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编辑丨王多鱼
排版丨水成文
基因诊断意义未明变异( VUS)已成为精准医学时代的普遍性难题。在 ClinVar 这类公共基因变异数据库中,VUS 占据了绝大多数变异条目;临床上约 22%-50% 的基因检测报告无法给出明确结论,问题都出自 VUS。
这一困境在耳聋遗传诊断中尤为棘手:现已发现的耳聋相关基因中,大约 70% 的错义变异至今仍属于VUS范畴。不少患者的基因报告显示检出变异,但医生无法判断这个变异是不是导致耳聋的元凶,这也让他们无法获得对应的精准诊断和治疗。
近日,复旦大学附属眼耳鼻喉科医院舒易来、李耕林教授团队联合同济大学附属东方医院马兆鑫教授团队,在 Cell 子刊Cell Reports Medicine上发表题为:A translational pipeline for classification of variants of uncertain significance to support gene therapy clinical trial in OTOF-related deafness的研究论文。
围绕先天性耳聋基因治疗在实际临床应用中面临的这道拦路虎——“意义未明变异”(VUS),团队完成了一条完整的从基础研究到临床转化的闭环:始于临床需求,经分子及动物实验验证,阐明致病机制,转化实施基因治疗临床试验,最终精准改善患者听力。这条闭环让多名患者获得明确诊断并重开听力之门。
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从“意义未明”到“重获新声”
第一环丨临床困局:患儿等不起的“诊断悬案”
听觉障碍是最常见的感官缺陷之一。先天性耳聋中约 60% 由遗传因素导致。其中, OTOF 基因变异所致的 DFNB9 耳聋,是先天性极重度、完全耳聋和听神经病谱系障碍的重要病因。为破解这一困境,复旦大学附属眼耳鼻喉科医院团队历经多年攻关,成功研发出安全、有效的 OTOF 基因治疗药物。2022 年,该团队率先启动全球首个先天性耳聋基因治疗临床试验,使耳聋患者的听力和言语得到恢复。在基因治疗的临床应用中,入组受试者需满足明确分子诊断这一前提条件,也就是OTOF双等位基因携带致病或可能致病变异。
然而,在该团队的临床队列中,135 名携带双等位 OTOF 变异的听力损失患者,近一半因报告上的 VUS 而无法确诊。所谓 VUS,是指现有证据不足以判定其致病或良性的基因变异——它如同一纸“查无实据、又无法排除”的悬案,让患者既拿不到确诊结论,也迈不进基因治疗临床试验的大门。
第二环丨两种分子实验:识别非编码区 VUS 的剪接影响
非编码区变异往往通过破坏基因剪接致病,但验证剪接需要组织中的 RNA。然而,耳蜗组织无法从患者身上获取,这是长期横在临床面前的一道死结。研究团队发现:通过外周血 RNA 测序比对,血液中 OTOF 基因 C 端的剪接模式与耳蜗完全一致;且血液主要表达一条短转录本(NM_194323.3),恰好覆盖耳蜗长转录本的第 19 至 47 号外显子。据此,团队建立了“分区评估”策略——位于第 19 至 47 号外显子区域的变异,直接通过外周血即可验证剪接,实现快速判断;位于第 19 号外显子上游、血液中几乎不表达的区域,则采用 minigene 体外剪接实验予以覆盖。
第三环丨动物实验:在小鼠模型内耳里验证变异致病性
编码区变异的裁决,需要整体功能层面的“终审法庭”。团队巧妙的设计和利用构建的 AAV 双载体系统,将携带不同变异的人源 otoferlin 基因递送至 Otof 敲除小鼠内耳:能“救回”小鼠听力,说明变异不损害功能;救不回,即为功能缺陷的证据——小鼠听力结果直接对应国际 ACMG 指南中相应的证据等级,一步对接临床分级。
借助分子与动物验证流程,研究团队对 8 个代表性 VUS(A1667D、E1700Q、K1992R、K1993E、L1995P、K892=、c.3409-11A>G、c.1913-50G>A)完成重分类,38 名患者就此获得明确的分子诊断。分子与动物双轨并行,将整个重分类周期压缩到 1-5 周——对等不起的患儿而言,这就是从“月”到“周”的跨越。
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意义未明变异的基础研究——借助小鼠模型内耳体系,批量验证变异致病性
第四环丨机制发现:“无辜”变异背后,藏着真正的元凶
