【佳學(xué)基因檢測(cè)】從肺泡微石癥基因檢測(cè)多案例分析得出的基因檢測(cè)及健康維護(hù)
根據(jù)《呼吸系統(tǒng)的臨床表征及基因檢測(cè)需求》，肺泡微結(jié)石癥 (PAM) 是一種罕見的常染色體隱性肺病，由編碼鈉依賴性磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 2B（NaPi-2b） 的SLC34A2基因變異引起。肺泡微石癥 (PAM) 的特征是肺泡中沉積磷酸鈣晶體。發(fā)病和臨床病程差異很大；一些患者無癥狀，而另一些患者則發(fā)展為嚴(yán)重的呼吸衰竭，癥狀負(fù)擔(dān)嚴(yán)重，生存率低下。在沒有采用基因解碼基因檢測(cè)的情況下，由于缺乏識(shí)別疾病的方法和意識(shí)、臨床表現(xiàn)輕微，廣泛存在誤診所情況。肺泡微石癥 (PAM) 可能未被正確識(shí)別并診斷。大多數(shù)患者的診斷記錄上沒有基因檢測(cè)結(jié)果，因?yàn)楝F(xiàn)在被醫(yī)生掌握的技術(shù)不包括通過基因檢測(cè)分析肺泡微石癥 (PAM) 。由于基因解碼技術(shù)的快速發(fā)展和認(rèn)可，基因檢測(cè)可能成為診斷的首選工具，而不是侵入性方法。《從肺泡微石癥基因檢測(cè)多案例分析得出的基因檢測(cè)及健康維護(hù)》旨在詳述肺泡微石癥 (PAM) 基因檢測(cè)方面的重要知識(shí)。這一檢測(cè)準(zhǔn)確性很高，幾乎所有接受基因檢測(cè)的患者都發(fā)現(xiàn)了SLC34A2中的罕見變異。到目前為止，至少有 68 名患者被鑒定出 34 種等位基因變異。其中大多數(shù)以純合狀態(tài)存在；然而，少數(shù)以復(fù)合雜合形式存在。大多數(shù)等位基因變異僅涉及單個(gè)核苷酸。一半的變異要么是無意義的，要么是移碼的，導(dǎo)致蛋白質(zhì)過早終止或 mRNA 衰減。目前尚無治愈 肺泡微石癥 (PAM) 的方法，唯一有效的治療方法是肺移植。治療主要是對(duì)癥治療，但對(duì)潛在病理生理學(xué)的更好理解有望導(dǎo)致有針對(duì)性的治療方案的開發(fā)。更多關(guān)于 肺泡微石癥 (PAM) 患者的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，包括覆蓋更大國(guó)際人群的基因診斷，將支持設(shè)計(jì)和實(shí)施有益于患者的臨床研究。進(jìn)一步的基因表征和對(duì)分子變化如何影響疾病表型的理解有望在未來實(shí)現(xiàn)對(duì)該疾病的早期診斷和治療。
肺泡微石癥基因檢濁關(guān)鍵詞：
肺泡微結(jié)石癥；間質(zhì)性肺病；肺鈣化；遺傳性疾??；先天性；SLC34A2變異；SLC34A2突變；SLC34A2；溶質(zhì)載體家族 34（磷酸鈉），成員 2 蛋白，人類
佳學(xué)基因檢測(cè)為什么安排特殊團(tuán)隊(duì)進(jìn)行肺泡微結(jié)石癥的基因檢測(cè)？
肺泡微結(jié)石癥 (PAM) (OMIM #265100) 是一種常染色體隱性肺病，肺泡內(nèi)會(huì)形成磷酸鈣結(jié)石（微結(jié)石）。1933 年，匈牙利醫(yī)生 Ludwig Puhr 首次診斷肺泡微石癥 (PAM) 并對(duì)基因進(jìn)行命名命名。佳學(xué)基因通過基因解碼技術(shù)揭示并通過基因測(cè)序技太對(duì)該病進(jìn)行分子診斷。該病是由SLC34A2基因（Entrez Gene ID 10568）的變異引起的，該基因編碼鈉依賴性磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 2B，NaPi-2b。該蛋白屬于鈉轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族 SLC34，參與人體內(nèi)無機(jī)磷酸鹽 (Pi) 濃度和動(dòng)態(tài)變化的正常化。根據(jù)《人體遺傳病的發(fā)病率及發(fā)病原因》，佳學(xué)基因收錄的肺泡微石癥患者達(dá)到并超過1200 例，大多數(shù)病例記錄來自亞洲和歐洲。既有家族性病例，也有散發(fā)性病例。據(jù)報(bào)道，幾乎所有患有 肺泡微石癥 (PAM) 的家族中，疾病的傳播方式可能是水平傳播（即通過非遺傳方式，如環(huán)境或行為因素）。在極少數(shù)垂直傳播（即從父母遺傳給子女）的情況下，通常存在近親結(jié)婚的情況。
