背景介绍

先天性异常（CA）、发育迟缓（DD）和智力残疾（ID）是儿科人群中最常见的遗传转诊指征，它们包括了一组可影响儿童身体、学习或行为功能的异质性疾病。根据全球疾病负荷、伤害和风险因素研究，与1990年至2016年下降了50% 的幼儿死亡率相比，同期发育性残疾的患病率却没有变化。该研究还报告了六种发育障碍的全球患病率和致残年限：来自195个国家和地区5岁以下儿童的ID、癫痫、自闭症谱系障碍、注意力缺陷、多动障碍以及听力和视力丧失。2016年，全球ID患病率为1250万（置信区间[CI] 10.2-15.1百万）或1,983例/10万儿童（CI 1,611-2397/10万）。欧洲先天性异常监测（EUROCAT）记录了2003年至2007年期间，每1,000名新生儿中有23.9人患有重大先天性异常，其中80% 的活产，先天性心脏缺陷最常见，其患病率为6.5/1000，其次是肢体缺陷（3.8/1000）、尿路异常（3.1/1000）和神经系统异常（2.3/1000）。

确定CA/DD/ID的潜在诊断可导致管理的改变，这将影响死亡率、发病率，并减轻寻找答案的患者和家属的负担（有时称为“诊断奥德赛”）。

在过去的十年中，外显子组和基因组测序的使用增加，显著地改变了临床遗传学实践，并且拓展了其他的医学领域。下一代测序分析的临床应用是2003年完成的人类基因组计划所设想的长期目标之一。技术进步仍在继续，但由于技术、后勤和财政限制，效益是逐步的。认识到这些方法的重要性和渐进变化的性质，2017年美国医学遗传学和基因组学学院（ACMG）启动了一项系统的循证综述，以了解外显子组和基因组测序对1岁前出现的先天性异常或18岁前出现的ID的儿科患者的使用和结果。先天性异常是指结构或功能异常，通常在出生时或出生后不久就很明显，可能影响个人的预期寿命、健康状况、身体或社会功能，并且通常需要医疗干预。该综述发表于2020年，有助于制定目前的循证指南，以评估外显子组/基因组测序(ES/GS)未来的临床效用、对利益相关方的价值和可行性。

ES/GS的增加使用揭示了与遗传变异相关的更广泛的疾病谱，并进一步提高了诊断率，从而改善了患者的预后。ES/GS还促进了对许多疾病的自然史和潜在治疗方法的理解；重要的是，这些技术的效用将继续增长，包括基因治疗的改进和基因编辑的潜力。分子诊断允许患有罕见疾病的患者和他们的家人利用世界范围内的支持网络来了解他们的病情。

为了促进高质量的护理，基于2011年医学研究所（IOM）标准的循证指南是通过将系统综述结论与其他强有力的相关证据、护理原则和推论透明地结合而制定的。为罕见病制定循证指南可能具有挑战性，原因如下：遗传诊断的异质性导致诊断/干预时机的变化，并影响干预是否容易获得。许多遗传疾病不适合随机临床试验（既不用于诊断也不用于治疗），因为它们很少见，而且缺乏等效比较。出版物的性质是案例报告或案例系列，长期成果有限，这也使证据收集成为问题。尽管如此，创建基于证据的临床实践指南对于推动该领域的发展至关重要。临床指南并不意味着取代临床判断，而是为这些判断提供证据基础，并可能导致统一的使用和覆盖范围。

当前状态

在CA/DD/ID患者中使用分子诊断测试存在相当大的可变性。2010年，ACMG建立了染色体微阵列(CMA)研究作为一线基因检测，考虑对CA、ID、DD儿童进行遗传诊断。这个建议也包括了没有合并其他发育迟缓的自闭症儿童在内。目前，二级检测的实践选择取决于许多因素，包括区域/医疗保健系统实践、保险状况和提供者/父母偏好。常考虑的外显子组检测的一种替代方法是针对特定表型的“panel检测”。这些panels可以在外显子组或基因组平台上进行，报告限于所指示的基因/表型。

