近(12)日,台基盟生技於台北舉行「2024用戶峰會:神經發育與退化研究論壇」,邀請多位國內神經醫學領域專家分享最新研究成果,也展現台灣在神經發育與退化疾病研究上的活躍量能。上半場中,包括陽明交大教授蔡金吾、高雄長庚兒童神經罕病中心洪碧蓮、北醫大教授曾頌惠、伯森生物產品經理鄭博文,首先分享基因定序在神經發育疾病的應用和PacBio的長讀取定序技術。
台基盟營運長雷志賢致詞表示,本次聚焦神經發育與退化疾病的研究,其中許多疾病若沒有最頂尖的定序技術輔助,都會相當困難。
台基盟營運長雷志賢 (攝影/彭梓涵)
身為服務供應商的台基盟,也本著「3A」(available、affordable、accountable)的精神提供服務,其同時擁有Illumina和PacBio兩平台,能發揮定序「結長補短」的效果,也已向衛福部遞件申請實驗室自行研發檢驗技術(LDTs),致力成為科學研究、臨床檢測的有力夥伴。
論壇第一部分聚焦神經發育,主持論壇的臺北榮民總醫院遺傳諮詢中心主任陳燕彰表示,隨著各式各樣的研究工具發展,尤其是NGS技術的進步,目前在人類細胞遺傳學(cytogenetics)上異常的檢出率,已從過去的5%提升到30%以上,某些狀況可達60%。找出基因問題後,並經由眾多基礎研究了解這些基因和疾病的關聯機制,就能進而發展治療方法。
陽明交大蔡金吾:NGS助平腦症、小頭畸形機轉研究
陽明交通大學醫學院腦科學研究所教授蔡金吾 (攝影/彭梓涵)
陽明交通大學醫學院腦科學研究所教授蔡金吾,首先分享了其團隊針對腦部發育疾病機轉的研究。蔡金吾表示,小兒的小頭畸形(microcephaly,又稱小頭症)、平腦症(lissencephaly)等,往往都與其基因問題相關,隨著NGS技術的進步,越來越多基因突變被發現。
蔡金吾表示,胚胎的神經系通統剛開始發育時,未成熟的神經細胞會沿著放射狀膠質細胞(radial glia cell)往皮質方向遷移(migration),最終發育為成熟的神經,而該過程若發生問題,就會導致各種疾病。
透過研究基因缺陷的胚胎神經細胞行為、胞器型態變化等,蔡金吾團隊證實了多項和小頭畸形、平腦症有關的基因突變和致病機轉,例如證實導致平腦症的LIS1基因突變,會如何影響胞器中心體(centrosome),進而導致胎兒腦部發育問題。
他們也在數名平腦症病人中,透過先進的NGS技術找出與中心粒相關的CEP85L突變,並進一步研究證實該突變的致病機制。另外,其團隊也證明了型態相似作用卻差異極大的兩蛋白質——NDEL1和NDE1,其突變分別會造成平腦症和小頭畸形的機轉。
高雄長庚洪碧蓮:WES提升罕病檢出近2倍
高雄長庚紀念醫院兒童神經罕病中心洪碧蓮主任 (攝影/巫芝岳)
高雄長庚紀念醫院兒童神經罕病中心洪碧蓮主任,分享次世代定序運用於兒童重難症,她表示自己在2009年左右,就看到國外將全外顯子定序(whole exome sequencing, WES)廣泛應用在臨床,當時國內看病還停留在古老的診治。
不過隨著全球規模最大的全基因體數據庫英國生物資料庫(UK Biobank),釋出各種使用WES或全基因定序(whole genome sequencing, WGS)應用於罕見疾病的研究結果,國內學術機構與醫療院所也開始投入相關研究。
她也分享與國家衛生研究院分子與基因醫學研究所特聘研究員蔡世峯合作的計畫,透過WES對國內神經系統、心臟循環系統兒科患者的收案研究,在這項研究中共找到13個公告罕病。
她表示透過這樣的計畫,高雄長庚的罕病平均每日通報,已從過去0.8例,提升到1.4例,此外,在一些診斷率較高的科別,醫師們都會建議患者其他家族成員來檢查,擴大了更多罕病的追蹤與管理。
洪碧蓮也期望,政府可以帶頭,培養醫療院所判讀WES的能力和品質,增加罕病診斷率,提早基因治療介入時間,加速臺灣建立P6醫學——預防醫學(preventive)、預測醫學(predictive)、先制醫學(pre-emptive)、參與醫學(paticipatory)、精準醫學(precision)、個人化醫學(personalized)。
北醫大曾頌惠:三分之一腦麻兒有基因異常 建議早期介入、定期解讀基因
台北醫學大學醫學系復健學科教授曾頌惠 (攝影/彭梓涵)
台北醫學大學醫學系復健學科教授曾頌惠,分享了基因檢測在腦性麻痺幼童的臨床應用。腦性麻痺是因腦部的缺陷,導致肢體運動功能障礙等問題,而根據2014年更新的指引定義,腦性麻痺是可能會再惡化(progressive)的疾病。
曾頌惠表示,根據研究,腦性麻病患者約有三分之一的案例有遺傳性病因(genetic aetiology),目前已知約有500個與腦性麻痺相關的基因突變。而在多項案例中可發現,與基因突變相關的腦性麻痺患者,其運動功能障礙可能在成年後隨著體重增加而更容易再惡化。
她表示,透過基因檢測了解這些病童可能的疾病種類,就能進一步根據這些特定疾病,進行治療和復健規劃。例如其團隊遇到的案例中,進行基因檢測後,分別發現了罹患「Beta螺旋狀蛋白關聯之神經退化疾病」(BPAN)、「遺傳性痙攣性下身麻痺」(HSP)等罕病的兒童。
曾頌惠也總結,腦性麻痺幼童中有基因問題者,實際上可能超過研究所知的比例(三分之一)。她也建議,除了早期偵測動作發展障礙、早期介入外,也應定期評估成效與診斷、定期更新已知文獻,並由於基因研究會持續發展,建議定期進行基因解讀。
鄭博文:長讀定序 提升變異檢測精準度
伯森生技產品經理鄭博文 (攝影/巫芝岳)
伯森生技鄭博文產品經理表示,現在許多研究證實,長讀取定序(long-read sequencing)能比短讀取定序(short–read sequencing)更精準地發現各種基因序列變異,以PacBio長讀取定序技術來說,在包含單一核苷酸變異(SNV)、5mC甲基化修飾、插入缺失(indel)與大片段結構變異(SV)上,都有相對應的工具。
他指出,PacBio長讀取定序技術「HiFi 定序」,採用獨有的循環共識定序模式(CCS),待測DNA會被反覆定序,因此可以藉由比對反覆定序的序列結果,將隨機產生的定序錯誤加以修正,並保留下真正的基因體變異數據。
該定序的數據準確率可達99%,是目前市場上兼具高準確度與長讀取定序能力的定序技術。
(報導/巫芝岳、彭梓涵)