【ACMG 2026 前沿速递06】多组学破局:从“寻找变异”到“验证功能”

2026-03-17 15:53:22 Illumina因美纳(中国)科学器材有限公司


作为本系列的收官之作,我们将目光投向多组学(Multi-omics)与功能基因组学。当WES/WGS(全外显子/全基因组测序)无法给出确切答案时,RNA测序、甲基化分析以及长读长技术正在成为打破“诊断僵局”的终极武器。


ACMG 2026上,一个明显的趋势是:我们不再满足于仅仅发现DNA序列上的变异,而是迫切需要知道这些变异“干了什么”。 本期汇总的11篇摘要展示了RNA测序(转录组)、DNA甲基化(表观组)以及长读长测序(Long-Read Sequencing)如何协同作战,解决那些标准基因检测无法解释的“疑难杂症”。

关键词:深度内含子、剪接异常、组织特异性挑战

当DNA层面发现“意义不明变异(VUS)”或怀疑存在隐匿的剪接突变时,RNA测序提供了直接的功能证据。

核心数据与发现

1.确诊率提升的实证:

  • MPS IVA案例:在黏多糖贮积症IVA型病例中,RNA测序证实了一个内含子VUS导致了外显子跳跃,从而确诊了 GALNS 基因的致病性,结束了患者的诊断长跑(Abstract ID: P043)。

  • 成人多聚葡萄糖体病:针对 GBE1 基因,RNA测序成功检测到深层内含子变异导致的异常剪接,证明了其在晚发型神经遗传病中的诊断价值(Abstract ID: P307)。

2.应用挑战:

  • 组织特异性是关键:多项研究强调,RNA测序并非万能。如果目标基因在血液(最易获取的样本)中表达量低,检测灵敏度将大幅下降。

  • 阴性结果难解读:如果RNA测序未发现异常,并不一定能排除致病性,可能是由于无义介导的mRNA降解导致突变转录本消失。因此,阴性结果的解读需格外谨慎。

医学洞察:为DNA组增加转录组的解析维度

临床上常遇到位于内含子深处或同义突变的VUS,生物信息学预测往往模棱两可。RNA测序直接展示了转录本的结构,是判断剪接影响的金标准。


但临床医生需注意:送检前务必确认目标基因在血液中是否有足够表达。 对于神经或肌肉特异性基因,血液RNA测序效能有限。

关键词:表观印记(Episignatures)、印记障碍、复杂疾病

甲基化分析不再局限于印记疾病,正在成为全基因组范围内的通用诊断工具。

核心数据与发现

1.表观印记作为诊断工具:

  • 解决未解之谜:对于WES/WGS阴性的孟德尔遗传病,全基因组甲基化分析能够识别出特定的“表观特征”,从而辅助诊断或将VUS重分类为致病变异(Abstract ID: P667)。

  • 印记区域异常:新开发的算法能更精准地识别印记控制区域(ICR)的甲基化离群值,有效诊断Beckwith-Wiedemann综合征等印记障碍(Abstract ID: P143)。

2.从罕见病到慢病:

  • 2型糖尿病(T2D)
    :在孟加拉国人群的研究中,全表观组关联分析(EWAS)发现了与T2D显著相关的甲基化调节信号,揭示了非传染性疾病背后的表观遗传机制(Abstract ID: P017)。

3.技术融合:

  • 一测多用
    :新一代测序平台展示了在进行标准变异检测的同时,直接读取5mC和5hmC甲基化状态的能力,无需额外的亚硫酸氢盐处理,大大简化了流程(Abstract ID: P207)。

医学洞察:“功能性证据的新维度”

甲基化检测正在经历从“科研”到“临床转化”的蜕变。对于那些表型典型但基因检测阴性的患者(如智力障碍、发育迟缓),全基因组甲基化检测正在成为继WES之后的二线或三线检测选择。它能捕捉到染色质状态的改变,这是传统测序无法触及的领域。

关键词:定相(Phasing)、结构变异、单倍体分型

短读长测序在处理复杂结构和“定相”问题上存在短板,长读长技术正在填补这一空白。

核心数据与发现

1.定相(Phasing)辅助诊断:

