基因组测序是一项综合性的基因检测，正在国际上纳入卫生保健系统。
检测指征包括儿童和成人的可疑遗传病，针对这些儿童和成人的有针对性的基因检测方法可能产量低或已经失败。
分析效度、诊断产量和临床效用与其他临床基因检测(如外显子组测序、染色体微阵列分析和下一代测序基因面板测试)相似或优越。
一项具有凝聚力的国家基因组医学战略将有助于在加拿大适当采用基因组测序作为分子诊断试验。
在医疗实践中越来越多地进行病人体质DNA(即他们的基因组)的基因检测。1.–3.对整个人类基因组(约32亿个核苷酸)进行测序现在可以在数天至数周内完成，成本与一些先进的成像测试或短暂住院的成本相似。3.,4.基因组测序正在国际上整合到医疗系统中，尤其是在英国。5.从2021年开始，基因组测序正在加拿大安大略省作为一项临床基因测试进行。
什么是基因组测序?
基因组测序（或全基因组测序）是一项全面的测试，能够检测基因组中几乎所有的DNA变异。测序可以诊断在线孟德尔遗传人类数据库中列出的超过6000种情况中的大多数(www.omim.org)，其遗传基础目前已被了解。这些疾病包括囊性纤维化、杜氏肌营养不良、家族性高胆固醇血症、血友病A、林奇综合征、马凡氏综合征和多发性内分泌瘤。大多数诊断是个别罕见(即2000个活产婴儿中不到1人)或极罕见(即医学文献中报道的不到100人)，因此不太可能被先天怀疑(如歌舞伎综合征;图1）.患者可能表现出不寻常的特征排列，或患有常见疾病，如自闭症谱系障碍、心肌病、先天性心脏病、癫痫、癌症、精神分裂症或痴呆，尽管这个列表并不全面。
基因组测序过程。中间面板由“全基因组测序”改编而成BioRender.com(2021);从检索https://app.biorender.com/biorender-templates．注意:KDM6A基因与歌舞伎综合症有关。在适当的测试前咨询之后，包括对可能的结果的审查，通常通过抽血从病人身上获得DNA样本。来自亲生父母的样本通常同时进行测序，以提供有关遗传的额外背景。DNA被分割成小片段，在高通量测序机上运行，产生数百万个“核苷酸解读”。读取序列与参考基因组排列在一起，就像通过看盒子上的图片组装拼图一样。覆盖一个特定基因组位置的平均读取次数(“读取深度”)通常为30-40次。来自该参考文献的变异(差异)使用复杂的生物信息学工具和基因组变异的大规模数据库进行注释。这些变异由基因组分析人员过滤和审查，以确定1个或多个可能与观察到的临床表现有关的原因。
基因组测序比其他常用基因测试的范围更广(箱1)，数据可以通过假设驱动和假设生成两种方式进行分析。由于这些原因，基因组测序很可能最终取代外显子组测序、下一代大型测序基因面板测试和染色体微阵列分析。
选定的临床基因测试模式概述6.
对于表型具有已知遗传异质性的患者，临床实践中常用的检测方法有:
染色体微阵列分析:一种全基因组测试，通常只检测拷贝数变化(即染色体不平衡)。
下一代测序基因面板测试:一种针对预先确定的基因列表的有针对性的测试，通常只检测这些基因的外显子序列水平的变异和外显子水平的缺失或重复。
外显子组测序:一种全基因组检测，通常只检测外显子序列水平的变异，外显子水平的缺失或重复的子集，以及拷贝数变异的子集。
基因组测序:这种方法作为一种单一的综合检测方法具有无数的优势。目前的短读基因组测序可以可靠地检测外显子内外的序列、结构和拷贝数变化，以及临床相关的短串联重复序列、假基因和线粒体DNA变化。
基因组测序是如何实现的?
基因组测序是一个三阶段的过程(图1）.首先，医学遗传学家或其他卫生保健专业人员收集有关表型和家族史的必要信息。第二，基因组数据由临床实验室遗传学家生成和审查。第三，医生将基因发现与临床表型联系起来。主要的发现是可以解释全部或部分临床表现的遗传变异。确定这些结果是基因组测序作为临床诊断测试的主要目的。在北美，一些实验室还将积极寻找次要发现，即与医学上可操作的条件相关的特定基因的致病变异，而这些变异与检测的原因无关。7.结果的交流嵌入遗传咨询的框架内(框2)通常由医学遗传学家和遗传顾问协助。
遗传咨询概述
遗传顾问是在提供遗传咨询方面受过专门培训并具有经验的保健专业人员。在加拿大，他们可能是加拿大遗传顾问协会(www.cagc-accg.ca/）.美国国家遗传顾问协会将遗传咨询定义为“帮助人们理解和适应遗传对疾病的医学、心理和家庭影响的过程。”这个过程包括以下内容:
解释家庭和病史以评估疾病发生或复发的机会。
关于遗传、测试、管理、预防、资源和研究的教育。
促进知情选择和适应风险或状况的咨询。”8.
加拿大医学遗传学家学院等专业协会9以及美国医学遗传学和基因组学学院10认识到检测前和检测后基因咨询在临床全基因组(即外显子组或基因组)测序中的重要性。
由于技术的进步，DNA测序正变得更便宜和更准确。然而，提供基因组测序作为临床试验的成本仍然在每个家庭调查几千加元的范围内，这还不包括在人员、设备和基础设施方面的前期投资。
谁有资格进行基因组测序?
