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第三天 |第二届遗传性耳聋临床咨询师培训班干货分享

2016-04-20
2016年4月16日至22日,第二届遗传性耳聋临床咨询师培训班在北京解放军总医院(301医院)耳鼻咽喉研究所火热开班中,第三天的培训主题为基因测序的临床应用,复旦大学分子医学教育部重点实验室副主任马端教授、浙江大学遗传学研究所所长管敏鑫教授、上海交通大学医学院附属新华医院杨涛教授、上海交通大学生物信息学梁波博士,山东大学附属生殖医院分子遗传室主任高媛教授为学员讲解基因测序临床实践的相关内容。

马端:遗传咨询的原则与技巧


遗传咨询是基因测序转向临床应用必不可少的环节,在第二届遗传性耳聋临床咨询师培训班中,复旦大学分子医学教育部重点实验室副主任马端教授为学员讲解了遗传咨询的原则与技巧。

马端教授以遗传咨询的发展史开篇。1955年,Sheldon C.Reed在哥本哈根人类遗传学国际会议上首次提出了遗传咨询的概念,他主编的《Counseling in Medical Genetics》与同年出版;1960年,Melissa Richter在Sarah Lawrence College继续教育处任职时开展了遗传咨询的培训工作;1971年,arah Lawrence College首次设立遗传咨询硕士学位;1979年,National Society of Genetic Counselor(NSGC)成立,目的是为了促进遗传咨询工作的开展,提供专业交流的平台。

从国际到中国,2015年2月9日,中国遗传学会遗传咨询分会正式于上海兴国宾馆成立,是我国基因与健康领域的一个里程碑事件。自遗传咨询分会成立以来,成功举办了四届遗传咨询师培训班,在国内逐步建立起规范的遗传咨询培训体制。

遗传咨询师需具备哪些知识与素质?“遗传咨询师应该具备检测方法、医学遗传学、遗传学、心理学、伦理道德、法律法规等方面的知识与素质”,马端教授说,“遗传咨询中的人际沟通包括解释、咨询及知情决策。”

那么遗传咨询应该遵循哪些原则?马端教授指出了五点——自愿、平等、教育咨询者、信息公开、非指导性、关注咨询中的心理/社会/情感影响尺度、信任和保护隐私。遗传咨询应完全尊重咨询者自己的意愿,未经同意的遗传学检测是违法的;遗传咨询应该遵循平等原则,包括人格的平等和服务的平等;遗传咨询应该是教育咨询者的过程,主要包括疾病特征和变异范围、遗传或非遗传基础、诊断和处理、家庭成员发生或再发机会、对经济/社会/心理可能的影响、求助机构、改善或预防的策略七个方面;遗传咨询过程中与咨询者能够理解和做决定相关的信息应该是公开的;遗传咨询应该是没有偏好地陈述信息,不鼓励采取某种特别措施;遗传咨询过程应该关注咨询者的心理、社会和情感的影响尺度;遗传咨询应该是信任和保护隐私的过程。

在授课过程中,马端教授解释了遗传咨询相关的道德伦理与法律法规,并介绍了遗传咨询师的作用,重点讲解了染色体疾病遗传咨询要点、多基因疾病遗传咨询要点、单基因疾病遗传咨询要点、线粒体疾病遗传咨询要点以及表观遗传疾病遗传咨询要点。

在课程的最后,马端教授指出,遗传咨询要点包括意识、理论、关系、技术、干预和应用六个方面。遗传咨询要意识到大多数复杂疾病与遗传或表观遗传变异有关,要理解遗传变异的基本特点,了解遗传变异、基因表达水平与疾病之间的关系,知晓表观遗传变异的检测方法,清楚表观变异的干预方法,同时要掌握遗传咨询的常识和诀窍。

管敏鑫:线粒体功能障碍与药物性耳聋


在本次培训班中,浙江大学医学院管敏鑫做了《线粒体功能障碍与药物性耳聋》的主题演讲。管敏鑫教授致力于线粒体分子遗传学和母性遗传病致病机制的研究,,主要方向有耳聋遗传、Leber遗传性视神经病变、原发性高血压、tRNA碱基修饰机制及其在线粒体疾病发病中的作用。

我国聋病人口约2780万,单基因聋病人口约1100万,单基因聋病高居单基因遗传病之首。谈及聋病机制研究面临的机遇和挑战,管敏鑫教表示,“已知有300多个基因座位,但只有70个被鉴定出来,而中国人群中仅3个基因的突变频谱被绘制,此外聋病基因生物学功能复杂多样给研究带来一定的困扰,关于功能修复目前尚无有效的措施。”