ES作为一种临床工具被广泛使用，许多商业和学术实验室都提供这种测试。最佳实践方案包括家系检测（“trio”）（如果可用），可以帮助分析罕见变异的背景，但也可以仅进行先证者检测或家系二联检测，但与trio测试相比，后者诊断率略有降低。还可以进行更广泛的家族测试，以帮助确定检测结果的意义。知情同意是必要的，并且应并应包括对确定次要发现(那些可能被认为在医学上可采取行动的变异，即使与先证者的当前状况没有直接关系)的可能性的讨论。ACMG已经创建了一个次要发现分析列表，作为一种选择，并且次要发现的效用已经在其他地方建立。ES在识别基因组变异方面的局限性应由临床医生了解。ES通常不能检测到内含子变异(除非直接位于目标外显子的侧翼)。它也不能检测三核苷酸重复扩增、甲基化异常，并且只能检测有限的拷贝数变异。

GS目前是全国少数诊所的首选测试，部分原因是目前可执行的实验室有限。GS覆盖了阵列和外显子组靶点，并进一步覆盖了基因组的非外显子组区域。我们预计提供基因组的实验室数量将会增加。考虑到预期的快速变化，ES和GS都被纳入了系统综述和这些指南。

目前订购供应商的做法也是可变的。在美国，临床遗传学专业人员短缺，包括内科遗传学家、儿科遗传咨询师、分子/细胞遗传学家和实验室服务人员。指南的制定将有助于所有临床医生（遗传学专业人员和非遗传学专业人员）适当地使用和解释ES/GS。测试前的遗传咨询，包括对结果的预期，讨论可选的选择，如次要发现、携带者状态以及随访计划仍然是护理的标准。检测前咨询还包括以非指导性的方式讨论现实的期望和潜在的利益/危害，遗传咨询师是有资格和受过培训的。

结果

建议

对于一岁前有一个或多个CAs的患者或18岁前发病的DD/ID患者，我们强烈建议ES和GS作为一线或二线检测（在临床判断的指导下，通常在CMA或重点检测后，医生-患者/家庭共享决策）。

理由

整体的理由。越来越多的文献为该项强有力的建议提供了理由，该建议基于有利于干预的效果(ES/GS)和潜在巨大的预期效果与确定的有限危害之间的平衡。各利益攸关方(即保健提供者、患者、家属、实验室)一致赞成使用ES/GS来获得临床诊断。

详细理由/判决摘要

问题。ES和GS是一种成熟的诊断性基因检测方法，用于识别CA、DD或ID患者的遗传病因。ES/GS的临床基因检测可以帮助临床医生确认或建立可能导致管理改变的临床诊断，避免进一步检测的需要。这可能会改善病人和家属的预后。然而，ES/GS并不总是使用或可用。

理想的效果。临床效用包括短期积极的临床管理变化(药物、程序或治疗的变更)和长期临床管理（转诊给专家、监测或生活方式改变）。

短期积极临床管理：对纳入ACMG SER的25项研究的数据进行meta分析后发现，对于所有接受ES/GS的患者，包括那些没有诊断性发现的患者，短期临床管理影响率为8% （95% CI 6,11）（图1）。这一估计值合并了ES和GS。安大略HTA报告的ES和GS的比率分别为5.9% 和10.4% ，总体比率为6.3% 。

长期临床管理：一项包括19项ACMG SER研究的单独meta分析（图2）显示，所有接受ES/GS的患者的长期临床管理改变率为10% （95% CI 7,15）。安大略HTA报告了ES的改变率为17.2% ，GS为20.8% ，总体改变率为17.5% 。

以生殖为重点的成果：以生殖为重点的结果被定义为决定怀孕、终止妊娠、使用辅助生殖技术、使用植入前基因诊断、使用供体精子/卵子或接受先前计划外的额外产前检测，如CVS或羊膜穿刺术。来自ACMG SER的meta分析包括了8项研究（图3），所有接受ES/GS的患者的这些结果的发生率为9%（95% CI 4,21）。

以家庭为中心的结果:以家庭为中心的结果被定义为对患者的家庭成员有影响的结果，如级联基因检测、转诊专家、或因诊断之前未知的疾病而导致的临床管理的改变。来自ACMG SER的meta分析包括了5项研究（图4），在所有接受ES/GS的患者中，4%（95% CI 2,9）具有这种影响。