簡(jiǎn)單來說，如果父母含有導(dǎo)致疾病發(fā)生的基因突變，則可能通過遺傳傳給下一代。如果父母是近親結(jié)婚，可能會(huì)導(dǎo)致疾病遺傳給子女。如果沒有致病基因，則傳播都是水平的，是通過環(huán)境的共同影響，而使疾病的發(fā)生存在聚集性。在這種情況下，通過檢視環(huán)境，可以降提高家族成員的健康水平?！稄姆闻菸⑹Y基因檢測(cè)多案例分析得出的基因檢測(cè)及健康維護(hù)》將概述 PAM，重點(diǎn)放在導(dǎo)致疾病發(fā)生的基因突變。
現(xiàn)有肺泡微結(jié)石癥的診斷、臨床特征和治療
目前，肺泡微石癥 (PAM) 的診斷依據(jù)是典型的 X 射線外觀和在支氣管肺泡灌洗 (BAL) 液或肺活檢中檢測(cè)到特征性微結(jié)石。微結(jié)石由鈣質(zhì)同心層壓體組成，直徑通常小于 1 mm，主要由鈣和磷組成。其他伴隨特征包括肺間質(zhì)的炎癥、纖維化和鈣化。佳學(xué)基因研究了肺泡微石癥 (PAM) 的病理生理學(xué)?；蚪獯a發(fā)現(xiàn)，肺泡中微結(jié)石的沉積是由于降解的表面活性磷脂中的磷酸鹽積聚所致。正常情況下，磷酸鹽會(huì)通過位于肺泡 II 型細(xì)胞頂端膜的 NaPi-2b 運(yùn)輸從肺泡腔中清除。當(dāng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白不能正常工作時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致肺泡腔內(nèi)磷酸鹽過量，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞外鈣沉淀（圖1）。
圖 1.肺泡微石癥的基因解碼
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佳學(xué)基因解碼揭示肺泡微石癥 (PAM) 的病理生理。肺泡中的肺泡 II 型細(xì)胞。頂端膜中的鈉磷酸鹽共轉(zhuǎn)運(yùn)體 (NaPi-2b) 功能失調(diào)，導(dǎo)致細(xì)胞從肺泡空間吸收磷酸鹽減少，并因螯合作用而沉積磷酸鈣結(jié)石 (微石)
盡管佳學(xué)基因收集的肺泡微石癥 (PAM)病例發(fā)生在不同年齡段，但大多數(shù)患者是在 10 至 30 歲之間診斷出來的。許多患者是偶然診斷出來的，這懷與家族性健康檢查有關(guān)。呼吸困難、干咳、疲勞和胸痛是有癥狀患者的常見癥狀。氣胸、杵狀指、咯血、缺氧和發(fā)紺均也在病例中得到記錄 。肺功能通常正?；虺氏拗菩阅Ｊ健AM通常進(jìn)展緩慢，但也可能觀察到較輕或更具侵襲性的病程。通過X 射線進(jìn)行胸透檢查通常很明顯，與臨床嚴(yán)重程度不成比例。胸部 X 光檢查通常顯示與鈣化相對(duì)應(yīng)的沙粒狀圖案，以雙側(cè)基底區(qū)和中間區(qū)為好發(fā)區(qū)。高分辨率計(jì)算機(jī)斷層掃描 (HRCT) 上可見整個(gè)肺部分布著大量粟粒狀鈣化結(jié)節(jié)（圖 2）。X 線表現(xiàn)非常有特征性，對(duì)于具有典型 HRCT 表現(xiàn)的病例，無需進(jìn)行肺活檢即可確診。
圖 2.肺泡微結(jié)石癥患者的HRCT示例
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根據(jù)病例分析，肺泡微石癥 (PAM) 患者可出現(xiàn)肺外鈣化，這可能反映的是一種綜合征，而非一種局限性肺部疾病。盡管肺外表現(xiàn)的發(fā)生率尚不清楚，但可以合理地假設(shè)，這是一種常見的表現(xiàn)，因?yàn)镾LC34A2在肺組織以外的組織中也有表達(dá)。
