2022听力筛查及基因检测在遗传性耳聋诊疗中的应用进展全文
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2022听力筛查及基因检测在遗传性耳聋诊疗中的应用进展(全文)
摘要
新生儿耳聋发病率逐年升高,遗传因素是新生儿耳聋的主要病因之一。
耳聋基因检测为遗传性耳聋的诊断和治疗提供了方向。
本综述比较不同听力筛查和基因检测手段,介绍耳聋基因检测的现状、成本与效益,以及基因检测在耳蜗植入疗效预测中的价值,以期提高新生儿遗传性耳聋的检测效率及经济学效益。
耳聋是新生儿常见的出生缺陷,发病率1%。
~3%。
,新生儿重症监护病房(neonatal intensive care unit, NICU )中达2%~4% [ 1 ]o根据2015
年世界卫生组织统计,全球共有5亿耳聋患者。
在所有致残原因中,耳聋从2010年第11位上升至2015年第4位,其中儿童有3 200万[2, 3 ]O 我国新生儿耳聋发病率为2%o-3%o [ 4 ]o至2015年,我国0-14岁儿童中有262万中度及以上耳聋患儿[5 I O耳聋可由遗传因素(包括先天性和后天性)和环境因素(如感染性聋、药物性聋、老年性聋和噪音性聋)引起[6 ],由遗传因素或遗传和环境因素共同所致的耳聋为遗传性耳聋, 主要为单基因病,占耳聋的50%以上[4, 5 ]0听力异常可影响儿童期语言发育和社会认知功能,导致学习困难和永久性残疾[7 ],如能在生后3 个月内明确诊断并在生后6个月内开始干预,患儿在发音、理解力、社会
适应和行为等方面得分将升高20%~40% ,故早期识别、早期干预对耳聋患儿十分重要[8 I o本文就新生儿听力筛查和耳聋基因检测方法的选择及对遗传性耳聋诊疗的临床应用进展进行综述。
一、新生儿听力筛查
L听力筛查方法:2018版(新版)婴幼儿听力损失评估的国际共识认为,
耳声发射(Otoacoustic emission , OAE )和自动听性脑干反应(auto auditory brainstem response AABR建新生儿听力筛查的首选方/9 ]0
OAE主要检测外耳道至耳蜗外毛细胞的功能,双耳筛查时长一般不超过5 min ,敏感度[93% ( 87%~96% )]和特异度[94% ( 84%~98% )]者B 很高,最为常用[10 ],但受外耳道内胎脂、中耳羊水、呼吸或环境噪声等影响可出现假阳性,且不能检出蜗后病变[11 L最有效的技术是瞬态诱发OAE和畸变产物OAE ,分别针对中频段(2 000-4 000 Hz )和中低频段( 500~1000 Hz)[12]0
AABR能检出听神经功能障碍、定位病变部位并判断耳聋性质,且不受患
儿意识及镇静剂影响[13 ],敏感度为70% ( 62%~77% ),特异度高达97% ( 92%~99% )[10]r更推荐用于NICU新生儿[8 L但AABR检测
费用高、耗时长,对操作人员专业技术要求更高[11 L
2 .听力筛查模式:听力筛查有一阶段(初筛)和两阶段(初筛与复筛)2
种模式,国际上更推荐两阶段模式。
对无耳聋高危因素新生儿建议采用
OAE-OAE模式[14 ];对有耳聋高危因素的新生儿使用OAE-AABR或
AABR-AABR模式;建议NICU新生儿初筛或复筛都用AABR o达换血标
准的高胆红素血症或细培养阳性的脓毒症患儿,因有潜在耳聋风险,建
议1月龄前再次复筛[8, 9 ]O2016年对欧盟28个国家的调查显示,59%
的欧盟国家对幼托机构和NlCU患儿采用两种不同的筛查方法,33%对所有新生儿采用同种听力筛查方法[15 ]O我国新生儿听力筛查策略、筛查技术、筛查时间、筛查覆盖率、随访时间及随访频次都存在地区差异[16 ]o
由于OAE和AABR联合检测可提高筛查的敏感度和特异度,我国现阶段听力筛查多为两阶段模式,即生后2~3 d进行初筛,以OAE为主;未通过者第42天进行复筛,以OAE和AABR联合检测为主;复筛仍未通过者3月内进行听力学诊断[10 L筛查覆盖率随地区人均GDP的增加而升高
[16]o
