耳聾的臨床遺傳諮詢——走進基因組新醫學時代

王秋菊，教授，醫學博士，主任醫師，博士生導師，聾病診治與防控專家，973項目首席科學家。現任解放軍耳鼻咽喉研究所所長，教育部聾病重點實驗室常務副主任，耳內科及臨床聽力醫學中心主任。擔任國際耳內科醫師協會（IAPA）主席，中國醫療保健國際交流促進會耳內科分會主任委員，中國中西醫結合耳鼻咽喉專業委員會耳聾學組主任，中華耳科學雜誌執行主編等。致力於聾病診治與防控的臨床與基礎研究工作，建立了具有自主知識產權的臨床聽力學信息化系統的聾病資源庫，在國際上首次發現和提出了遺傳性耳聾中存在Y-連鎖遺傳新理論；在國內率先提出了在新生兒中融入易感基因聯合篩查的理念;完成了中國大陸第一例阻斷重度遺傳性耳聾第三代試管嬰兒；作為首席專家，啟動了中國聾病基因組計劃。獲國家科

技進步二等獎、中華醫學科技一等獎、中國科協「求是」傑出青年獎、軍隊學科「拔尖人才」、「中國出生缺陷干預救助基金會科學技術獎」等。主編或主譯論著8部，發表論文180餘篇，獲發明專利30項。

耳聾是導致言語語言交流障礙的常見疾病，50 %～70%的耳聾是由遺傳因素所致，隨著國際人類基因組計劃、人類基因組單體型圖計劃、千人基因組計劃順利實施，以及高通量新一代測序技術（nextgeneration sequencing，NGS）的快速發展，越來越多的研究證實了遺傳因素在耳聾發生中的重要作用，對於耳聾相關基因的研究和基因診斷也進入高速發展的新階段。自1992年發現第1個非綜合征型耳聾基因至今，隨著2005年之後新一代測序技術的問世，掀起了一場耳聾基因研究和發現的新熱潮。

遺傳性耳聾是父母的遺傳物質傳遞給後代所引起的聽力損失，父母一方或雙方可以是與子代表型類似的耳聾患者，也可以是聽力正常的致病基因攜帶者。特別要強調，父母傳給後代的是導致耳聾的「遺傳物質」，而不是耳聾本身。因此，不能簡單根據是否有耳聾家族史和是否為先天性耳聾來判斷遺傳性耳聾。

一旦考慮與遺傳因素相關的耳聾，不僅關係到患者本人，還涉及其家庭成員。這類耳聾患者及其家庭成員除了關切患者聽力損失的發展趨勢和有效的治療手段外，同時對於遺傳因素是否會引起其有血緣關係的家庭其他人員罹患耳聾以及耳聾發生的風險性等問題更應關注，這就促使耳鼻喉科醫生需要快速轉換成為臨床遺傳諮詢師的角色，給予專業確切的回答和降低發病風險的指導建議。遺傳諮詢（genetic counseling）最早於1941年被提出，1975年美國人類遺傳學學會對其賦予定義，是幫助諮詢者理解遺傳因素對疾病的作用，解釋遺傳檢測結果及其在疾病診斷、治療和預後上的意義，告知遺傳方式和預測遺傳風險，指導再生育方法選擇的交流溝通過程（communication process）。目前在國內尚無遺傳諮詢師這個職業，遺傳諮詢都是由專科臨床醫生兼任。本文根據目前常見的遺傳諮詢問題和現象，梳理了對於耳聾遺傳諮詢的認識和實踐，用於指導臨床。

1聾病遺傳諮詢基本過程

不同類型聾病的臨床診斷依賴於耳鼻咽喉科專科醫生，一旦環境因素導致耳聾的病因被排除，則可從最簡單的單基因病遺傳模式入手進行遺傳諮詢。首先根據採集的患者病史和家族史，繪製家系圖譜，通過分析家系圖譜的遺傳特性，提出最可能的遺傳規律和模式。其次，指導患者及其家庭選擇適當的基因檢測方法，幫助尋找耳聾的致病基因。最後，對患者的基因型與臨床表型信息進行綜合分析，評估疾病發生、發展趨勢，提供合理的指導建議，同時疏導由基因檢測結果產生的患者家庭的心理問題。

