由台基盟生技舉行的「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，分享利用次世代基因定序(NGS)平台，在罕見疾病、帕金森氏症、癲癇等疾病中，找到最新致病基因，展現臺灣在神經發育與退化疾病研究上的活躍量能。

撰文、攝影/彭梓涵、巫芝岳

今年5月，健保署宣布將次世代基因定序(NGS)納入健保給付，預估每年約有2萬多名癌症病人受惠。不只癌症檢測，NGS能以綜觀整體基因體的方式，檢測可能造成疾病的基因，尤其是罕見疾病，更能為病人找到遺傳藍圖。

台基盟生技日前就特別舉辦「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，分享其利用NGS，進行疾病研究的最新成果。

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，都相當難找到解答。

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，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，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，越來越多突變基因被發現。

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，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，但當時國內看病還停留在古老的診治方式。

不過隨著全球規模最大的全基因體數據庫英國人體生物資料庫(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

臺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，且由於基因研究會持續發展，建議定期進行基因解讀。

伯森生技  鄭博文»  長讀定序  提升變異檢測精準度

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。

北榮  李宜中»  家族基因共同分析 揭多項全球首例神經遺傳疾病

臺北榮民總醫院神經醫學中心周邊神經科主任李宜中，其團隊曾率先發掘出多項全球第一例的神經遺傳疾病。他表示，目前即使有WES和WGS檢測，但許多疾病仍難以被診斷的原因，是因病人可能非單基因孟德爾式遺傳疾病、基因檢測方式錯誤，或其致病基因尚未被醫學界發現。

李宜中分享了其中兩項病例，皆是進行單一病人的基因定序，卻無法確診的案例。

其中一例為家族中出現多位不明原因的肌肉萎縮症狀，他們透過分析家族表型，確認致病突變為體顯性遺傳，最終選擇家族中兩位血緣關係最遠的患者，進行WES定序分析，找出GNB4基因上的突變，可能就是致病的原因。

多年後，捷克也發現相似突變病例，最終確定這項基因突變會導致的罕見疾病，名為Charcot-Marie-Tooth氏症中的「CMTDIF」疾病。

另一項遺傳性運動神經末梢病(DHMN)患者，透過多個家族進行分析，並與國外合作比較案例後，確認其疾病為WARS1基因的一項特定突變所導致，該體顯性突變會導致遠端運動神經病變，他們也首次定義出DHMN的一項特定類型。

李宜中建議，對於明確為神經遺傳疾病，但使用NGS卻無法診斷的病人，可考慮針對多個家族成員進行共同分析，這也證實多個家族的驗證與基因變異的基礎功能研究，為證明基因診斷正確的重要工作。

臺大醫院  林靜嫻»  找到帕金森氏症重要Biomarker 拼湊疾病風險因子

臺大醫院臨床神經暨行為醫學中心主任林靜嫻表示，帕金森氏症(PD)是老化、環境與基因造成的疾病，長期投入PD研究的她，希望能找出PD疾病機轉，延緩疾病的發病。因此，找到一個很好的Biomarker，成為她研究的目標。

她表示，目前有多個造成PD的基因被鑑定出來，其中一個是存在遺傳性PD家族上的LRRK2基因，雖然不常見，但會造成疾病風險提高，文獻也指出，亞洲人在LRRK2基因上有一突變熱點p.G2385R，會提高1.8倍的PD風險。

不過，隨著定序與各種檢測技術的提升，有研究也指出LRRK2不只存在於遺傳性PD患者，事實上單純老化的病人LRRK2也會上升，因此便有大藥廠投入LRRK2抑制劑的開發，目前已進入臨床三期。

在真實世界臨床研究中，她也發現一個LRRK2家族，患者在40歲就出現帕金森氏症的情況，此外，還出現中樞和周邊神經系統退化的疾病，跟常見的PD不同，進一步追查發現，患者存有另一個影響粒線體電子傳遞的致病基因UQCRC1，其會導致粒線體功能缺損，長期會造成神經功能退化，也為PD疾病拼上一塊的重要拼圖。

北榮  劉祐岑»  NGS助力多種「陣發性神經疾病」共同突變研究

臺北榮民總醫院神經醫學中心癲癇科主任劉祐岑，針對「陣發性神經疾病」進行分享。她首先以屬於陣發性神經疾病的癲癇為例，過去許多不明原因的癲癇，皆可能與基因有關，這些疾病稱為遺傳性癲癇症候群譜系(Genetic Epilepsy-Dyskinesia Spectrum)。