3 .听力筛查的局限:有研究发现约25%的语前耳聋不能被现有听力筛查检出[17 ],分析原因如下:(1)各筛查方法均有可能漏诊,尤其是OAE可
能漏诊听神经病;(2)无法早期筛出迟发性、进行性和药物性耳聋;(3) 有耳聋高危因素的患儿,即使通过初筛也可能出现听力损失。
二、基因检测与遗传性耳聋
1 .耳聋的遗传变异谱:2006年Morton等[18 ]首次提出通过耳聋基因筛查能提高语前耳聋的检出率,并可解释部分耳聋病因。
目前已定位的耳聋相关基因位点超过200个,其中遗传性非综合征型耳聋定位到170个位点,发现了122个基因,国内外耳聋基因学研究发现,遗传性耳聋存在
高度遗传异质性,不同国家、地区人群的致病基因突变携带率不同,我国主要为GJBN 8%~9% ∖ SLC26A4( 1%~2% 厢线粒体MT-RNRM 0.23% )
[4,19 ]o FU等[20 ]对我国48万例新生儿的Meta分析显示,GJB2 最常见的突变类型为c.235delC ( 1.64% )、c.299delAT ( 0.33% )、c.l76dell6和c.35delG ;东亚人群中c.235delC最常见[21],白种人群和阿拉伯人群以c.35delG为主[22 ]0我国SLC26A4最主要的突变类型为 c.IVS7-2A>G( 1.02% ∖c.2168A>G( 0.14% )和C.1229C>T[ 20 ], 西方人群为c.707T>C x C.1246A>C 和c.IVS8-lG>A [23],韩国和日本人群为c.2168A>G[ 24 J O线粒体MT-RNRl主要突变类型为m.l555A>G
(0.20% )和m.l494C>T ( 0.03% )[20]o
2.基因检测方法:目前临床常用的检测方法有Sanger测序、基因芯片法、目标耳聋基因靶向捕获测序、全外显子组测序及全基因组测序,前3种临床最为常用[25 I o Sanger测序准确率高,是诊断的金标准,可以发现新发突变,但检不出拷贝数变异;基因芯片法费用低、周期短,但检不出新发突变[26 ];二代测序可同时检
测数千个变异,并发现新发和罕见变异,其中,全外显子组测序已成为发现耳聋新基因的重要方法[26 I o全基因组关联分析不需预设候选基因即可在全基因组范围内发现与疾病相关的易感基因及其遗传变异,近年来受到越来越多关注[27 ]o已有多
项研究将全基因组关联分析应用于年龄相关听力损伤人群,发现新的耳聋致病基因[ 28, 29z 30 ],但在新生儿或儿童遗传性耳聋中的研究仍较少。
对家族中已明确诊断耳聋基因或基因型表型明确的遗传性耳聋,可以有针
对性地进行基因检测,如Sanger测序[4z25];针对产科及NICU新生儿耳聋基因筛查,可使用基因芯片法进行热点突变检测;而对无明确候选致病基因的个体,建议采用全外显子组测序或目标耳聋基因靶向捕获测序, 并用Sanger测序验证[4 L
3 .新生儿听力及耳聋基因联合筛查现状:我国2007年提出〃新生儿听力及基因联合筛查〃的概念。
国内外耳聋基因筛查最常用的是基因芯片法, 候选基因的选择策略包括1个基因1个位点、3个基因4个位点、3个基因多个位点、4个基因9个位点以及4个基因20个位点等[30 L我国最常见的耳聋基因为GJB2、SLC26A4s MT-RNRI和GJB3 ,占遗传性耳聋的70%~80% [31 ],目前4个基因9个位点及20个位点的基因芯片法最为常用。
由于基因芯片法不能检出新发突变,所以需针对特定人群突变频率进行调整[26 ]o基因检测的标本类型有全血、脐带血、血斑和口腔
脱落细胞等[32 ],目前干滤纸血斑最为常用。
截至2020年2月,我国
国家食品药品监督管理总局已批准上市基于聚合酶链反应、基因芯片等技术的10个耳聋基因检测产品[33 J O
我国北京、天津、上海、台湾、内蒙古、宁夏等22个省市自治区已相继开展新生儿耳聋基因变异筛查[30 ]o张娇等[30 ]对我国43万新生儿
听力与基因联合筛查的Meta分析结果显示,采用基因芯片法筛查新生儿
3个及以上耳聋基因,0.22%的新生儿通过了NBHS但未通过基因筛查;