2常用基因檢測方法和選擇策略

耳聾具有高度遺傳異質性，遺傳學家估計約有250～300個基因與遺傳性耳聾相關。如何幫助患者檢測到真正的致病基因，臨床醫生選擇和建議的適當基因檢測方法是關鍵。

2.1常見耳聾基因的檢測

基於大規模不同種族的聾病分子流行病學的研究以及聾病常見基因圖譜的繪製，人們已經確認GJB2、SLC26A4和mtDNA12SrRNA是我國耳聾人群中最常見的3個致病基因，同時在健聽人群中的突變攜帶率相對較高。2007年王秋菊首次提出新生兒聽力及基因聯合篩查理念，歷經近10年的臨床實踐，包含有GJB2、SLC26A4和mtDNA12SrRNA這3種基因突變位點的檢測方法已廣泛應用於聯合新生兒聽力篩查以及孕婦早中期的聾病易感基因篩查。耳聾基因篩查的應用作為一種公共健康保障措施，不僅能夠早期發現先天性耳聾患者，還能發現遲發性耳聾患者和藥物敏感性耳聾基因攜帶者，並得到遺傳諮詢建議和後期有效的干預，避免因聾致啞悲劇的發生，目前已成為聾病規模化防控模式的典範。但對於這3種常見耳聾基因的檢測，僅能解答約36%聾病患者的致病基因。面對臨床眾多的聾病患者統一應用常見耳聾基因檢測，將無法滿足臨床的實際需要，這就亟需覆蓋更多耳聾基因的遺傳診斷手段。

2.2已知耳聾基因的檢測方法

基因檢測技術不斷在發展，從最初的Sanger測序、飛行時間質譜，到新一代測序技術的出現，耳聾基因檢測方法也從最初能夠批量完成3個常見耳聾基因檢測到現在一次檢測上百個甚至更多基因的巨大技術飛躍。

新一代測序技術的目標區域測序（NGS Panel）是對選定的目標基因組區DNA富集後進行高通量測序的技術手段，類似於「智能漁網」，能將感興趣的基因一次性捕獲。2010年至今，已有多篇基於不同種族耳聾群體利用覆蓋不同耳聾基因數量的NGS Panel進行耳聾遺傳診斷的報道，延展了對耳聾致病基因突變譜的重新認識，提高了對稀有變異的檢測發現，最重要的是幫助了更多病因不明的耳聾患者找到真正的致病「幽靈」。目前國內市場已有針對耳聾基因的NGS Panel，檢測能夠覆蓋到包含非綜合征型耳聾及綜合征型耳聾相關100～200個基因編碼區及鄰近剪切區，不同檢測機構利用HisSeq 2000/2500/4000測序平台，提供了更深的基因覆蓋度及高通量檢測，為耳聾患者遺傳基因的鑒定提供了更經濟有效的新途徑，具有巨大的臨床應用潛力。

2.3新耳聾基因的檢測方法

對於常見耳聾基因篩查及已知耳聾相關基因檢測均未發現可疑的致病變異個體，需再次結合患者的病史進行分析，明確遺傳因素致病的權重，進一步針對可能存在的新致病基因進行挖掘。人類基因組共由大約31.6億個鹼基對組成，有180000個外顯子，包含了所有蛋白質的編碼序列，占人類全部基因組序列的1%。2009年Nature雜誌發表了國際上首次利用全外顯子組測序技術（whole exome sequencing，WES）發現弗里曼謝爾登綜合征（freemansheldon syndrome，FSS）致病基因的文章，此後該技術廣泛應用於檢測包括耳聾在內的遺傳性疾病基因突變。WES能夠在短時間內覆蓋大範圍的基因型，獲得更豐富、有意義的數據，結合大量公共資料庫提供的外顯子組數據，找到引起致病變異的可能性很高，更好地解釋疾病的致病機理。