管敏鑫教授与学员分享了目前正在进行的《单基因遗传性聋病的分子机制研究 》项目的进展和成果,该项目拟解决的关键科学问题是基因变异引起的生物学功能障碍如何导致聋病的发生。近年来,干细胞技术在多个疾病领域展现出了显著的效果,在本次授课中,管敏鑫教授讲解了干细胞技术在耳聋治疗领域的应用,包括建立正常人与耳聋基因突变患者的iPS细胞系以及探索自体干细胞向耳蜗细胞的分化并完成鉴定 。

在课程的最后,管敏鑫教授重点讲解了中国人群药物性耳聋的干预策略,包括对一般人群(产前、新生儿及用药前)及高危人群(临床病人、突变携带者、有家族史人群)进行基因检测知识宣教、用药指导和遗传咨询,从而减少药物性耳聋的发生。

杨涛:遗传性耳聋基础与应用研究


上海交通大学医学院附属新华医院杨涛教授讲述了遗传性耳聋基础与应用研究。先天性听力障碍发病率为1-3‰,全国每年新增2-6万耳聋患儿,约三分之二病例为遗传因素所导致。“遗传性耳聋基础与应用研究应该从基础医学到转化医学,包括从聋病新基因克隆与功能研究到常见遗传性耳聋的基因型-表型关联研究,最后到耳聋基因检测及一级预防”,杨涛教授表示。

在本次授课中,杨涛教授对聋病新基因克隆与功能研究、常见遗传性耳聋的基因型-表型关联研究和耳聋基因检测及一级预防展开了详细的阐述。

以DFNA65显性遗传性耳聋致病基因研究为例,杨涛教授讲解了遗传性耳聋家系连锁分析,同时还讲述了全基因组连锁定位分析、全外显子二代测序在遗传性耳聋基础与应用研究中的应用,“耳聋基因的发现及功能研究可极大的促进对听觉机制及聋病发生机制的理解”,杨涛教授表示。

GJB2是最常见的耳聋基因,杨涛教授对中国人群GJB2基因突变图谱进行了讲解,紧接着以《Clin Genet》杂志2015年的研究为例,阐述了GJB2基因p.V37I纯合突变。GJB2基因p.V37I纯合突变可导致多样化临床听力表型,包括轻-中度耳聋、迟发性耳聋、先天性耳聋、重-极重度耳聋及正常听力。此外,杨涛教授重点讲解了p.V37I分子诊断的临床应用以及p.V37I纯合突变的基因型-表型关联。

对于耳聋基因检测与一级预防,杨涛教授通过耳聋基因诊断与遗传咨询实例进行讲解。杨涛教授指出,产前基因诊断可有效预防隐性遗传性耳聋的再生育风险;聋人婚前进行耳聋基因检查,可避免同证婚配的出现;耳聋基因诊断可为遗传性耳聋高危人群提供生育风险评估及预防;携带线粒体耳聋基因突变的人群通过指导可避免药物性耳聋的发生。

最后,杨涛教授以耳聋基因筛查为课程的最后部分内容。他首先介绍了耳聋基因筛查模式研究,主要包括高危筛查模式和普遍筛查模式。高危筛查模式的目标为高危人群(耳聋人群及其亲属等),筛查手段以全序列测定为主,筛查时间有孕前、婚前、恋前三个阶段;普遍筛查模式的目标为正常听力人群,以快速筛查为主,序列测定为辅,筛查时间主要有孕前或孕早期。

然而,高危筛查模式和普遍筛查模式均存在着优缺点。高危筛查模式效率高,阳性检出率高, 可全面检测目标基因的全部编码序列,提高基因诊断与遗传咨询的准确性,但会漏过正常听力人群中由隐性突变携带者之间婚配生育所造成的耳聋。普遍筛查模式覆盖面广,可对无耳聋家族史的隐性耳聋基因突变携带者加以有效发现及干预,高通量、自动化筛查方法有助于耳聋基因检测的更大规模推广,但这种模式只针对热点突变进行筛查,非全序列测定,阳性检测率较低,投入产出比有待进一步卫生经济学评估。

梁波:生物信息学在遗传病检测中应用


梁波博士在本次培训班中讲解了生物信息学、高通量测序、高通量测序在遗传病中应用、生物信息学在遗传病中应用、变异信息的解读及常用数据库介绍六大内容。

生物信息学(Bioinformatics)是研究生物数据的采集、处理、存储、传播,分析和解释等各方面的学科,是生命科学和计算机科学相结合形成的一门学科。由于遗传学数据量大,数据到知识的转化依赖信息的分析与整合,知识到临床实践的转化依赖信息的管理与发布,因此生物信息学是现代遗传学研究的灵魂,对临床医生而言是最重要关键信息,梁波博士表示。