迄今為止，除肺移植外，尚無有效的治療方法。少數(shù)病例研究報(bào)告了雙膦酸鹽、羥乙膦酸鹽的有益作用，而其他一些病例研究則報(bào)告了該治療無益處。一般認(rèn)為，使用全身性皮質(zhì)類固醇是無效的，盡管在少數(shù)病例中報(bào)告了癥狀改善。此外，治療性 BAL 已被證明無效，盡管在 1 例病例中描述了癥狀改善。缺氧患者應(yīng)考慮補(bǔ)充氧氣治療。肺泡微石癥 (PAM) 的長(zhǎng)期隨訪數(shù)據(jù)很少，因此預(yù)后未知。然而，目前的數(shù)據(jù)表明長(zhǎng)期預(yù)后不良。吸煙、吸入鼻煙、反復(fù)肺部感染和寒冷天氣等多種環(huán)境因素都被認(rèn)為會(huì)對(duì)疾病進(jìn)程產(chǎn)生負(fù)面影響。監(jiān)于臨床治療方法的缺乏，通過基因檢測(cè)阻斷遺傳，避免后代發(fā)病，是對(duì)家庭健康的有效貢獻(xiàn)。
為什么有些人會(huì)罹患肺泡微石癥這種難治之癥？
SLC34A2：遺傳方面與基因檢測(cè)
SLC34A2位于 4 號(hào)染色體短臂 (4p15.2) 上。它包含 13 個(gè)外顯子，其中第一個(gè)外顯子似乎存在多個(gè)替代版本，均為非編碼版本。SLC34A2編碼一個(gè)由 690 個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì) (NaPi-2b)。該基因在硬骨脊椎動(dòng)物中高度保守，因此變體可能會(huì)對(duì)蛋白質(zhì)的功能產(chǎn)生影響。蛋白質(zhì)水平的表達(dá)主要在動(dòng)物中進(jìn)行研究。除了肺組織外，蛋白質(zhì)水平的表達(dá)也見于小腸、乳腺、肝臟、膽管和附睪等組織。此外，SLC34A2在不同癌癥類型的表面表達(dá)，并且是非小細(xì)胞肺癌中已知的ROS1 （ROS 原癌基因 1，受體酪氨酸激酶）融合伴侶。
鈉磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 NaPi-2b
NaPi-2b ( NP_006415 ) 是轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族 SLC34 的成員，該家族包括蛋白質(zhì)亞型 NaPi-2a（由SLC34A1編碼）和 NaPi-2c（由SLC34A3編碼）。該蛋白質(zhì)家族對(duì)于維持人體內(nèi) Pi 穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要，而其調(diào)節(jié)由腸道（NaPi-2b）和腎臟（NaPi-2a、NaPi-2c）介導(dǎo)。NaPi-2a 和 NaPi-2b 都是電生共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，化學(xué)計(jì)量為 3:1（Na + :P i ），而NaPi-2c 是電中性的，化學(xué)計(jì)量為 2:1（Na + :P i）。該家族任何成員的晶體結(jié)構(gòu)均尚未確定，甚至細(xì)菌同源物的晶體結(jié)構(gòu)也尚未確定。因此，目前對(duì)結(jié)構(gòu)和功能的認(rèn)識(shí)主要基于用不同的生物物理和生化方法對(duì)野生型和設(shè)計(jì)變體進(jìn)行的間接研究。推測(cè)真核轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的 SLC34 組具有相同的跨膜 (TM) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。預(yù)測(cè)的異構(gòu)體的拓?fù)淠Ｐ陀?12 個(gè) TM 結(jié)構(gòu)域組成，其中包括兩個(gè)倒置重復(fù)區(qū)域、一個(gè)具有兩個(gè) N-糖基化位點(diǎn)的大型胞外環(huán)和一個(gè)連接蛋白質(zhì)兩半的二硫鍵，以及位于細(xì)胞內(nèi)的 C 端和 N 端區(qū)域。推測(cè) TM 結(jié)構(gòu)域 3–4 和 8–9 形成底物配位位點(diǎn)。重要的調(diào)控和靶向區(qū)域位于 C 端區(qū)域和 TM 結(jié)構(gòu)域 10 和 11 之間的區(qū)域。電性關(guān)鍵區(qū)域位于 TM 結(jié)構(gòu)域 4 和 5 之間。最近，以細(xì)菌二羧酸共轉(zhuǎn)運(yùn)體 VcINDY 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為模板，建立了人類 NaPi-2 的三維結(jié)構(gòu)模型。
