患罕见病的小男孩，人生由一次基因测序改变
作者简介郭一然，中国科学院北京基因组研究所博士，曾在华大基因从事基因组学、生物信息学研究，后赴美国费城儿童医院进行疾病基因组学、医学遗传学研究。目前专注罕见单基因疾病的新一代测序技术研究与数据分析解读。
从临床上看，罕见病包含许多病种，有些罕见病发病部位集中（比如眼科/视力、耳科/听力等），而另一些则会累及人体多个器官或脏器（如先天性出生缺陷、Marfan及其它各种综合症）。
在罕见病的诊断方面，医生丰富的临床经验必不可少，但有时医学研究存在局限或疾病特征并不典型，这便为做出正确的诊断并给出治疗建议提出了不小的挑战。
同时，医学遗传学与人类基因组学近10年的快速发展揭示出，目前已知的绝大多数罕见病由人体遗传物质（基因）中的突变导，因此借助遗传学和基因组学方法，快速、准确、低成本地明确疾病诊断对罕见病管理具有十分重要的意义。
接下来为大家介绍的实例是作者本人在费城儿童医院参与的一个科研合作项目，改变了一个小男孩的人生。[1]
案例介绍先天性肌无力综合症（CMS）与线粒体呼吸链（MRC）疾病的临床表型具有许多相似之处，例如呼吸/骨骼肌肉无力、上睑下垂、眼肌麻痹等，肌电图（EMG）与肌肉组织学检验有时也难给出明确的结果，因此为正确诊断患者的疾病类型提出了挑战。
本例中的患者男孩，2003年3月出生在澳大利亚，他从6个月开始便经常患有肌肉无力与呼吸衰竭并伴有发热。
医生首先怀疑他患有CMS，在1岁8个月时患者因急性呼吸衰竭再次入院并伴有重复神经电刺激（RNS）检查结果异常降低、颤抖及单纤维肌电图（SFEMG）刺激阻滞。随后对CHAT、CHRNA1、CHRNB、CHRNE和RAPSN等常见CMS基因的筛查并未发现致病突变。
由于临床表型相似，医生怀疑他患有线粒体疾病，并在患者3岁5个月时对其进行了肌肉活检，结果显示线粒体呼吸链复合物I（MRC Complex I）活性显著降低，并将其确诊为复合物I缺乏症：一种目前尚无有效治疗手段、可能在成年前便导致夭折的线粒体病。
医生根据经验遗憾地告诉患者家属，如果线粒体病发病越早，那么病情也就越严重，而患者的存活时间也就越短。
果然，随着病情恶化，患者7岁以后出现脊柱侧弯、靠轮椅行走，并需要借助双水平气道正压通气法（BiPAP）在夜间维持呼吸。
然而借助新一代测序技术与遗传学、生物信息学分析，这一切出现了转机。
2013年初，即患者9岁10个月时，作者领导的由费城儿童医院、深圳华大基因研究中心与澳大利亚的医生组成的科研团队合作进行了全外显子组测序（WES），分析结果显示患者在COLQ基因中存在两个已知的复合杂合突变（compound heterozygous），即患者从父、母亲各遗传一个杂合的基因突变（见家系图），此二突变均已经过Sanger测序方法验证。
此前的研究证明，COLQ基因中的纯合（homozygous）或复合杂合突变可以导致CMS；而WES结果进一步显示，线粒体疾病的致病基因中均未发现突变，这也推翻了此前复合物I缺乏症的错误诊断，并从分子遗传学水平明确了患者确实患有CMS。
所幸的是，有研究表明一种常见的药物Salbutamol（沙丁胺醇；又名Albuterol；商品名Ventolin/泛得林）可以缓解由COLQ基因突变所导致的CMS，于是患者在服用该药2个月后病情已经明显改善，并可以脱离轮椅短距离行走。
虽然患者可能仍然需要与轮椅终身相伴，但我们发现了病因，病情也得到了控制，期望存活时间大大延长。
总结与展望CMS是一组具有遗传异质性的神经肌肉类罕见疾病。所谓遗传异质性，是指其致病基因多（近20个基因里的突变均可导致该病）、遗传模式也不尽相同（有显性遗传，也有隐性遗传）。
在疾病表型方面，全身肌肉无力、上睑下垂、眼肌麻痹等症状并非在每一种CMS中出现，但同时这些症状也时常出现在MRC疾病患者身上，增加了诊断难度。
直到WES方法鉴定了COLQ基因上的突变，并排除其他（特别是MRC相关）基因的缺陷后，医生才能为该患者确诊CMS，并对症下药。
虽然CMS只是众多罕见病之一，而且能够找到有效治疗手段的罕见病也是少数，但从本例可见，医学遗传学及新一代测序技术为罕见疾病的正确诊断提供了坚实基础，并使得面向个体的精准医学成为可能。