Guo等[34 ]对239 636例新生儿进行4个耳聋基因20个位点的筛查
发现,在明确诊断为语前耳聋的548例(0.23% )患儿中,2.55%通过新
生儿听力筛查但未通过基因筛查,占基因检测阳性语前耳聋的24% ;戴显宁等[31 ]对2 615例新生儿进行4个耳聋基因9个位点的筛查,最终诊断暂无听力下降的耳聋患儿6例;Wang等[35 ]对我国117万新生儿进行4个基因20个位点的筛查及电话随访发现,联合筛查比单用听力筛查可多筛出13%的耳聋患儿。
以上研究均提示听力筛查和基因联合筛查具有较好的临床可行性。
随着基因测序费用的降低,基因检测在临床得以广泛开展。
2019年Wang 等[35 ]报道北京采用基因芯片进行4个基因20个位点筛查的费用为32~48美元/次。
我国一个聋哑儿一生给社会带来的经济负担为30-50万
人民币[36 ],通过早期基因筛查减少耳聋疾病相关支出具有重要社会意义。
北京市卫生局组织卫生经济学专家测算发现,新生儿听力和耳聋基因联合筛查的投入产出比为1: 7.27 [ 37 ]o
通过基因筛查可检出带有耳聋致病基因的患儿,进一步行听力学检查可明确耳聋诊断,减少漏诊提高耳聋检出效能,缩短耳聋诊断时间[30 ,35 ], 并根据突变基因和耳聋性质制定相应的治疗或预防策略:如SLC26A4突变者应避免头部外伤、增加颅内压的运动、上呼吸道感染等导致听力突然下降[4 ];线粒体MT-RNRl突变者应终身禁用氨基糖式类抗生素以避免听力不可逆的损失[30]; SLC26A4和线粒体MT-RNRl突变者需定期随访听力,并对家庭再生育进行遗传咨询。
4 .耳聋基因检测的局限:基因检测当前最大问题在于临床信息的提取、基因型-表型的关联分析和数据库的建立。
现有耳聋基因筛查大多是对候选基因的检测,未能检出其余变异;我国目前常用的筛查策略是否具有最好的成本-效益比仍需进一步测算;对NICU等高危新生儿的遗传变异谱研究仍较少,所以是否需对其采用与健康新生儿不同的基因检测策略仍有待进一步研究。
三、基因检测与遗传性耳聋的治疗
目前遗传性耳聋尚无有效药物治疗方法[33 ]o基因治疗可从根源上修正导致耳聋的基因突变,已在耳聋动物模型中取得一定成功[6 ],但在人体使用尚需时日。
目前遗传性耳聋的主要治疗是根据耳聋性质、频率、程度等选择助听器或人工耳蜗,以挽救残存听力、弥补语言能力[6 ]0不同个体人工耳蜗术后听力语言康复效果存在差异,而耳聋基因检测在预测人工耳蜗植入疗效方面具有一定价值[38 I O
多项研究显示,GJB2相关性耳聋行人工耳蜗植入术效果良好。
Yan等39 ]在GJ B2基因突变者接受单侧人工耳蜗植入后24个月评估听觉整合量表、听觉能力分级和言语可懂度分级,结果显示均优于无基因突变的耳聋对照组;戴溪等[40 ]也发现GJ B2突变组人工耳蜗植入后1年听觉语言能力比无耳聋基因突变对照组更好。
但Lalwani等[41 ]却发现GJB2基因突变患者行人工耳蜗植入后听力及言语感知测试效果较差,可能与平均人工
耳蜗植入年龄较大(5个月~54岁)有关。
在SLC26A4相关性耳聋人工耳蜗植入的研究中,Yan等[39 ]发现,SLC26A4基因突变组接受单侧人工耳蜗植入后24个月的效果评分优于无基因突变对照组,但差异无统计学意义;而WU等[42 ]报道,SLC26A4基因突变性耳聋与无基因突变耳聋相比,在3.5岁前行植入可在植入后3年和5年分别有更高的听觉能力分级和言语可懂度分级得分。
目前对线粒体相关性耳聋患者接受人工耳蜗术后的效果研究仍较少。
对于GJB2和SLC26A4相关性耳聋,仍需关注耳聋诊断年龄和人工耳蜗植入年龄等因素对植入效果的影响。
四、总结
我国遗传性耳聋主要的致病基因为GJB2、SLC26A4x MT-RNRl ,目前遗传性耳聋的防治策略重点仍为早期识别和干预,听力筛查联合基因检测技术能更早地发现听力异常、明确耳聋病因,通过避免诱发因素、随访迟发性和药物性耳聋并进行早期干预来延缓听力损失或避免耳聋的发生,如何针对不同地区、不同人群采用适宜、经济、可获得的耳聋检测策略仍需进一步研究与思考。