NaPi-2b 表達(dá)的調(diào)控
NaPi-2b 的表達(dá)受多種因素調(diào)控。腸道中的表達(dá)取決于膳食 Pi 水平，當(dāng)膳食水平降低時(shí)，腸道上皮中的表達(dá)水平會(huì)增加。有趣的是，肺泡 II 型細(xì)胞中 NaPi-2b 的表達(dá)似乎不受膳食磷酸鹽攝入的影響 。在腸道中，雌激素、維生素 D 3和代謝性酸中毒會(huì)上調(diào) NaPi-2b 的表達(dá)，而糖皮質(zhì)激素、表皮生長(zhǎng)因子 (EGF) 和維生素 D 受體 (VDR) 缺乏時(shí)會(huì)抑制該表達(dá)。此外，地塞米松已被證明可以下調(diào) NaPi-2b 的 mRNA 表達(dá)，并降低大鼠培養(yǎng)的 II 型肺泡細(xì)胞對(duì)磷酸鹽的吸收。與此相反，研究發(fā)現(xiàn)，大鼠肺中的 NaPi-2b 不受維生素 D 類似物 ED-71（1α，25-二羥基-2β-（3-羥基丙氧基）維生素 D3）在 mRNA 水平上的調(diào)節(jié)。
肺泡微石癥 (PAM) 等位基因變異譜
2006 年，通過基因解碼確認(rèn)SLC34A2基因變異 肺泡微石癥 (PAM) 的病因。此后，病例集中至少有 68 例患者（49 個(gè)家族）記錄了 34 種等位基因變異（圖 3，表1）。但是據(jù)佳學(xué)基因分析，目前僅約 5% 的患者接受過基因檢測(cè)。然而，在超過 95% 的受檢患者或家族中發(fā)現(xiàn)了SLC34A2的致病等位基因變異。在患有 肺泡微石癥 (PAM) 的三位兄弟姐妹中，外顯子 2 中的序列中報(bào)告了一種變異，根據(jù)《呼吸系統(tǒng)的臨床表征及基因檢測(cè)需求》，該序列并不位于SLC34A2的編碼區(qū)中。因此，本文不再對(duì)此變異進(jìn)行進(jìn)一步介紹。曾有遺傳學(xué)上無法解決的病例報(bào)道，也曾發(fā)表過關(guān)于少數(shù)不攜帶SLC34A2變異的患者的報(bào)道。其中一名患者僅報(bào)道了單個(gè)等位基因上的一個(gè)致病變異。此外，一名骨髓纖維化患者的細(xì)胞遺傳學(xué)研究顯示 4 號(hào)和 5 號(hào)染色體長(zhǎng)臂發(fā)生重排；該患者隨后被診斷為 PAM。必須付出更多努力來闡明哪些基因變異導(dǎo)致了這些患者患病，因?yàn)樗x的SLC34A2分析方法可能不夠充分。如果測(cè)序的基因區(qū)域僅限于編碼部分和內(nèi)含子-外顯子邊界，則內(nèi)含子或啟動(dòng)子區(qū)域的變異可能會(huì)被忽視。此外，檢測(cè)更大的缺失需要另一種分析方法。通?；谌怙@子的基因解碼會(huì)識(shí)別并發(fā)現(xiàn)更多種類的基因突變，從而提高檢出率。
圖 4.肺泡微石癥患者的常見突變
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文獻(xiàn)報(bào)道的 肺泡微石癥 (PAM) 患者SLC34A2等位基因變異。紅色小方塊表示發(fā)現(xiàn)單個(gè)變異的家族數(shù)量。窄框表示非編碼外顯子，寬框表示編碼外顯子。外顯子、內(nèi)含子和缺失未按比例繪制。除非另有說明，否則變異以純合形式存在
表 1.49 個(gè)家族/68 名患者攜帶SLC34A2致病變異及變異特性的總結(jié)
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ID
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等位基因狀態(tài) | 外顯子 | 核苷酸改變 | 蛋白質(zhì)變化 | 蛋白質(zhì)定位* | 致病性 |
| 計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)† | ||||||
| 1–6 | Hom | 1 | c.-6773_-6588del | p.? | 涉及啟動(dòng)子區(qū)和例1 | NA |
| 7 | Hom | 2–6 | ∼ 5.5 kb deletion | p.? | N 端連接至小 IC 環(huán)路，TMD 4–5 之間 | NA |