劉祐岑表示，其中的「陣發性動作障礙」(Paroxysmal Dyskinesia)中，最常見的為陣發性動作型運動不良症(PKD)，過去曾觀察到PKD和癲癇有相似的情況，甚至使用相同的藥物治療，直到最後發現了PRRT2基因突變為PKD的重要致病基因，才確立了該疾病。

劉祐岑也表示，許多不同的神經疾病，都有多項基因變異可能重疊，並會發生相似的症狀，例如癲癇、脊髓小腦退化性動作協調障礙6 (SCA6)、陣發性小腦運動失調症(Episodic Ataxia)、家族性偏癱性偏頭痛(FHM)等疾病，都可能帶有CACNA1A基因突變。

劉祐岑表示，使用NGS工具，找到過去未知疾病的致病基因外，也能找出已知基因的突變類型來解釋疾病型態；對於已知疾病，NGS也能幫助找到具高度基因異質性的疾病，以重新定義該疾病的突變盛行率，此外，還能找到不同疾病間，可能重疊的基因變異，探尋到這些疾病間共通性的機轉。

高雄長庚  蔡孟翰»  WES、WGS找到罕病平腦症新基因

高雄長庚紀念醫院神經內科部副部長蔡孟翰表示，癲癇和帕金森氏症一樣都不是單一因素造成，雖然現在已有40多種抗癲癇療法，但治療過程醫師通常只能用Trial and Error的方式，病人一直以來都沒有辦法獲得更好的治療。

目前臨床的癲癇研究，已有超過900個風險基因被確認，這些基因不只會造成各種型態的癲癇，也造成大腦異常發育。

他與陽明交通大學醫學院腦科學研究所教授蔡金吾教授合作的研究，透過WES發現腦部發育疾病平腦症的新基因CEP85L，並證實CEP85L蛋白缺失會導致神經元細胞遷移(Migration)出現延遲的現象，可能導致神經發育異常，也被列為第十型平腦基因。

他也表示，後續透過NGS的工具，又找到三個新的罕見基因BICD2、BAIAP2、NDEL1。在其他癲癇患者上，他也發現會影響鉀離子通功能下降的基因，包括：KCNA3、KCNA6的突變，以及影響鈉離子通道的HCN1基因。

神經疾病基因體研究  臺灣有利基！

專題演講後，台基盟創辦人暨國衛院特聘研究員蔡世峯主持專題討論，他表示，隨著基因定序技術持續進步、成本降低，已在臨床研究上實際展現各種用途，他也表示，亞洲人口為全球各洲之冠，其中，臺灣也有族群多樣性、醫療照護系統完善的優勢，因此看好臺灣基因體研究的潛力。

臺灣大學腦與心智科學研究所所長謝松蒼，在2017年起和臺灣研究小腦萎縮症創始人宋秉文共同主持、帶領推動「臺灣腦組織資源聯盟」(簡稱臺灣腦庫)，並在去年正式揭牌成立。謝松蒼表示，腦庫以收納罕見疾病、神經退化疾病，和用作對照組研究的健康人腦部為目標，是神經疾病研究的寶貴資源。

未來，他們也期望建構國際合作，甚至也能保留其他可有助於研究的臟器和捐贈者的基因體資訊。

彰化基督教醫院副院長劉青山則表示，罕病研究不只有人數的限制還有隱私的挑戰，他也建議，在罕病研究上可從政府層級來推動，並且連結臺灣、亞洲力量一起進行。

臺北醫學大學醫學院院長胡朝榮也表示，人類在疾病與基因研究上，經歷相當長的時間才有如今成果。

隨著基因定序進步，加上人類對大數據分析能力、算力的進步，相信未來WGS能做到一次檢測多種疾病風險，甚至可直接預測用藥效果，他並看好大數據會是未來醫學科學研究的趨勢。

專題演講後，台基盟創辦人暨國衛院特聘研究員蔡世峯(左一)擔任專題討論主持人，與臺灣大學腦與心智科學研究所所長謝松蒼(左二)、彰化基督教醫院副院長劉青山(右二)、臺北醫學大學醫學院院長胡朝榮(右一)，探討當前神經疾病基因體研究的困境與挑戰。(攝影/巫芝岳)

>>本文刊登自《環球生技月刊》Vol. 116