诊断率

诊断率不在ACMG SER的范围内，尽管作为过程的一部分收集了一些信息。安大略HTA提供了几种类型的诊断率估计。最高质量的证据是全基因组测序与标准基因检测的诊断率的直接比较。描述标准基因检测的详细程度的报道不一致，但通常包括CMA、候选单基因检测或大型的基因panel检测。该分析得到全基因组测序的诊断率为38%，而标准基因检测的诊断率为21%。在使用GS（43%）的研究中的诊断率甚至高于ES（34%），因此，风险比（RR）支持全基因组测序（RR 1.76 95% CI 1.20-2.58）。值得注意的是，父母非常重视阴性检测结果，强调诊断性结果不能很好地代表父母感知的效用。非诊断结果仍然有助于排除（或降低可能性）可能具有预后影响的遗传疾病（例如，增加癫痫发作、癌症或视力丧失的风险）或其它临床管理（例如，麻醉/手术禁忌症）。

不良影响

SER中考虑的潜在危害包括保险歧视；对家庭动态或沟通产生负面影响；由ES/GS结果产生的额外检测、监测、药物治疗或饮食调整相关的财务负担；对患者或其家属的一般负面心理社会影响；以及隐私的减少或丧失。然而，SER中仅有五项研究描述了与ES和/或GS相关的危害（三项研究n ≥ 20名患者，两项研究n < 20名患者）。在155名患者的病例系列中，Baldridge等人报告了两例错误归因亲子关系的病例，这需要进行伦理咨询并改变检测前咨询的策略。Van Diemen及其同事在一个病例中确定了错误的亲子关系，要求向家庭披露错误的亲子关系以确认诊断。他们报告了一个病例，在ES后，父母出于经济原因拒绝了潜在的治疗性造血干细胞移植。除上述外，多个临床环境的研究结果表明，ES/GS结果的返回在临床上没有显著的心理伤害。一些人群可能经历低水平的测试相关的压力或更大的积极心理影响。适当的同意程序和遗传咨询是有助于减轻已知相关风险的重要因素。

确定性的证据

虽然很明显，对有些患者来说，接受诊断提供了直接的临床效用，而且患者/家属重视接受(或不接受)诊断的确定性，由于缺乏随机对照试验和依赖可能有较高偏倚风险的观察性研究和病例系列，证据的质量被正式评定为非常低。评价比较诊断率的证据质量中等。自SER和HTA发表以来，已经有一项研究临床效用的随机对照试验：基因组医学与公共卫生领域的第二个新生儿测序（NSIGHT2）。参与NSIGHT2试验的医生报告说，快速基因组测序（rGS）改变了57名（28% ）婴儿的临床管理，特别是在那些接受超速基因组测序（urGS）（p < 0.0001）和阳性测试（p < 0.00001）的婴儿中。32名（15% ）婴儿的预后被认为被rGS改变。阳性试验改变预后的频率高于阴性试验（p <0.00001）。在logistic回归模型中，当与管理变化相关时，rGS被认为有用的可能性增加了6.7倍（95% CI 1.8-43.3）。当结果为阳性（95% CI 4.7-22.4）且周转时间较短（优势比0.92，95% CI 0.85-0.99）时，管理改变的可能性增加10.1倍。rGS很少导致临床医生察觉到的家庭困惑或痛苦（207例中有6例，3%）。本研究包括一些感兴趣的人群（CA和DD/ID），但不是针对该人群的。

价值

通过访谈和对定性和定量证据的回顾获得的患者偏好和价值，表明通过全基因组测序获得原因不明DD或CA诊断的一致动机和益处。当考虑全基因组测序和学习诊断时，患者和家属也非常重视通过遗传咨询提供的支持和信息。

NSIGHT2研究报告称，绝大多数父母认为一线、快速、诊断性的GS对重症监护病房（icu）缺乏病因诊断的婴儿是有益的。在这项研究中，大多数父母认为他们被充分告知同意，理解他们孩子的结果，并否认因接受测序而感到后悔或伤害。