基因组测序是对疑似遗传疾病的儿童和成人的一项考虑，针对他们的定向基因检测方法不太可能成功或已经失败。在安大略省，基因组测序正在进行为期2年的试点评估，作为全基因组测序安大略项目的一部分(www.gsontario.ca)，中期结果尚未公布。只有医学遗传学家或其他具有同等专业知识的医生才能要求进行检测。目前，批准标准更倾向于患有多种原因不明的先天性异常或中度至重度发育障碍的个人，并影响到统一诊断有望影响管理的情况。
危害是什么?
测序程序是安全的;然而，可能的负面后果与如何解释和披露结果有关。首先，基因组测序可能被误解为诊断的灵丹妙药。准确的临床信息和家族史对于解释结果仍然很重要。阳性结果可能不能解释患者的所有特征，阴性结果也不能排除遗传因素或使明确的临床诊断无效。11第二，随着新信息的出现，基因变异的分类会随着时间的推移而改变。12某些种族群体在指导解释的大规模基因组变异参考数据库中的代表性仍然不足，因此这些群体有可能被误诊。12第三，基因测试的结果可以揭示关于个人、家庭成员或他们彼此关系的意外信息。这些考虑强调了详细的检测前和检测后咨询的重要性，以及需要训练有素的遗传学专业人员(框2）.另一个防范伤害的措施是加拿大基因不歧视法该法案于2017年成为法律，旨在保护个人不因检测结果而受到基因歧视。13
目前的证据是什么?
大多数数据来自临床异质人群中可疑罕见遗传疾病的前瞻性观察试验。1.,2.,4.,5.,14,15主要结果指标通常是诊断产量或诊断时间。临床效用和成本效益是次要的结果。基因组测序比外显子组测序和染色体微阵列分析具有更高的诊断产量，1.,11,14,15以越来越有竞争力的成本。2.不同的表型类别与不同的诊断产量相关。2.,3.,5.例如，患有严重托洛芬智力残疾的个体的产率可能超过50%，但在大多数患有单一、严重先天性异常的队列中，产率可能低于10%。一项综合文献回顾确定了36项研究，涉及关键实验室和临床问题，共同支持基因组测序在pl中的作用其他现行标准基因测试的ace(箱1）.2.
具有快速周转时间的基因组测序在新生儿和儿科重症监护环境中得到了最广泛的应用，包括2项随机对照试验，表明与常规检测相比，其及时诊断率和临床效用都有所提高。1.,4.
在未来可以期待什么?
基因组测序有望成为具有高度遗传异质性(即具有许多候选基因或位点的广泛遗传差异诊断)的儿童和成人疑似遗传疾病的一级研究。2.,3.,5.,11,14,15这将减少长期以来按顺序进行多个基因检测的做法，并缩短许多诊断过程。返回给患者的结果还可能包括药物遗传概况、生殖载体状态信息和晚发性疾病的遗传风险概况。16在表面健康的个体中，基因组测序作为一种预防性健康工具的作用尚不清楚。16
我们需要进一步的证据来证明基因组测序在我们的医疗保健系统中的临床效用、成本效益和可能意想不到的下游后果。在一些队列中，基因组测序比外显子组测序增加的产量仍然不大;然而，随着数据分析的进步和可供比较的更大的数据集，这一差距将会扩大。2.,11,15对从尚未探索的基因组领域产生的额外临床相关信息的预期，也推动了对基因组测序技术的投资。2.,5.,11
如联合王国和澳大利亚现有的将基础研究和临床研究结合起来的基因组医学协调国家战略，将有助于在加拿大适当采用基因组测序作为诊断试验。翻译基因组学项目，如加拿大Care4Rare (www.care4rare.ca)，卑诗省儿童医院的病因诊所，蒙特勒尔的儿科临床基因组学综合中心，沉默基因组项目(www.bcchr.ca silent-genomes-project)，基因组加拿大的“全为一”计划(www.genomecanada.ca)各个三级医院（如儿童医院）的努力也在不断发展。这些以疾病为重点的举措将受益于国家人口的并行基因组测序工作，以研究健康的遗传决定因素。在加拿大进行诊断基因组测序还需要培训更多的工作人员，包括医学遗传学家、临床实验室遗传学家和遗传顾问，以提高加拿大不同人群的遗传素养。在加拿大和美国等地理位置广阔的国家，无论邮政编码如何，确保公平获得DNA编码告知的医疗服务是一项挑战，但我们建议这是决策者的优先事项。
医疗协会邀请为《创新》杂志做出贡献，该杂志强调了最近的诊断和治疗进展。旧疗法的新用途也将被考虑。对于出版来说，必须清楚而简短地强调创新的好处、可用性和局限性。视觉元素(图像)是必不可少的。提交简短的循证文章(最多1000字和5个参考)到http://mc.manuscriptcentral.com/cmaj或电子邮件kirsten.patrick在{}cmaj.ca讨论想法。
脚注
利益冲突:Stephen Scherer报告了Athena Diagnostics, Lineagen和Population Bio的版税，以及Population Bio和Deep Genomics的咨询费。没有宣布其他相互竞争的利益。
这篇文章已经过同行评审。
参与者:格雷戈里·科斯坦(Gregory Costain)起草了手稿，罗纳德·科恩(Ronald Cohn)、斯蒂芬·谢勒(Stephen Scherer)和克里斯蒂安·马歇尔(Christian Marshall)为重要的知识内容进行了批判性的修改。所有作者对将要出版的版本给予最终批准，并同意对工作的所有方面负责。
资助:这个小组的翻译基因组学研究得到了加拿大基因组学、加拿大健康研究所、儿童疾病基金会、儿童疾病遗传医学中心和多伦多大学麦克劳克林中心的部分资助。安大略省全基因组测序试点项目正在东安大略省儿童医院的遗传诊断实验室和患病儿童医院的基因组诊断实验室合作进行。
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