然而，任何技術方法都有其應用的局限性，目前認為85%的疾病相關突變位於外顯子編碼區，而對於發生在非編碼區的變異，以及基因組結構的變異包括拷貝數變異(copy number variations，CNVs）、顛換(inversion)、易位(translation)等，外顯子測序便顯得束手無策。因此，如果採用外顯子測序方法，仍未能發現與表型共分離的候選致病位點，預示著致病基因有可能位於非編碼區或存在基因組結構變異，深入分析可考慮採用全基因組測序（whole genome sequencing，WGS）以及基於全基因組掃描的微陣列比較基因組雜交（array comparativegenomic hybridization，aCGH）和單核苷酸多態性微陣列技術（single nucleotidepolymorphism array，SNP array），在全基因組範圍內搜尋疾病相關候選位點和區域。對於耳聾遺傳學病因分析，由於WGS檢測費用昂貴、測序覆蓋整個基因組，基因變異信息解析時間長，目前主要應用於少數的科研項目。

3聾病遺傳諮詢的主要群體

聾病諮詢的主要內容包括耳聾發生的病因，耳聾的發展趨勢和嚴重程度，初次（或再次）妊娠發生耳聾的風險，以及對於風險的有效防控措施。結合實際臨床諮詢中不同諮詢者家庭背景情況和上述關注內容，可將聾病遺傳諮詢對象歸納為以下6類，本文案例均來自參與「中國聾病基因組計劃」的諮詢家庭。

3.1孕前諮詢群體：聽力正常夫妻，伴單方/雙方有耳聾家族史

圖1諮詢者A家庭譜系圖

針對耳聾再發風險的孕前諮詢，首先根據諮詢者描述的家族成員聽力情況繪製出家系圖譜，圖1所示的諮詢者A家庭（Ⅲ-1和Ⅲ-2）是一對聽力正常（測聽結果無異常）的育齡夫妻進行孕前諮詢，因男方諮詢者的父母均為聾啞人，且男方諮詢者的母親家族有2名耳聾患者。本案例諮詢者最關注的問題是遺傳因素是否會導致下一代耳聾的發生及風險性。首先需要幫助這個家庭查尋到存在的真正致病原因，再做諮詢指導。

本案例中男方諮詢者（Ⅲ-1）家庭中存在較高的遺傳風險，其耳聾患者發生在Ⅱ代，建議男方諮詢者（Ⅲ-1）的父親（Ⅱ-3）和母親（Ⅱ-4）采血分別進行包含有127個基因的遺傳性耳聾NGS Panel檢測，男方家族的其他成員（Ⅱ-1,2,5,6）采血備用驗證基因變異位點。

基因檢測結果（如圖2所示）發現男方諮詢者父親（Ⅱ-3）的耳聾基因是SLC26A4複合雜合突變（參考序列NM_000441，c.1174A>T雜合突變和c.1336C>T雜合突變，突變位點是已經報道過的致病突變），男方諮詢者母親（Ⅱ-4）的耳聾基因是MYO15A複合雜合突變（參考序列NM_016239，c.7396-1G>A雜合突變和c.4823C>A雜合突變，突變位點均未被報道，致病屬性分別為可疑致病和臨床意義不明）。對於男方諮詢者母親（Ⅱ-4）基因檢測發現的兩個尚未報道過的變異位點，根據2015ACMG遺傳變異分類標準致病變異證據標準分析為致病基因突變。SLC26A4基因是常染色體隱性遺傳非綜合征型耳聾4型（DFNB4）致病基因，MYO15A基因是常染色體隱性遺傳非綜合征型耳聾3型（DFNB3）致病基因。明確了家族中聾病患者的致病基因型後，對於家族其他成員利用Sanger測序法進行檢測到的基因突變位點的驗證，結果發現男方諮詢者（Ⅲ-1）攜帶了SLC26A4基因雜合突變和MYO15A基因雜合突變（見圖2）。

