耳聋基因筛查和耳聋防控新手段

中国耳鼻咽喉头颈外科杂志临床指南和述评集锦之五：聋病基因筛查和耳聋防控新手段
重度聋一旦发生便无法恢复，严重影响生活、工作、学习能力，给家庭和社会造成巨大负担。除昂贵的人工耳蜗植入外，重度聋尚无有效治疗手段。能否在聋病发生前找到行之有效的防控方法是我们面临的重大挑战。
据推测，60%重度聋与遗传因素有关[1]。由于聋病具有高度遗传异质性，且基因谱和突变谱广泛，大规模防控在世界各国尚无成功先例可循。而在中国，要实现聋病防控，需解决3个难题：一是亟待明确中国聋人群体中最重要的遗传致聋因素及其频谱信息，即发现与中国人聋病密切相关的分子标志；二是亟需研发出适用于我国人群的聋病基因诊断技术平台；三是基于所研发的分子诊断工具建立新型聋病预防预警策略，以开展大规模聋病基因筛查，规模化减少重度聋发生及出生缺陷。大规模分子流行病学调查为确定国人重要致聋基因及热点突变提供了依据[2~6]，很大程度上解决了上述第一个难题，本文将就第二、第三个难题重点总结耳聋基因筛查手段及基于基因筛查的耳聋防控策略。

1耳聋基因筛查技术手段
由于缺乏耳聋群体遗传病因的系统性调查数据以及符合中国国情及人群遗传背景的耳聋基因筛查及诊断工具，我国临床耳聋基因诊断的起步相对较晚。此外，在环境与遗传相互作用致聋方面，携带线粒体基因突变并接触氨基糖苷类抗生素后致聋者占药物性聋的20%。为预防携带敏感突变者接触氨基糖苷类抗生素而发生药物性聋，研发高效、准确、低廉的临床筛查工具同样具有重要意义。目前，国内已有6款遗传性聋基因检测试剂盒通过国家食品药品监督局（statefoodanddrugadministration，SFDA）批准，获得医疗器械许可证（表1）。其中，9项遗传性聋基因检测试剂盒（微阵列芯片法）获证最早，15项遗传性聋相关基因检测试剂盒（微阵列芯片法）覆盖位点最多，这两项是能够实现干血斑、羊水、口腔拭子等多种临床痕量样品检测的产品。

2聋病基因筛查策略
通过十余年的遗传性聋防治研究，戴朴和袁永一[7]提出通过耳聋个体、孕早期个体、新生儿共3个层次的基因筛查预防聋病出生缺陷的防聋策略，初步实现了群体性聋病防控目标。

2.1对耳聋人群行基因筛查是打破“聋生聋”现象的新型防聋手段。在我国聋人群体中，聋-聋结合是最常见的婚配模式。根据前期调查，21%聋人夫妇因相同基因突变致聋，其后代发生聋病几率达100%，且无法通过产前诊断或者胚胎植入前诊断（preimplantationdiagnosis，PGD）预防。按照正常人群聋儿出生率为0.1%计算，未经遗传指导的聋-聋婚配家庭生育聋儿的风险是正常家庭的210倍（21%∶0.1%）。而中国聋人中，约21.52%发病与GJB2基因突变相关，21.65%发病与SLC26A4基因突变相关，常见致聋基因的存在是聋-聋婚配家庭中聋病后代高出生率的遗传基础。因此，通过对耳聋人群行前瞻性聋病基因筛查及遗传咨询，在合适时间点干预此群体的婚育模式，可避免大部分聋-聋婚配家庭生育聋病后代，实现耳聋的二级预防。遗传性聋基因诊断芯片问世前，由于缺乏合适检测技术和平台，大规模聋病基因筛查难以实现。在各地政府支持下，应用遗传性聋基因诊断芯片及配套检测平台，北京、成都、大连、长治、沈阳、郑州、海口、济南、镇江、安庆、柳州等地区共筛查耳聋个体43478例，发现聋病基因突变携带率高达15.6%。其中，携带GJB2基因突变个体3343例，携带SLC26A4基因突变个体2258例。通过对常见耳聋基因携带患者进行遗传指导，使其在婚恋前了解对方携带聋病基因的情况，可以避免与携带相同基因突变个体婚恋；携带mtDNA12SrRNAA1555G和C1494T突变携带个体1178例，通过对其母系成员追踪，发放用药指南，约可避免11780人发生药物性聋。可见，通过聋病基因芯片筛查可以大大减少耳聋群体生育患病后代的比例，真正实现聋病的一级预防。


2.2孕前或孕早期进行大规模聋病基因芯片筛查。这是前瞻性预防正常人群生育耳聋后代的理想手段。尽管聋人生育耳聋后代的风险较正常人群明显增高，但耳聋患儿大部分出生在没有聋病家族史的家庭。调查显示，中国正常人群GJB2基因突变携带率为3.16%，SLC26A4突变携带率为2.75%，线粒体DNA突变携带率2.87‰，这是中国人遗传性聋高发的基础。我们通过基于芯片的筛查理论设计和以妇幼保健单位为主的筛查网络建设，在北京、上海、广州等地建成了孕前和孕早期家庭聋病基因筛查体系，完成筛查26278例，发现携带主要致聋突变1139例。这一部分高危人群的识别非常重要，他们生育聋病后代风险比正常人群高33～36倍。通过基因芯片遴选聋病生育遗传高危群体，进一步分析其配偶的基因型，发现夫妇双方均携带同样致聋基因突变时即可采取产前诊断的方法避免聋病后代出生。通过正常人群筛查进行聋病预防的实践使耳聋一级预防成为现实。

