因、基因包、外显子组、基因组、转录组和表观遗传学检测.随着技术的复杂性日益增加,基因检测在序列解读方面不断面临着新的挑战.因此ACMG在2013年成立了一个工作组来重新审视和修订序列变异解读的标准和指南,工作组包括ACMG、分子病理协会(theAssociationforMolecularPathology,AMP)和美国病理学家协会(theCollegeofAmericanPathologists,CAP)的代表.该工作组由临床实验室主任和临床医生组成.本报告代表了工作组中来自ACMG,AMP和CAP的专家意见.本报告提出的建议可应用于临床实验室的各种基因检测方法,包括基因分型、单基因、基因包、外显子组和基因组.本报告建议使用特定标准术语来描述孟德尔疾病相关的基因变异——“致病的”、“可能致病的”、“意义不明确的”、“可能良性的”和“良性的”.此外,本报告描述了基于典型的数据类型(如人群数据,计算数据,功能数据,共分离数据)对变异进行五级分类的标准过程.由于临床基因检测分析和解读中不断增加的复杂性,ACMG强烈建议临床分子基因检测应在符合临床实验室改进修正案(CLIA)认证的实验室中进行,其检测结果应由通过职业认证的临床分子遗传学家或分子遗传病理学家或相同职能的专业人员解读.关键词ACMG实验室指南,临床遗传检测,解读,报告,序列变异术语,变异报告随着遗传病患者样本中所检测基因数目的快速增加,临床分子实验室检测到越来越多的新的序列变异.某些表型仅与单个基因相关,而多数表型与多个基因相关.对某个给定序列变异的临床意义进行分级解读,从某个变异几乎可以肯定是某种疾病的致病性变异到几乎可以肯定是良性变异.虽然ACMG之前的建议提供了序列变异的解读分类及解读的算法,但并没有提供明确的术语或详细的变异分类指导[1].本研究依据专家意见及经验数据,阐述了昀新的序列变异分类标准和指南.1方法2013年,ACMG,AMP和CAP的成员,代表临床实验室主任和临床医生成立了一个工作组,该工作组依据专家建议、工作组共识和公众反馈开发了一种可以对现有的证据进行加权的系统,并应用此系统对序列变异进行标准分类.为了评估临床实验室的观点,对列入GeneTests.org上位于美国和加拿大的超过100家的测序实验室进行了调研,要求各实验室填写参考术语及变异分类的评估证据.这些实验室有检测包括罕见病、药物基因组学和癌症体细胞突变的经验.第一次调研于2013年2月开展,该调研旨在评估参考术语的偏好,调研结果公布在同年ACMG年会公开论坛上,该年会有超过75个与会者参加.调研结果代表超过45个位于北美的实验室.调研和公开论坛的结果表明:(i)五级术语系统“致病的”、“可能致病的”、“意义不明确的”、“可能良性的”和“良性的”是优选认可的,且已在多数实验室使用;(ii)工作组的首要重点应着重于孟德尔疾病和线粒体变异.在第一次调研中,参与的实验室被要求提供他们的变异评估方法,昀终有11个实验室提供并分享王秋菊等:遗传变异分类标准与指南670了他们的变异评估方法.通过分析所有提交的方法,工作组制定了一组准则,包括变异证据评估的加权标准体系和应用这个标准将变异归类为五类的分类准则.在今后的几周时间里,工作组成员通过在自己实验室或其他机构已进行分类的变异来验证这个方案.另外,还将典型变异的常见证据进行分类,来测试工作组成员达成一致的现有方法是否可以对这些变异进行分类.2013年8月,第二次调研在GeneTests.org上的相同实验室以及AMP清单上的约2000个单位中进行,同时给各单位提供了分类方案和详细的方案补充说明,要求各实验室使用该分类方案并对以下内容进行反馈,包括各标准的适宜性和每个标准的相对权重、分类体系的易用性以及他们是否会在自己的实验室采用这样的体系.来自超过33个实验室的答复表明多数实验室支持所推荐的分类方案,同时,他们的反馈进一步地指导了标准和指南的完善.2013年11月,工作组在AMP会议期间举行了超过50人参加的研讨会,提出了修订后的分类标准和两个评分体系.