| 8–9 | Hom | 3 | c.114delA | p.Asp39IlefsTer7 | N 端 | Yes |
| 10 | Hom | 3 | c.212_224del | p.Asn71IlefsTer27‡ | N 端 | NA |
| 11–16 | Hom | 3 | c.226C>T | p.Gln76Ter | N 端 | Yes |
| 17–18 | Hom | 4 | c.316G>C | p.Gly106Arg | TMD 1 | Yes |
| 19 | Het | 4 | c.316G>A | p.Gly106Arg | TMD 1 | Yes |
| Het | 11 | c.1238G>A | p.Trp413Ter | TMD 7 | Yes | |
| 20–21 | Hom | 5 | c.380-345_ c.523+659del | p.? | TMD 1–2 和 TMD 3 部分之間的小 EC 環(huán)路 | NA |
| 22 | Het | 5 | c.448G>A | p.Gly150Arg | TMD 2 | Yes |
| Het | Int. 5 | c.524-1G>C | p.? | 受體剪接位點(diǎn) | Yes†† | |
| 23–24 | Hom | Int. 5-Ex. 6 | c.524-18_559del | p.? | TMDs 3–4 | NA |
| 25 | Hom | 6 | c.560G>A | p.Gly187Glu | TMD 4 | Yes |
| 26–28 | Hom | 6 | c.575C>A | p.Thr192Lys | TMD 4 | Yes |
| 29–31 | Hom | 6 | c.593T>C | p.Ile198Thr | TMD 4 | Yes§ |
| 32 | Hom | 7 | c.646G>T | p.Gly216Ter | 小型 IC 回路介于 TMD 4–5 l之間 | Yes |
| 33–34 | Hom | 8 | c.857_871delins19 | p.Ile286LysfsTer29 | 大型 EC 環(huán) | NA |
| 35 | Hom | 8 | c.893_897delTTGTC | p.Leu298GlnfsTer14 | 大型 EC 環(huán) | NA |
| 36 | Hom | 8 | c.906G>A | p.Trp302Ter | 大型 EC 環(huán) | Yes |
| 37–42 | Hom | 8 | c.910A>T | p.Lys304Ter | 大型 EC 環(huán) | Yes |
| 43 | Het | 8 | c.910A>T | p.Lys304Ter | 大型 EC 環(huán) | Yes |
| Het | 12 | c.1363T>C | p.Tyr455His | 小型 IC 環(huán)路介于 TMD 8–9 之間 | Yes | |
| 44–47 | Hom | Int. 9 | c.1048+1G>A** | p.? | 供體剪接位點(diǎn) | Yes†† |
| 48 | Het | Int. 9 | c.1048+1G>A | p.? | 供體剪接位點(diǎn) | Yes†† |
| Het | 12 | c.1390G>C | p.Gly464Arg | TMD 9 | Yes | |
| 49 | Hom | 10 | c.1136G>A | p.Cys379Tyr | TMD 6 | Yes |
| 50 | Hom | 11 | c.1238G>A | p.Trp413Ter | TMD 7 | Yes |
| 51–52 | Hom | 11 | c.1327delC | p.Leu443Ter | TMD 8 | Yes |
| 53–54 | Hom | 11 | c.1328delT | p.Leu443ArgfsTer6 | TMD 8 | Yes |
| 55 | Hom | Int. 11 | c.1333+1G>A | p.? | 供體剪接位點(diǎn) | Yes†† |
| 56 | Hom | 12 | c.1342delG | p.Val448Ter | TMD 8 | Yes |
| 57–58 | Hom | 12 | c.1342_1361del | p.Val448LeufsTer209 | TMD 8 | NA |
