质量保证在未来高级测序诊断中的应用

背景介绍

过去十年中，下一代测序（Next-Generation Sequencing，NGS）在诊断稀有神经病（Rare Neurological Diseases，RND）领域取得了革命性进展。然而，技术、解释和报告标准的缺乏给确保全球一致和高质量的诊断带来了挑战。为了应对这一问题，欧洲稀有神经疾病参考网络（European Reference Network for Rare Neurological Diseases，ERN-RND）与欧洲分子遗传学质量网络（European Molecular Genetics Quality Network，EMQN）合作，建立了一个基于NGS的外部质量评估方案用于RNDs的诊断。

在21世纪，NGS方法逐渐成为诊断稀有神经疾病的基础方法。由于神经疾病在临床上的复杂和重叠表现，以及其广泛的遗传异质性，NGS方法提供了一种快速且具成本效益的分子诊断方式。特别是包括外显子组和全基因组测序在内的综合基因组方法，越来越被认为是各种RND的首诊遗传测试。

尽管NGS在诊断RND方面的优势毋庸置疑，但NGS是一个复杂的诊断方法，包含多个影响最终诊断结果的阶段。提供NGS诊断测试的实验室使用各种方法进行测序文库的准备、生物信息学分析、变异解释和报告。这种多样性也导致测试结果的可变性，许多研究表明，实验室间在测试特性、变异解释和临床报告方面存在医学上显著的可变性。因此，需要促进NGS测试过程的协调一致，并建立支持高质量NGS诊断测试的机制。

研究来源

此论文由Aleš Maver, Katja Lohmann, Fran Borovečki, Nicola Wolstenholme, Rachel L. Taylor, Malte Spielmann, Tobias B. Haack, Matthias Gerberding, Borut Peterlin和Holm Graessner主导撰写，作者分别来自多国的不同研究机构。论文于2024年在《European Journal of Human Genetics》发表。作为ERN-RND的一部分，研究团队致力于提高欧洲范围内RND诊断实验室的遗传测试质量。

研究目的

ERN-RND旨在提高欧洲联盟内RND患者的护理水平，特别是确保为RNDs提供具有可比性的NGS测试结果。为实现这一目标，ERN-RND建立了一个外部质量评估方案。该方案的首次试点测试于2021年进行，随后在2022年进行了第二轮评估。本文总结了上述两轮外部质量评估方案的经验，并概述了当前在ERN-RND中心中提供的NGS诊断现状。

研究流程

建立方案

ERN-RND外部质量评估方案于2021年在与EMQN的合作下成立。根据标准操作程序进行外部质量评估。参与者利用提供的病例DNA样本、临床信息执行分子测试、解释和报告，并反馈测试方法和使用的生物信息学算法。

评估程序

评估分子检测、解释和文书准确性三个主要领域，每个领域最高得分为2.0分，如果实验室未达到最低标准或出现错误则扣分。实验室的分数取决于偏差的严重程度。

参与情况

在第一年有29个实验室申请参加，25个实验室提交了最终报告；第二年有42个实验室申请参加，37个实验室提交了报告。第一年参与的实验室来自17个不同的欧洲国家，第二年来自18个国家。

方法和策略

综合基因组方法是参与实验室广泛采用的RNDs诊断方法。在试点运行中，56%的实验室使用外显子测序，24%使用基因面板。第二年，89.2%的实验室报告使用外显子、临床外显子或全基因组测序。大部分实验室报告使用内部开发的数据分析管道，并对序列变异进行正交验证。

实验室表现

在2021年的试点运行中，88%的实验室报告了所有三个病例的正确分子结果。2022年，94.6%的实验室报告了所有三个病例的正确分子结果。在检测中，包含了复杂的变异检测评估，如CNV检测和VCP相关痴呆的解释。

结果分析

试点计划和后续运行中，显示了NGS在RND诊断中的总体准确性和再现性。然而，在变异解释和数据分析报告中仍存在广泛的实验室间变异。此次研究揭示了实验室在提供文库制备和测序方法、分析质量参数、基因内容和解释标准方面的不一致性。

同时，观察到广泛的实验室间变异，特别是在报告安排、解释标准的采用和临床解释及报告中。对于一些具体案例，比如VCP变异相关病例，各实验室在临床解释中的表现差异显著。

报告格式

提供的报告格式和内容也存在很大差异。尽管NGS测试非常复杂，但建议在报告首页简明扼要地陈述测试的主要结果和结论，避免不必要的冗长和复杂。

未来改进建议

通过连续监测外部质量评估，并制定适用于RND特定遗传背景的专家意见或最佳实践指南，促进诊断测试标准、变异解释和报告标准的一致遵循，以提高诊断测试的质量及应用价值。进一步推荐以下措施：

• 测序平台和捕获试剂信息提供：实验室应在报告中提供详细的测序平台、捕获试剂及其版本信息。
• 质量参数报告：实验室应报告测序深度及覆盖率等重要质量参数。
• 变异解释标准：实验室需提供变异解释标准的信息，如使用ACMG指南时建议报告证据代码及其分配的证据强度。
• 临床解释与指导：实验室应简明描述测试结果与临床转诊的相关性，并建议遗传咨询及进一步的遗传测试。

结论

NGS技术在RND的诊断中显示出显著的潜力，但仍需在变异解释和报告的一致性方面进行持续改进。此次研究强调了通过创建明确的指南和持续的外部质量评估，规范NGS测试在RND诊断中的应用，确保高质量和一致的遗传诊断结果，从而提高患者的护理水平。