通過上述男方諮詢者（Ⅲ-1）家庭的基因檢測，明確了男方諮詢者存在的潛在耳聾遺傳危險因素（攜帶SLC26A4基因雜合突變和MYO15A基因雜合突變）。對於女方諮詢者（Ⅲ-2），無耳聾家族史和其他系統疾病，建議其進行81個基因的非綜合征型耳聾NGS Panel檢測，其中包含有2個線粒體遺傳性非綜合征型耳聾基因MT-RNR1和MTTS1。基因檢測結果（如圖2所示）顯示女方諮詢者（Ⅲ-2）SLC26A4基因和MYO15A基因序列均無變異，2個線粒體基因無變異。在本案例中，特別要強調對於聽力正常且無耳聾家族史的女方諮詢者（Ⅲ-2）一定不要忽略對於線粒體基因（mtDNA）檢測，mtDNA占人體遺傳信息1%，子代mtDNA是來自卵細胞，屬於母系遺傳。

綜合諮詢者雙方的基因結果，可以確認有耳聾家族史的男方（Ⅲ-1）家庭為常染色體隱性遺傳，儘管男方諮詢者攜帶兩個耳聾基因雜合突變位點，但其配偶（Ⅲ-2）不攜帶這兩個耳聾基因的任何突變位點且耳聾相關線粒體基因無突變，所以子代再發耳聾的風險較低，孕前指導建議選擇自然妊娠。

圖2諮詢者A家庭的基因檢測結果

紅色字體顯示了致病基因突變，藍色字體顯示為突變基因攜帶，黑色字體顯示 無基因變異。

3.2孕前諮詢群體：夫妻雙方中僅有一方為耳聾患者且有耳聾家族史

圖3諮詢者B家庭，男方諮詢者為耳聾患者且伴有耳聾家族史，女方諮詢者為聽力正常

首先根據B家庭諮詢者描述的家族成員聽力情況繪製家系圖譜，圖3所示的諮詢者（Ⅳ-9和Ⅳ-10）是一對育齡夫妻進行孕前諮詢，男方諮詢者及其家族成員中共有9名耳聾患者，聽力下降開始於20～40歲之間的遲髮型中重度聽力損失。本案例諮詢者最關注的問題是如何避免下一代耳聾再發風險。

根據圖3家系圖譜，可以看到男方諮詢者（Ⅳ-9）的家系遺傳特徵：耳聾表型在這個家系3代中連續出現，且男女均有發病；耳聾患者的雙親中有一位為耳聾患者；符合常染色體顯性遺傳。在對這個家庭生育指導之前，首先需要明確男方諮詢者的遺傳致病基因。筆者建議男方諮詢者（Ⅳ-9）進行包含127個基因的遺傳性耳聾NGS Panel檢測，男方的父親（Ⅲ-6）和母親（Ⅲ-7）以及其他成員采血備用驗證基因變異位點。基因檢測結果發現男方諮詢者（Ⅳ-9）EYA4雜合突變（參考序列NM_172105），EYA4基因是常染色體顯性遺傳非綜合征型耳聾10型（DFNA10）致病基因，在其家族成員進行該突變位點驗證（如圖4所示）存在突變疾病表型共分離現象，其中Ⅳ-7年齡30歲（無聽力異常主訴，但測聽顯示雙耳2～8 kHz對稱性緩降型中度感音神經性聽力下降）、Ⅴ-4年齡4歲（對聲音反應良好，測聽結果無異常）、Ⅴ-6年齡5歲（對聲音反應良好，測聽結果無異常），因此在這個案例中明確男方諮詢者（Ⅳ-9）致病基因之外，對於3個（Ⅳ-7、Ⅴ-4，6）攜帶致病基因突變但尚未有顯著聽力異常的成員，需要在成年後定期檢測聽力變化。

常染色體顯性遺傳性耳聾的後代子女發病幾率高達50%或以上，再發風險大。對於本案例的孕前諮詢夫妻，建議通過第三代試管嬰兒技術方法，利用胚胎植入前遺傳學診斷（preimplantation genetic diagnosis,PGD）阻斷家族中EYA4基因突變致聾的傳遞。