Lewis等采访了参与万人基因组计划的罕见病儿童家长。总体而言，家长对完成诊断性检测的态度是积极的。对次要发现结果有更多的担忧或误解。

对来自快速儿科测序（RaPS）研究的11位家长的采访对rGS持积极态度。他们描述了获得快速诊断的机会所带来的临床和情感上的好处。值得注意的是，父母围绕孩子疾病的压力使他们的决策复杂化，当提供rGS和等待结果时，他们的担忧也会增加。

效果平衡

在CA/ID/DD患者中，ES或GS的干预与没有ES或GS的干预相比，强烈倾向于干预。与ES/GS相关的危害似乎相对较少，但有几个有价值的好处。

所需资源

虽然研究发表在不同的年份和国家，但不同时间和不同地区的ES成本估计是相似的，需要注意的是，这些研究不包括诊所就诊费用、遗传咨询时间、辅助测试、护理时间和交通费用，这些都会影响医疗系统的总体成本效益。与此同时，ES/GS的直接成本随着时间的推移而下降，家庭的成本将因保险覆盖范围和地理位置而异。

成本效益

HTA经济模型显示，总体而言，标准测试后的ES增加了诊断率，但与单独标准测试相比增加了额外的成本。然而，与广泛的标准检测（例如，大型panel测序和/或多种测试方法）或单独使用标准测试相比，使用ES作为一线或二线测试（例如，在CMA或靶向检测之后）能以更低的成本产生更多的诊断结果。随着预期的成本进一步下降，早期使用全基因组测序应继续能够更及时地诊断不明原因DD或多个CAs患者。

公平性

2016年，全球疾病负荷研究报告称，患有六种DDs的5岁以下儿童总数为5290万，其中低收入和中等收入国家为5020万(94.9%)，高收入国家为270万(5.1%)。似乎没有任何专门关于ES/GS公平性的经验证据。使用“健康公平”和可用的EMSH术语“全外显子组测序”或“全基因组测序”进行PubMed检索，返回了0个适用的结果。然而，在基因组研究中，少数群体的历史代表性不足，这是公认的。有医疗保险和较高的社会经济背景的患者更有可能获得和追求遗传服务。另一方面，鉴于社会经济状况在获得护理方面的不平等，临床经验表明，如果可以在较少的就诊中做出诊断，增加ES/GS的使用应增加遗传病患者的公平性。

可接受性

根据SER、HTA和这些评估中的其他参考文献中列出的研究，包括卫生保健提供者、患者/家属和实验室在内的关键利益攸关方认为ES/GS是可以接受的。

可行性

在SER、HTA和这些评估中的其他参考文献中发表的研究数量表明了ES和GS的技术和逻辑可行性。

子群考虑

与现有指南/建议/立场声明一致，临床表现高度提示特定基因诊断的患者应首先进行靶向检测。这可能包括怀疑染色体疾病、已知疾病家族史或对测序可能不能诊断的有强烈临床怀疑诊断的患者，如Prader-Willi/Angelman相关甲基化异常或脆性X综合征。

快速和超快速（目前分别定义为6-15天和1- 3天）ES/GS的使用也是一个不断发展的领域，因为在某些情况下，早期诊断可能会产生显著和直接的差异。解释的成本和质量是风险/效益分析中的重要因素，但如果满足有关效用的临床指征，也应提供快速测试。对于有临床症状需要急性治疗的患者，快速周转试验可以避免更广泛和昂贵的诊断检查，使患者有资格接受靶向治疗，或者可以使临床医生避免使患者接受无效的诊断或治疗干预，避免潜在的不良副作用。做出诊断还可以明确预后和自然史，使父母和医疗团队能够就护理的性质和目标做出知情的决定。

没有ID或先天性畸形的孤立自闭症形式上超出了本建议的范围，但对外显子组/基因组研究的评估正在进行中。

实施注意事项

遗传咨询在ES/GS中的价值已得到充分肯定。建立合理的预期，建立对检测的价值和局限性的理解，建立对潜在危害的意识，并允许家庭做出知情选择是ES/GS知情同意的主要内容。这些访问还应与作为临床过程的一部分所花费的时间相称，包括这类咨询的报销。无论诊断结果如何，检测后咨询都将扩大这种好处。咨询的要素应包括三代家庭谱系；讨论致病/可能的致病结果、良性结果和意义未明的变异；检测错误亲子关系或血缘关系以及与检测原因无关的次要发现。