高通量测序技术又称“下一代”测序技术,以能一次并行对几十万到几百万条DNA分子进行序列测定和一般读长较短等为标志。梁波博士对Roche/454、Illumina、Life Technologies三大测序平台的测序方法、检测方法、大约读长及优缺点等进行了比较。

随后,梁波博士对高通量测序在遗传病中的应用进行讲解,对扩增子捕获和杂交捕获两种目标区域捕获技术进行比对。关于生物信息学在遗传病中的应用,梁波博士重点讲解数据分析基本流程和变异检测-SNP/InDel检测。“SNP/InDel、CNV、SV分析都具有较多的分析软件可供选择,且每种分析软件的结果都具有一部分差异。实践显示,多种不同软件共同识别的变异有更高的可靠性”,梁波博士表示。生物信息在遗传病中的应用,涉及到变异注释,包括碱基替换、错义突变、无义突变或终止突变、连读突变、插入或缺失突变、非移码突变、移码突变。

梁波博士举了5个案例对生物信息在遗传病中的应用进行阐述,这些案例包括先天性失氯性腹泻致病基因的确定、高胆固醇血症、米勒综合征和纤毛运动障碍、家系连锁分析寻找致病基因、短肋胸廓发育不良3或伴多指(趾)畸形。

最后,梁波博士为学员推荐了常用的数据库资源。常用综合数据库有NCBI、UCSC、EBI、Medical and Clinical Genetics和ENCODE;SNP相关数据库有dbSNP、1000Genomes Project、Exome Variant Server、ExAC和dbNSFP;疾病相关数据库有Human Gene Mutation Database、ClinVar、OMIM、HapMap和Clinical Genomic Database;拷贝数变异相关数据库有Database of Genomic Variants、DECIPHER和ISCA;基因组图形化浏览工具有Integrated Genomics Viewer (IGV),常用生物通路分析工具有DAVID和GSEA;常用药物相关数据库有PharmGKB和DrugBank。

高媛:基因检测与遗传性耳聋的遗传咨询


近年来,基因检测受到了研究者及医生的青睐。在本次培训班中,山东大学附属生殖医院分子遗传室主任高媛教授为学员讲解了基因检测与遗传性耳聋的遗传咨询,内容涵盖了基因检测的意义、基因检测与遗传咨询、基因检测与耳聋预防。

遗传因素是造成先天耳聋的重要原因,基因检测为耳聋病因诊断提供精确的检测信息,可降低或消除未来侵入性和需高额花费的诊断检测的需求,是未来听力和可能的医学并发症预后信息的基础,为尤其是年幼的婴儿提供治疗和长期医疗管理方面的指导,为家庭的基本遗传咨询提供明确的信息。

遗传咨询是通过咨询医生与咨询者共同商讨咨询者提出的各种遗传学问题和在医生指导帮助下合理解决这些问题的全过程。遗传咨询的任务主要包括以下几点:解答遗传患者或其亲属提出的有关遗传病病因、遗传方式、诊断、预防、治疗、预后等问题;估计亲属或再生育时该病的再发风险或患病风险;提出可以选择的各种处理方案,供咨询者作决策的参考。遗传咨询要考虑的问题主要有三个——与专业人员沟通、做哪些遗传学检测及费用,高媛教授表示。

高媛教授对常用的耳聋基因检测方法进行对比,包括芯片技术、Sanger测序和NGS三种方法,并对常见的耳聋基因GJB2基因和SLC26A4基因进行案例解析。“然而,基因检测存在一定的局限性,因为引起先天性耳聋的基因并不全面,有些检测也并不完善,有些基因突变的意义并不明确”,高媛教授表示。

对于基因检测与耳聋预防,高媛教授重点讲解了胚胎植入前遗传学诊断(PGD)。PGD是指在体外受精过程中,对具有遗传风险患者的胚胎进行植入前活检和遗传学分析,以选择无遗传学疾病的胚胎植入宫腔,从而获得正常胎儿的诊断方法。这种方法可有效地防止遗传性疾病患儿的出生,是产前诊断的延伸,是遗传学诊断的又一更有希望的新技术。最后,高媛教授通过病例讲解了PGD在单基因遗传病中的应用,包括先天性耳聋、成人多囊肾。“遗传性耳聋检测可以贯穿人的一生”,高媛教授在课程结束之际表示。

附:第二届遗传性耳聋遗传咨询培训班日程


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