3.3孕前諮詢群體：聾啞夫妻，無耳聾家族史

圖4諮詢者B家庭的基因檢測結果紅色框是攜帶顯性致病基因突變的家庭人員

同證婚配是遺傳學中一種普遍現象，聾啞夫妻的婚配模式會增加連續的遺傳性狀變異發生幾率。圖5所示的諮詢者（Ⅱ-1和Ⅱ-2）是一對聾啞夫妻。其最關注的問題是下一代耳聾發生的風險。筆者建議夫妻雙方（Ⅱ-1和Ⅱ-2）分別進行遺傳性耳聾NGS Panel檢測，雙方的父母（Ⅰ-1,2,3,4）采血備用驗證基因變異位點。

基因檢測結果（如圖6所示）發現男方諮詢者（Ⅱ-1）的耳聾基因是GJB2複合雜合突變（參考序列NM_004004，c.235delC雜合突變和c.299_300delAT雜合突變，突變位點均為已經報道過的致病突變），女方諮詢者（Ⅱ-2）的耳聾基因是TMC1純合突變（參考序列NM_138691，c.797T>C，突變位點未被報道，致病屬性是臨床意義不明）,筆者根據2015 ACMG遺傳變異分類標準致病變異證據標準分析為致病基因突變。GJB2基因是常染色體隱性遺傳非綜合征型耳聾1型（DFNB1）致病基因，TMC1基因是常染色體隱性遺傳非綜合征型耳聾11型（DFNB11）致病基因。諮詢者（Ⅱ-1和Ⅱ-2）配偶雙方均不攜帶彼此致病基因的任何突變位點，同時女方諮詢者（Ⅱ-2）無耳聾相關線粒體基因突變。

綜合諮詢者雙方的基因結果，可以確認均為常染色體隱性遺傳。由於諮詢者夫妻雙方的致病基因不同且均不攜帶對方基因的任何突變位點，所以子代再發耳聾的風險較低，孕前指導建議選擇自然妊娠。隨後這對聾啞夫妻順利生產一名女嬰（Ⅲ-1），並順利通過聽力篩查。

圖6諮詢者C家庭的基因檢測結果

紅色字體顯示了致病基因突變，藍色字體顯示為突變基因攜帶，黑色字體顯示基因無變異

3.4新生兒聾病易感基因篩查陽性家庭

2012年北京市實施了為全市新生兒自願免費開展聾病易感基因篩查，2016年北京市衛生和計劃生育委員會下發了《關於規範北京市～6歲兒童聽力與耳聾基因聯合篩查診治工作的通知》，擬於早發現、早診斷、早干預有聽力障礙的兒童。當耳聾基因篩查結果顯示存在突變位點（包括雜合突變或純合突變）時，醫生需要對基因結果的臨床意義進行正確的解析並給予適當的諮詢建議，如圖7所示是2007年王秋菊教授提出新生兒聽力與基因聯合篩查並繪製的結果諮詢要點流程圖，其中mtDNA突變攜帶者應對其本人及母系成員進行用藥宣教。

圖7新生兒聽力與基因聯合篩查並繪製的結果諮詢要點流程圖

3.5產前諮詢群體：聽力正常孕婦，攜帶常見耳聾基因突變，無耳聾家族史

在我國人群中GJB2、SLC26A4、MT-RNR1基因突變檢出率約為4%～6%，目前北京市多家醫院在妊娠早期孕婦中開展了聾病易感基因的篩查工作，將聾病防控關口前移至產前階段。對於篩查檢出攜帶突變的孕婦，建議孕婦本人及其配偶同時進行3種常見耳聾基因的全序列檢測，根據雙方的基因檢測結果進行產前諮詢，對於夫妻雙方攜帶有同一基因的相同或不同突變位點的高危攜帶家庭，耳聾發生風險相對增加，產前診斷可有效防止聾兒出生。

隨著我國實施全面二孩政策，要求再生育的婦女數量不斷增加。對於已生育一個耳聾患兒的家庭，希望對再次妊娠的耳聾再發風險進行評估。明確諮詢家庭的遺傳方式和致病基因是預測胎兒受累機率的基礎，從而提供正確的指導建議及有效的干預策略。