ACMG次要发现v3.0是最近发布的推荐用于评估诊断外显子组或基因组的最小基因集。一些实验室将携带者状态报告为次要发现。所有次要发现结果都应该是可用的，且是可选择的。由于将家庭成员作为参照物进行测试，有可能在未受影响的父母身上发现遗传疾病的风险。应讨论检测的限制，包括有限的已知疾病基因关联。测试后咨询应包括重新分析和重新分类变异的机会，这可能导致修订解释和发布新的报告

监测和评估

随着技术的快速进步，诊断率、变异解读的提高以及检测成本的降低，应该定期对ES和GS的证据基础进行重新评估。确切的时间间隔应考虑到另一次系统综述所需的资源，包括所需的时间和费用。随着研究的发表，新的证据被添加到现有的文献库中，这可能允许ACMG在未来更灵活地更新这一指南。根据目前的进展情况，预期ES/GS的诊断率将会增加是合理的。有初步临床数据证明GS与ES+CMA在诊断率方面具有相似的性能，GS降低成本的潜力将取决于时序贯还是同时进行ES+CMA。

对实践的变化进行测量是有价值的，但由于测试既是商业的又是基于卫生系统的，综合的测试利用措施可能不容易实现或获取。调查临床遗传学家和实验室应用指南的能力可能提供一个替代标记，但仍然不准确。还应处理制定健康差距监测方案的问题。随着文献的增加，成本效益也应该使用系统的回顾来重新评估，但中期发现是令人鼓舞的。劳动力方面的考虑将会改变，包括订购供应商，临床遗传学家/遗传顾问的需求以及实验室的可用性。

研究重点

这种分析有一些局限性，可以在未来的研究中加以解决。虽然越来越多的证据表明重新分析以前的ES/GS的价值，但时机和最佳策略目前尚不清楚。分析工具的改进、文献的进步和参考数据库的更新只是其中的一部分考虑因素。将基因组分析与其他组学方法(如转录组、甲基化组)配对可以提高可解释性、诊断率和可操作性。也有越来越多的研究证据表明，在选定的病例中，配对的转录组测序与ES/GS有潜力提高诊断率。同样，使用GS数据识别拷贝数变异和结构变异和其他复杂变异的算法的进步也将提高诊断率。随着对自然史的更好理解，对罕见疾病并发症的更好筛查和预期，临床管理将继续改善。但更重要的是，针对特定基因变异、一般变异的治疗进展，或基因治疗模式只会增强临床效用。

除CA和ID以外的ES/GS的评估，包括对孤立性自闭症、心肌病、肌营养不良、神经病、共济失调、癫痫和遗传性癌症的评估，预计将显示类似的临床效用。此外，体细胞变异可能无法通过生殖系检测发现，但可能是疾病的原因，可以考虑在未来进行三级评估。通过实施学习保健系统模型来捕捉这些管理影响是至关重要的，因为研究和临床测试的分离是不断变化的。

系统的回顾过程确定了文献中关于以家庭为中心的结果和实验室考虑的重要差距，如实践标准和在开放数据库中共享变异解释以提高诊断效率和减少VUS的重要性。鉴于美国保健服务的支离破碎的性质，继续进行提供者教育将是采用ES/GS作为CA/DD/ID患者的一线或二线检测的一个重要组成部分。总的来说，该领域缺乏保健公平。在执行这项建议时，应注意避免加剧现有的健康差距，这种差距是基于获得护理的机会不平等以及支持目前测序工作中代表性不足的人口的不同解释的数据不足。

《遗传信息不歧视法案》（GINA）根据早期对扩大基因检测的关注，为雇员/健康保险提供了法律保护，并减少了检测可能造成的伤害。扩大长期护理和其他形式歧视的GINA申请应是一个重要考虑因素。

结论

总之，基于SER，基于现有证据，强烈建议在CA/DD/ID患者中使用ES/GS作为一线（或二线）检测。ES/GS对患者及其家属具有临床效用，但负面结果的证据有限，而治疗获益的证据不断增加。

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