2.3实行新生儿听力和基因芯片联合筛查，是早期发现迟发性聋和药物性聋并进行干预的科学手段。普遍的新生儿听力筛查是早期发现和诊断听力障碍的重要策略之一，在全球范围内已经获得广泛认可，并在聋病的防控上取得了卓越成效[8～10]。随着此项工作的开展和深入，人们发现单纯行听力筛查存在自身局限，对迟发性聋、药物性聋等出生时未表现出听力下降的新生儿无法做到及时发现和预测而导致遗漏。基于此，王秋菊[11]提出了在新生儿听力筛查的基础上同步开展聋病基因筛查，即新生儿听力和基因联合筛查的理念。

目前北京、成都、安庆、长治、柳州等地应用聋病基因诊断芯片筛查新生儿474992例，取得重要筛查结果，发现总聋病基因突变携带率4.54%，确定21565例新生儿是遗传高危个体，确诊137例新生儿为遗传性聋，其中包括35例由SLC26A4基因突变导致，属迟发性聋，另外102例是由GJB2基因突变导致的先天性聋。这一结果的意义在于：基因筛查可配合听力学筛查尽快确诊儿童聋病病因，重度聋直接进入听力康复程序（配戴助听器、人工耳蜗植入）；能够发现出生时听力筛查通过的迟发性聋儿童，其中以大前庭水管综合征患者居多，对他们进行详细的生活指导，可延缓听力下降的发生。上述两个基因均导致常染色体隐性遗传性聋，这类聋儿父母再生育时仍有25%的风险生育患儿，我们可以通过产前诊断及遗传咨询指导其家庭，避免耳聋再发生。筛查发现携带mtDNA12SrRNAA1555G和C1494T突变的新生儿1190例。这些新生儿均为氨基糖苷类抗生素敏感个体，少量氨基糖苷类药物可导致这些患儿发生重度或极重度聋，同时这些阳性个体家庭中平均存在10个以上的母系成员，他们也因携带同样突变而为药物性聋敏感个体。据推测，通过本项目筛查可以发现11900例药物性聋敏感个体。在这些个体发病前发现其线粒体突变的携带状态，向整个家庭宣教用药指导，能够从根本上预防药物性聋的发生，改变我国药物性聋高发的局面。如果这一筛查在全国新生儿中推广，将预防90%以上母系遗传药物性聋的发生。CHINARCHOTOLARYNGOLHEADNECKSURG/February2015,Vol.22,No.259

筛查发现携带GJB2突变的新生儿12017例（2.53%），携带SLC26A4突变的新生儿7457例（1.57%）。对于携带聋病基因突变的遗传高危个体本身来说，根据筛查结果和正常人测序调查可测算出GJB2突变携带个体生育聋病后代的风险为正常人群的33倍，SLC26A4突变携带个体生育聋病后代的风险为正常人群的36倍。通过发放诊断报告、指导意见及建立信息管理系统长期跟踪突变携带个体，对其成年后的婚育进行指导，可以避免相同致聋基因携带个体间婚配、或者以产前诊断指导生育，从而将该人群的遗传性聋发生率降至最低。大规模新生儿聋病基因筛查总体上归类于聋病三级预防，但其前瞻性药物性聋的预防和携带者个体终身的婚育指导功能又赋予它一级预防的内涵。
为方便受检个体及时查询检测结果，北京市建立公众微信服务系统，后台数据库庞大，不仅可储存数百万检测结果数据，还链接了大量聋病相关视频及图文，为公众提供大量遗传性聋相关知识。目前，该系统已经覆盖北京6家聋病基因筛查单位，未来预期覆盖更多国内医疗机构及受检人群。通过对上述3个特定人群进行大规模聋病基因筛查，实现聋病早期预警和规模化预防，在国际上首次实践了规模化聋病预防。聋病3个层次筛查策略对其他学科的遗传性疾病诊断和预防起到引领作用，推动了我国转化医学发展，并通过疾病预防取得显著社会效益。

3聋病基因筛查存在的问题和发展趋势
尽管近年来聋病分子病因学研究进展迅速，但因遗传性聋具有高度异质性，仍有约1/3分子病因不明。因此，进一步鉴定中国人群致聋基因，提高遗传性聋的分子诊断率，进而增加筛查的基因和位点是提高聋病基因筛查效力的有效手段之一。另一方面，我国地域广大、民族众多，现有聋病基因筛查工具多针对汉族人群的致聋热点突变研发，对少数民族人群的筛查平均阳性率较低[12～14]。因此，完善全国聋病分子流行病学调查，细化不同民族、地区人群聋病基因谱和热点突变谱，研发针对不同人群的遗传性聋诊断芯片及检测平台是提高聋病基因筛查效力的可靠途径。再者，聋病基因筛查的大范围推广还有赖于较低的筛查成本，因此筛查工具的研发应以高通量、低成本、高准确率为目标。

此外，还应重视聋病基因筛查操作流程的标准化建设、筛查数据的信息化管理及从业人员的培训、考核。建立详细的聋病基因筛查实验室规范、筛查数据汇总、疑难病例转诊、继续教育培训等制度，将有助于聋病基因筛查快速平稳发展，在诊聋防聋中发挥更为重要的作用。