| 59–60 | Hom | 12 | c.1390G>C | p.Gly464Arg | TMD 9 | Yes |
| 61–63 | Hom | 12 | c.1402_1404delACC | p.Thr468del | TMD 9 | Yes |
| 64 | Hom | 12 | c.1456C>T | p.Gln486Ter | 位于 TMD 9–10 之間的小型 EC 環(huán)路 | Yes |
| 65–66 | Hom | 13 | c.1493G>T | p.Gly498Val | TMD 10 | Yes |
| 67 | Hom | 13 | c.1653_1660del | p.Trp552AlafsTer80‡‡ | 位于 TMD 11–12 之間的小型 EC 環(huán)路 | NA |
| 68 | Hom | 1–13 | Whole gene deletion | NA | NA | NA |
btw.之間、Het復(fù)合雜合、EC細(xì)胞外、Hom純合、IC細(xì)胞內(nèi)、Id.患者識(shí)別、Int.內(nèi)含子、NA不適用、Ref.參考、TMD跨膜結(jié)構(gòu)域。* NaPi-2b 模型是通過將 NaPi-2b 疊加在大鼠 NaPi-2a 預(yù)測(cè)拓?fù)渖隙瞥傻模撃Ｐ徒?jīng)過 Forster 等人 2013 年和 Virkki 等人 2007 年的修改，用于預(yù)測(cè)變體的蛋白質(zhì)位置（圖 5），†變體被預(yù)測(cè)為致病、可能或很可能通過以下至少一種方式造成損害或有害：Mutation Taster、PANTHER、Polyphen-2、PROVEAN 和 Human Splicing Finder。‡最初報(bào)告為 p.Asn71IlefsX25，§ PANTHER 預(yù)測(cè)：“可能是良性的”，l假定為電性關(guān)鍵區(qū)域，**最初報(bào)告為 IVS8 + 1G>A ，†† Human Splicing Finder 預(yù)測(cè)：“WT 受體/供體位點(diǎn)改變，很可能影響剪接”。‡‡最初報(bào)告為 p.Trp552AlafsTer109 。SLC34A2 DNA 參考序列：Ensembl 轉(zhuǎn)錄本 ID ENST00000382051.8（GRCh38.p13 組裝）
佳學(xué)基因?qū)χ霸趲追N標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算預(yù)測(cè)工具中報(bào)告的等位基因變異進(jìn)行了評(píng)估。所有可分析的變異均被至少一種預(yù)測(cè)工具預(yù)測(cè)為有害，這進(jìn)一步支持了這些變異的致病性（表1）。已報(bào)告了五個(gè)較大的缺失，包括整個(gè)基因缺失、跨越外顯子 2-6 的缺失、包括外顯子 5 的缺失、跨越內(nèi)含子 5 最后部分和外顯子 6 前三分之一的缺失以及涉及啟動(dòng)子和外顯子 1 的 186 個(gè)核苷酸的缺失。此外，在內(nèi)含子 5、9 和內(nèi)含子 11 中分別發(fā)現(xiàn)了三個(gè)剪接位點(diǎn)變異。剪接位點(diǎn)變異和較大的缺失最有可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)功能喪失或截短，從而降低蛋白質(zhì)活性。大多數(shù)變異（15/34）要么是無義的，要么是移碼的（圖 5），導(dǎo)致蛋白質(zhì)過早終止或 mRNA 可能衰減，隨后沒有任何蛋白質(zhì)形成。這些變異分布在整個(gè)基因中。一半的錯(cuò)義變異和一個(gè)框內(nèi)缺失位于蛋白質(zhì)中可能具有重要功能的區(qū)域，可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)損傷（圖 5）。
圖 4.
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肺泡微石癥 (PAM) 中報(bào)告的等位基因變異類型。剪接位點(diǎn) 9%（3 種變異）、無義 24%（8 種變異）、錯(cuò)義 29%（10 種變異）、大片段缺失 15%（5 種變異）、框內(nèi)缺失 3%（1 種變異）和移碼 21%（7 種變異）
圖 5.