  • PTPN11 双变异解析:一名患有肥厚型心肌病的新生儿在 PTPN11 基因上发现了两个新发变异。通过长读长基因组测序,研究者直接确定了这两个变异位于同一等位基因(顺式,Cis)还是不同等位基因(反式,Trans),这对判断致病性至关重要,同时还直接获取了甲基化状态(Abstract ID: P385)。

  • SLC1A4 隐性遗传确证:长读长RNA测序不仅验证了剪接异常,还直接证明了变异的复合杂合状态,一步到位完成了分子诊断(Abstract ID: P391)。

2.复杂结构变异(SVs):

  • MECOM 重排
    :结合光学基因组图谱(OGM)和靶向RNA测序,成功解析了传统核型分析遗漏的 MECOM 基因复杂重排,为血液肿瘤的预后分层提供了关键信息(Abstract ID: O14)。

医学洞察:“单倍体分型的临床意义”

过去我们判断“复合杂合突变”往往需要验证父母(Trio),既耗时又费力。长读长技术能够直接在先证者样本中实现物理定相,明确变异来源。这对于急需诊断的新生儿重症监护(NICU)场景具有极高的时效价值。Illumina最新推出的TruPath™ Genome,在定相以及复合杂合的识别上具有特殊优势,并且相对于长读长测序更具性价比,相关报道在本系列的第一篇有案例阐述,感兴趣的同仁们可回溯2026 ACMG 前沿速递01期

ACMG 2026前沿速递

系列结语

从微观变异到宏观健康:精准医学的闭环

历经五期,我们通过近60篇ACMG 2026的前沿摘要,梳理了遗传学领域的最新脉动:

  1. 前沿技术:TruPath™ Genome新技术的真实应用展示以及WGS-CardioSeq队列

  2. 携带者筛查:从简单的“查基因”进化为“查风险”。

  3. 产前遗传学:NIPS向全基因组和单基因病扩展,产前诊断开始指导宫内治疗。

  4. 快速诊断:已扩展至除NICU之外的CICU, PICU以及成人ICU,显现速度影响生命的意义。

  5. 新生儿筛查:基因组筛查(gNBS)正在改写“早诊早治”的定义,让预防跑在症状前面。

  6. 多组学诊断:RNA、甲基化和长读长技术正在攻克最后的“诊断堡垒”。

核心洞察

未来的医学遗传学将不再是单一技术的单打独斗,而是多模态数据的融合。对于临床医生而言,挑战在于如何在这个工具箱日益丰富的时代,为患者选择最合适、最具成本效益的检测路径。

参考文献

RNA Sequencing (Transcriptomics)

1.[P043] RNA sequencing aids in the molecular diagnosis of Mucopolysaccharidosis IVA: A case report. Fulgent Genetics.

2.[P307] Utility of RNA Sequencing as a Diagnostic Tool for Aberrant Splicing in Adult Polyglucosan Body Disease.

3.[O35] Challenges of RNA Sequencing Data


Interpretation for the Reclassification of Genomic Variants of Uncertain Significance.

4.[P563] Lessons learned: Targeted RNA sequencing as a tool for resolving variants of uncertain significance. Children''s Mercy Kansas City.


Methylation & Epigenetics 

5. [P667] Bridging the Gap Between Genomic Variants and Clinical Diagnosis: The Role of Methylation. 

6. [P143] Methylation Dysregulation in Imprinting Regions: Identifying Outliers and Clinical Interpretation. 

7. [P017] Epigenome-wide DNA methylation profiling identifies distinct regulatory signatures of Type 2 Diabetes. 

8. [P207] Development of a sequencing platform for variant detection and methylation.


Long-Read & Multi-modal Integration 

9. [P385] Long-read genome sequencing determines phasing and methylation status of two de novo variants in PTPN11. 

10. [P391] Long-Read RNA Sequencing Enables Integrated Phasing and Functional Clarification of SLC1A4 Variants. 

11. [O14] Improving Detection of Variant MECOM Rearrangements Through Optical Genome Mapping and Repurposed Targeted RNA-Seq.

M-CN-00558

仅供研究使用,不得用于诊断。

往期回顾


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