该研究中最具戏剧性的发现,是来自中国人群中的高频变异 E1700Q。它长期以来是遗传咨询中的“老大难”:人群携带率高,而致病性饱受争议。
该研究发现,单独携带纯合 E1700Q 的小鼠和人群听力正常。那么患者的耳聋从何而来?进一步分析揭开了真相:在患者体内,E1700Q 从不“独行”,它总是与另一个变异 K1992R 出现在同一条染色体上(顺式共现)。功能实验证实,K1992R 会导致 otoferlin 蛋白在内毛细胞中异常分布,从而无法抵达其工作目的地——突触带。因此,真正的致病元凶是 K1992R,E1700Q 只是无辜的“同行者”。
这一发现还解释了一个长期困扰临床检测的技术盲区:常规测序分析主要使用的 OTOF 参考转录本(NM_194248)在第 46 号外显子处终止,上述 K1992R 变异恰好落在该转录本的非编码区中,极易被常规分析流程“过滤掉”;而耳蜗中的主要转录本(NM_001287489.2)恰恰保留了编码 K1992R 的第 47 号外显子。这提示:遗传病诊断中,“用哪个转录本当参考”可能直接决定一个致病变异能否被看见。
有趣的是,变异位点的定年分析勾勒出一段镌刻在基因组中的人群演化史:E1700Q 大约在一万年前起源于我国南方,而 [E1700Q;K1992R] 变异组合则可能形成于约一千年前,如今主要集中分布在我国东南地区。
第五环丨回归临床:基因治疗“交卷”,患者重获听力
诊断的终点是治疗。VUS 重分类完成后,其中 7 名获得明确诊断的患者入组了该团队开展的基因治疗临床试验,接受基因治疗,并显示出听力改善,其中 1 名患者恢复至接近正常听力水平,并已稳定维持 1.5 年;全部患者未出现剂量限制性毒性或严重不良事件。从“无法确诊”到“明确诊断”再到“听见声音”—这一探索始于临床疑问,通过基础研究,终于临床获益。
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从基础到临床研究闭环——解码意义未明变异,助力听障患者重获新声
总结与展望
该研究始于临床痛点,以分子与动物实验为裁决依据,以机制发现夯实诊断,以重分类结果帮助患者,最后临床试验验证疗效与安全。其价值不止于OTOF 耳聋:首先,功能重分类让被 VUS 挡在门外的患者重获治疗机会;其次,“功能验证-重分类-临床入组”范式可推广至其他遗传病;最后,组织特异性转录本与顺式单倍型的分析,应成为分子诊断的常规考量。
前期研究背景
在全球范围内,先天性耳聋患者数量约达 2600 万。其中,因 OTOF 基因突变引发的耳聋(DFNB9 型)是先天性耳聋的典型代表——患儿自出生起便面临双侧重度、极重度乃至完全性感音神经性听力损失,并由此引发言语发育障碍,认知水平与社交能力亦会受到持续终生的影响。在过去漫长的时间里,此类先天性耳聋仅能借助人工耳蜗等辅助设备获得部分听力补偿,却始终无法从病因层面重建自然听觉。
面对这一治疗困境,复旦眼耳鼻喉科医院舒易来与李华伟教授团队深耕多年,成功研发安全有效的 OTOF 基因治疗药物体系。2022 年,团队开启全球首个先天性耳聋基因治疗临床试验,实现患者听力、言语及声源定位能力的功能恢复。相关成果发表于 The Lancet 与 Nature Medicine 等期刊,并登上 The Lancet 封面导读,被评价为“听障儿童治疗的范式变革”。
在此基础上,团队携手国内多家三甲医院,进一步开展了多中心临床研究。结果证实:90% 的受治者获得了稳定的听力恢复,同时鉴定出影响疗效的关键生物标志物。这项随访周期最达到 2.5 年的研究成果于 2026 年刊载于 Nature,为耳聋基因治疗的安全性与有效性提供了更高等级循证医学证据。2026 年 6 月,研究团队又通过分子层面研究、动物模型与临床试验三方证据证实:先天性耳聋患者单侧耳接受基因治疗后,再对对侧耳给药仍然安全有效。
与此同时,复旦大学与医院已获批建设上海市罕见病基因编辑与细胞治疗重点实验室,双方将协同发力,致力于推动基因治疗、细胞治疗等前沿技术在更广疾病谱中落地应用,让尖端医学成果惠及更多患者。
复旦大学附属眼耳鼻喉科医院舒易来教授课题组,现面向社会长期招聘助理研究员、博士后、研究助理。感兴趣者可将求职信 + 个人简历(PDF 格式)发送至邮箱:shulab@fdeent.org
论文链接:
https://www.cell.com/cell-reports-medicine/fulltext/S2666-3791(26)00510-0
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