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文獻(xiàn)中SLC34A2的等位基因變異體以 NaPi-2b 模型標(biāo)記。剪接位點(diǎn)變異體和較大的缺失（c.-6773_-6588del、涉及外顯子 2-6 的 5.5 kb 缺失、c.380-345_ c.523+659del、c.524-18_559del 和整個(gè)基因缺失）未包含在圖中。所有變異體在圖中均以點(diǎn)顯示。淺藍(lán)色：錯(cuò)義變異體，紅色：無義變異體，深藍(lán)色：移碼變異體，黃色：框內(nèi)缺失。紅色的跨膜 (TM) 結(jié)構(gòu)域（TM 結(jié)構(gòu)域 3-4 和 8-9）形成底物配位位點(diǎn)。在 TM 結(jié)構(gòu)域 4-5、10-11 之間的區(qū)域以及 C 末端區(qū)域發(fā)現(xiàn)了電性、調(diào)控和靶向區(qū)域。該模型是通過將人類 NaPi-2b 疊加在大鼠 NaPi-2a 預(yù)測(cè)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上而形成的，并
外顯子 12 最常受到影響，幾乎三分之一 (10/34) 的等位基因變異位于外顯子 11-12 和內(nèi)含子 11 的 129 個(gè)核苷酸內(nèi)的同一基因組區(qū)域內(nèi)。兩個(gè)變異 (c.1402_1404delACC 和 c.1390G>C) 位于四個(gè) 3 核苷酸 (ACC) 串聯(lián)重復(fù)序列中或附近，這可能導(dǎo)致復(fù)制錯(cuò)誤。此外，兩個(gè)等位基因變異 (c.316G>C 和 c.316G>A) 在蛋白質(zhì)水平上導(dǎo)致相同的變化 (p.Gly106Arg)，兩個(gè)變異 (c.1327delC 和 c.1328delT) 影響另一個(gè)氨基酸 (Leu443)。因此，氨基酸位置 106 和 443 可能代表 NaPi-2b 中致病變異的其他熱點(diǎn)。
在幾乎所有患者中，所鑒定的變異都處于純合狀態(tài)。僅描述了四例復(fù)合雜合狀態(tài)的變異（組合 c.316G>A 和 c.1238G>A、c.448G>A 和 c.524-1G>C、c.910A>T 和 c.1363T>C 以及 c.1048 + 1G>A 和 c.1390G>C）。引人注目的是，這些變異組合由一個(gè)錯(cuò)義變異與另一個(gè)等位基因上的無義變異或剪接位點(diǎn)變異組成。其中一些變異此前已在幾名患者中被描述為純合狀態(tài)。報(bào)道稱，一名患者僅攜帶一種致病等位基因變異，僅憑這一點(diǎn)不太可能解釋該疾病的遺傳原因，因?yàn)?肺泡微石癥 (PAM) 被認(rèn)為遵循隱性遺傳模式，并且從未在攜帶者中報(bào)告過患病。
到目前為止，大多數(shù)（22/34）等位基因變異僅在單個(gè)患者或一個(gè)家族中報(bào)道過。四種變異（c.226C>T、c.910A>T、c.1048 + 1G>A 和 c.1402_1404delACC）已在三至五個(gè)無親緣關(guān)系的患者/家族中描述（圖 3、表2）。到目前為止，c.226C>T 僅見于中東血統(tǒng)的患者，c.910A>T 見于中國(guó)患者，c.1048 + 1G>A 見于日本患者，c.1402_1404delACC 見于歐洲血統(tǒng)的患者。
表 2.SLC34A2變異患者的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)、癥狀和吸煙狀況
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SLC34A2 variant
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Patients | Sex, Age (yrs.) in report*/at diagnosis | Origin | Cons | Symptoms | Smoking | Other |
| (Age at debut of symptoms) | |||||||
| c.-6773_-6588del† | 1 (uncle) | M, 34/25 | TUR | Yes | Gradual decrease in exercise tolerance and dyspnoea (25) | Yes | |
| 2 (sib 1/2) | M, 17/7 | Yes, not specified (7) | Yes | ||||
| 3 (sib 2/2) | M, 13/3 | Yes, not specified (3) | No | ||||
| 4 (sib 1/3) | M, 17/11 | No | No | ||||
| 5 (sib 2/3) | M, 15/9 | No | No | ||||
| 6 (sib 3/3) | M, 11/5 | No | No | ||||
| 5.5 kb deletion† | 7 | F, 56/56 | JAP | Yes | Progressive dyspnoea (−) | – | PH |
| c.114delA† | 8 | F, 20/9 | TUR | – | Growth retardation as child. No clinical findings at age 20 (9) | No | |
| 9 | F, 38/– | TUR | – | No | No | ||