一个体系与这里介绍的方法是一致的,另一个体系则是一个分数体系,每一项标准都有一个分数,正分数为致病标准,负分数为良性标准,根据总分数进行变异分类.参与者使用此系统并进行反馈,回答在评估变异证据过程中他们如何权衡各个标准(如强、中度或支持、或不使用).参与者的反馈结果再次综合到这里介绍的分类体系中.但要指出的是,虽然大多数回复更倾向于分数评价体系,但本工作组认为,每个标准中具体分数的设置量化了对每个标准的理解,但是这一量化指标目前缺乏科学依据,并且没有考虑遗传证据解读时的复杂性.工作组还评估了文献中推荐的其他专业协会和工作组在乳腺癌、结肠癌和囊性纤维化中已制定的变异分类指南,以及在特定疾病中应用统计分析来进行变异定量评估的方法[2~5].这些变异分析指南在特定条件下是有效的,但很难将他们推荐的标准应用于所有基因变异及不同的实验室条件.本文描述的变异分类方法适用于所有孟德尔基因变异,包括单基因、多基因包、外显子组和基因组测序发现的变异.期望这种变异分类方法会随着技术和知识水平的提高而与时俱进.由于不同基因和不同疾病中的应用和加权评估的标准可能不同,特定疾病组的工作应继续,以制定更有针对性的具体基因的变异分类指南.2总论2.1术语突变是指核苷酸序列的永久性改变,而多态性是指频率超过1%的变异.虽然术语“突变”和“多态性”已被广泛使用,但由于这两个术语已经错误地与致病性和良性结果关联了起来,所以往往会造成混淆.因此,建议使用“变异”加以下修饰词替代上述两个术语:致病性的、可能致病性的、意义不明确的、可能良性的或良性的.虽然这些修饰词不可能适用所有的人类表型,但是正如本指南提出的它包含了孟德尔疾病相关的变异分类五级系统.建议所有致病性(包括可能致病)的结论需要注明疾病及相应的遗传模式(如c.1521_1523delCTT(p.Phe508del),致病性,囊性纤维化,常染色体隐性遗传).应当注意的是,一些实验室可能选择其他等级(如意义不明确的变异的子分类,特别是内部使用时),这种做法不被认为与指南不一致.还应当指出的是,某种程度上本指南推荐的术语与细胞遗传学基因芯片检测的拷贝数变异分类不同[6].虽然拷贝数变异分类系统也包括五级分类标准,但是它使用“临床意义不明确-可能致病的”和“临床意义不明确-可能良性的”.由于本指南提出的“可能的”变异分类标准比拷贝数变异分类指南中用到的“可能的”包含更强的证据,合并这两个“可能的”分类会使医务工作者和临床报告接收者产生混淆,因此大多数工作组成员不支持使用“意义不明确的”来修饰“可能致病的”或“可能良性的”.然而,有人认为“可能的”一词的使用应限于有数据支持其致病性或良性可能性很大的变异.虽然对“可能的”一词没有量化的定义,但是在某些变异分类系统中已有指导性意见.然而,ACMG开放论坛的一项调查建议“可能的”这一术语具有更广泛的适用性.认识到这一点,建议术语“可能致病的”和“可能良性的”用来说明一个具有大于90%可能引起致病或者可能良性的变异,尽管是人为的界定,但还是给实验室提供了一种共同的定义.类似地,国际癌症机构指南[2]支持致病性的确定水平为95%,但是工作组(通过ACMG公开论坛期间的反馈确认)认为,临床医生和患者愿意容忍略高的错误机会,从而中国科学:生命科学2017年第47卷第6期671做出确定为90%的决定.还应当指出的是,考虑到多数疾病具有异质性,目前大多数变异没有数据能将它们量化性地归于上述五个变异类别之一.希望随着时间的推移,能够建立实验和统计方法来客观地赋予变异的致病可信度,并且采用更严格的方法来定义临床专业人员所期望达到的可信度,从而能更完整地诠释这些术语及可能性.新术语的使用可能需要专业培训,鼓励专业团队对所有实验室和医务工作者进行这些术语的培训,也鼓励实验室直接对其开具检测报告单的医生进行培训教育.2.2命名建议通过一套规