听不见,是基因惹的祸?

2020-06-25

听不见,是基因惹的祸?


作者/吴哲民 文章出处/本文摘录自山谷文教《人工耳蜗翻转人声 耳科权威吴哲民回首20年》


近年来,学界已经发现超过100个基因与「非症候群型」感音神经性听损的发生有关,包括GJB2(Cx26)、GJB3(Cx31)、GJB6(Cx30)、GJB1(Cx32)、DIAPH1、MYO7A、MYO15、OTOF、SLC26A4(PDS)等(Hereditary Hearing Loss Homepage, https://hereditaryhearingloss.org/, accessed on 12/10/2009)。而临床上较为常见的基因变异包括GJB2、SLC26A4、GJB3、GJB4(Cx30.3)、粒线体12S rRNA以及与听神经病变(ANSD)相关之OTOF基因等。


长庚及台大的跨院研究成果


在听损基因的基础研究中,我们林口长庚医院人工耳蜗团队与台大医院吴振吉副教授等人合作,收集了国内外数量最多的病患,成果共同发表于绩优杂誌Laryngoscope。研究发现,人工耳蜗植入儿童中有相当比例(20.6%)在常见的听损基因可发现变异,表示例行基因检测是有必要的。而有此变异之患者的术后听能追蹤表现,较基因无变异的植入患者为佳。


我们双方的另一项合作,以12名人工耳蜗成效不佳的实验组,与30名人工耳蜗成效优良的对照组,利用Massively parallel sequencing方式检测129个已知听损相关基因,结果发现DFNB59与PCDH15这两个基因变异可能与较差的人工耳蜗预后成效有关。然而具有DFNB59或PCDH15变异之儿童,其临床表徵与其他听损儿童并无显着差别,因而基因检测有其重要性,在人工耳蜗植入手术前,所有听损病患皆建议进行基因检测以做为预后谘询之用。此研究成果发表于Medicine杂誌。


而根据长庚收集到的听损基因资料──183名病患接受3种常见听损相关基因之检测:GJB2、SLC26A4、粒线体12S rRNA,长庚独力完成另一篇论文的写作(发表于PLoS ONE),结果发现GJB2与SLC26A4变异可能与较佳的术后听语成效有关,但其影响力可能因植入年龄(大于或小于3.5岁)而有所不同。此发现有效地解决以往专家学者对此议题有不同结论的争议。


台大与长庚在后续的案例合作当中,针对ANSD个案的OTOF基因变异与人工耳蜗植入后个案的听语复健成效预后之相关性加以探讨,成果发表于Clinical Otolaryngology。结果显示,有OTOF基因变异的人工耳蜗植入个案有良好的听语复健成效。OTOF阳性个案的听能不会随着年纪增长而变好,因而基因检测有OTOF变异的ANSD个案,建议应即时植入人工耳蜗,以避免不必要的拖延。显见基因检测对于釐清ANSD病因和预后评估有所助益。


长庚将研究应用于临床个人化医疗


有了前述的基础,长庚人工耳蜗团队于2013年展开「整合型使用新世代定序仪建立个人化医疗的检验项目之子计画三:整合型次世代定序于筛检人工耳蜗植入听损患者相关突变基因之应用」的3年期研究计画。


在第一年计画的成果中,首先我们建立客製化的听损基因套组和次世代定序(Next Generation Sequencing,NGS)平台在coverage、uniformity、multiplexicity的能力是没问题的。在第二年计画的成果中,建立了40个罕见听损基因组成的筛检套组,当用以筛检41位过去找不到但常见的基因变异之人工耳蜗病患,经由这套平台的定序和分析之后,我们在9个基因上找到13种不同的变异,此项研究成果于2019年发表在PLoS ONE杂誌。


在第三年的计画,参考文献和加入第一年的研究结果,设计一项25个变异位点,用来筛检常见的听损基因(GJB2、SLC26A4、OTOF和12S rRNA),做为第一代的听损基因套组。其精準度和精确度经过评估,皆为100%。长庚医院检验科预计将此套组推行至临床检验,做为新生儿筛检、药物毒害评估、找出听损家族的病因和装置人工耳蜗的评估。


出生才做「听损基因检测」,有用吗?