圖8生育二孩的家庭，左圖為孕期諮詢，右圖為產前諮詢

如圖8所示的兩個生育二孩家庭，筆者建議圖中Ⅱ-1進行耳聾基因檢測數量覆蓋度較大的遺傳性耳聾NGS Panel檢測，父母（Ⅰ-1,2）采血備用驗證基因變異位點。對於基因檢測存在以下3種可能結果：

Ⅱ-1致病基因明確，且父母親（Ⅰ-1,2）是基因突變攜帶者：圖8左側家庭，孕育二孩的聾病再現風險度相對較高，可採取產前診斷方法，或選擇PGD試管嬰兒技術進行主動性防控。圖8右側家庭，二孩的聾病再現風險已客觀存在，僅能採取產前診斷獲悉胎兒是否存在耳聾基因型。

Ⅱ-1致病基因明確，但父母親（Ⅰ-1,2）均不攜帶突變位點：是在臨床遺傳諮詢中的一類特殊案例，Ⅱ-1的基因突變位點屬於「新生突變」（de novo mutations,DNMs）。DNMs可能來源於親代生殖細胞的減數分裂、精卵細胞形成過程中發生的突變，也可能是在受精卵形成後發生的突變。由於二孩的聾病再現風險無法預測，建議可選擇產前診斷獲悉胎兒是否存在第一個孩子的耳聾基因型。

Ⅱ-1致病基因不明確：可能存在已知耳聾基因結

構變異或耳聾新基因的可能性，建議圖8左側家庭可進行__WES和array-CGH/SNP array。對於圖8右側產前諮詢家庭，給予醫生進行致病基因分析的時間有限，無法完成進一步病因分析，建議二孩出生後監測聽力變化。

3.7諮詢要點總結

根據諮詢者描述的家庭成員聾病發生情況，繪製家系圖譜。選擇適當的基因檢測方法，明確致病基因，完成遺傳學基因診斷。分析遺傳方式，估計發病風險並預測其子代患病風險。提供正確的遺傳諮詢：包括根據子代可能的再現風險度，建議採取適當的產前診斷方法，

4基因檢測結果的解讀

基因檢測不等於基因診斷，對於基因檢測結果的正確解讀是聾病遺傳諮詢的關鍵問題。2015年美國醫學遺傳學與基因組學學會（american college of medical genetics and genomics,ACMG）聯合分子病理學會（association for molecular pathology，AMP）和美國病理學家協會（college of American pathologists,CAP）修訂了序列變異解讀的標準和指南，建議使用特定標準術語描述孟德爾疾病相關的基因變異——「致病」、「可能致病」、「意義不明確」、「可能良性」和「良性」，這在一定程度上為變異位點準確解讀提供了部分依據。

每個人基因組中都有4～5百萬個基因變異位點，這些位點中有些是在正常個體和患者個體中均有的中性基因變異（neutral variants），有些才是致病變異位點，在人與人之間只有0.1%的序列差異中，致病性變異位點往往是在人群中罕見的或唯一的，準確和完整的臨床信息對於眾多臨床意義不明確或存在分歧的檢測結果的解讀至關重要。遺傳諮詢醫師作為解讀諮詢者基因密碼的專業人員，需要直面遺傳諮詢的患者及其家庭，直面複雜的大數據檢測結果，遺傳諮詢師除了需要懂基因，更需要懂臨床，當基因檢測結果只是唯一的證據時，需告知家庭變異致病的可能性，並制訂出一系列可被諮詢者理解和接受的精準指導和干預措施。

5展望

隨著基因檢測和基因組解析技術的進步，必將推動基因檢測臨床普及化，更多的單基因病可以進行基因診斷並用於臨床，越來越多的人也將藉助基因檢測技術獲得疾病的早期篩查和診斷，並接受有效的防控干預指導。我們正走進一個能夠應用基因組檢測進行臨床實踐的新醫學時代，大道如虹任重道遠！

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！