根据统计,国内约有千分之1~3的新生儿罹患双耳中至重度的「感音神经性听损」,前文说明部份患者有基因突变,透过「听损基因检测」可侦测到致病基因位置。


但有些父母不禁要想,都出生了才进行「听损基因检测」有用吗?会不会太晚了?


许多原因不明的感音神经性听损患者,若能及早进行「听损基因检测」,找到致病的原因后,可评估日后病情的发展,以期能及早给予有效的治疗及复健,让听损儿恢复到最佳的状况。


目前传统的物理性新生儿听力检查仍无法筛检出一些轻度、晚发性或耳毒性听损,若同时结合「新生儿听损基因检测」,将可提供孩子更全面的保护。


但再往前一步想,与其孩子出生之后才发现听损(尤其是有听损家族史的夫妻),不如在怀孕前先进行胚胎的听损基因筛检,挑选正常的胚胎以试管婴儿方式植入母体子宫孕育。


依据台大医院耳鼻喉部吴振吉副教授,协同该院基因医学部、妇产部于2010年共同发表的研究指出:「胚胎着床前基因诊断」(pre-implantation genetic diagnosis,以下简称PGD)可应用于协助遗传性听损家族。


PGD是以检测体外受精胚胎之方式,筛检出未带基因变异之胚胎来植入母体。相较于其他产前诊断方式,PGD无须以人工流产之方式中止受孕之胚胎,可做为患有遗传性疾病家族考量宗教、伦理等因素的另一选择。


台大医院团队于2009年曾收治一名患大前庭导水管症候群之男童,带有SLC26A4基因同型接合子(homozygous)c.919-2A>G突变。基于病童父母之要求与同意,该团队为此家族进行PGD。流程主要包含两步骤:研发单一细胞c.919-2A>G突变点检测技术,以及临床PGD疗程(即试管婴儿结合胚胎诊断及植入)。


该团队首先以GenomiPhi technology和primer extension mini-sequencing等方法,针对由此病童及其父母周边血液所取得之淋巴球,研发并校正单一细胞c.919-2A>G突变点检测技术。之后,以人工生殖技术诱导排卵并进行体外受精,于胚胎培育成8细胞期时,进行胚胎切片以进行单一细胞基因诊断。于第二次PGD疗程,该团队成功使病童母亲受孕,11週时所进行之绒毛膜採样证实胎儿未带SLC26A4基因变异。该名胎儿已于当年顺利出生,出生时接受变频耳声传射(DPOAE)及自动听性脑干反应(AABR)检测,显示听力完全正常。


该研究为文献上首例将PGD技术应用于遗传性听损之报告。藉由跨科合作,成功帮助带有SLC26A4基因变异之家族,生下一名听力完全正常之宝宝。该团队认为,与PGD之其他适应症(例如海洋型贫血等罕见疾病)相较,遗传性听损之临床表现相对轻微,且亦不涉及挑选HLA合致胚胎以进行骨髓移植等争议,应较不具伦理争议,而可应用于帮助其他遗传性听损之家族。


听损基因检测仅针对常见之听损基因突变进行检查;新生儿听力筛检则无法筛检出轻度、晚发性或耳毒性听损的患者。若两者检查结果都正常,仍无法排除罕见的基因突变,以及环境噪音、用药、病原菌感染等后天因素所造成的听损。


已知有超过上百个基因与听损发生有关,然而此检测仍无法涵盖全部的变异点位,但已涵盖六至七成 以上华人常见的听损基因突变点位了。


其实许多听损儿父母之听力都是正常的,常见的听损基因之突变大多为隐性遗传。若夫妻双方恰好皆为基因突变的带因者,虽然听力正常,但他们的下一代发生听损的机率仍有1/4;所以假如夫妻都不是听损者,也是有可能生下听损儿。


听不见,是基因惹的祸?