| c.212_224del† | 10 | F, 58/58 | ITA | Yes | No | No | Sister with PAM |
| c.226C>T† | 11 | F, 35/– | TUR | – | Yes, not specified (29) | No | |
| 12 (twin 1) | F, 5/5 | CAN | Yes | No | – | Middle-Eastern desc | |
| 13 (twin 2) | F, 5/5 | No | – | ||||
| 14 (sib 1) | M, 11/11 | TUR | – | No | – | ||
| 15 (sib 2) | F, 4/4 | – | – | – | |||
| 16 (sib 3) | F, 4/4 | – | – | – | |||
| c.316G>C† | 17 | F, 27/3.5 | TUR | No | Fatigue, cough, and exertional dyspnoea as child (~ 2.5). Normal physical findings and exercise capacity at age 27 | No | |
| 18 | F, 43/43 | TUR | – | Exertional dyspnoea, cough (−) | – | Suspicious familial history of PAM | |
| c.316G>A‡ + c.1238G>A‡ | 19 | F, 39/22 | USA | Yes | Dyspnoea, chest pain (−) | No | |
| c.380-345_c.523+659del† | 20 (sib 1) | F, 40/40 | CHI | Yes | Progressive dyspnoea (37) | No | |
| 21 (sib 2) | F, (adult)§/ – | No | – | ||||
| c.448G>A + c.524-1G>C | 22 | M, 8/ – | CHI | No | No | – | |
| c.524-18_559del† | 23 | M, 1/1 | UGA | Yes | Progressive dyspnoea developing to severe respiratory distress and hypoxaemia (2 mos.) | – | Adopted |
| 24 | F, 16/16 | EAF | – | Recurrent dizziness, occasional cough upon physical stress and epigastric pain (−) | – | ||
| c.560G>A† | 25 | F, 9/5 | SPA | Yes | No | – | |
| c.575C>A† | 26 (sib 1) | M, 53/– | CHI | Yes | No | No | PH |
| 27 (sib 2) | M, 40/– | No | No | ||||
| 28 (sib 3) | F, 49/– | Dyspnoea, irritable cough (−) | No | ||||
| c.593 T>C† | 29 (sib 1) | M, 41/41 | LIB | – | No | No | |
| 30 (sib 2) | M, 23/23 | No | – | ||||
| 31 (sib 3) | M, 23/23 | No | – | ||||
| c.646G>T† | 32 | F, –/66 | ITA | – | Dyspnoea, cough, asthenia (−) | No | PH, PAM in relatives |
| c.857_871delins19† | 33 | F, – | JAP | Yesl | – | – | PAM in family members |
| 34 | F, 43/10 | JAP | – | Dyspnoea, anorexia (−) | – | Deceased | |
| c.893_897delTTGTC† | 35 | M, 38 | ISR | – | Exertional dyspnoea, cough, haemoptysis (35) | Yes | |
| c.906G>A† | 36 | F, 40/34 | FRA | No | Dyspnoea (−) | No | Moroccan desc., siblings with PAM |
| c.910A>T† | 37 (sib 1) | –, – | CHI | – | – | – | |
| 38 (sib 2) | –, – | – | – | ||||
| 39 | M, > 55/25 | CHI | Yes | Exertional dyspnoea, cough (33) | No | Sisters with PAM | |
| 40 | F, 42/20 | CHI | No | Exertional dyspnoea (in her 40s) | No | ||
| 41 (sib 1) | F, 52/– | CHI | Yes | Both sisters had recurrent cough, progressive dyspnoea (−) | No | ||
| 42 (sib 2) | F, 39/– | No | |||||
| c.910A>T‡ + c.1363T>C‡ | 43 | M, 43/43 | CHI | No | Dyspnoea, chest tightness (42) | Yes | PH |
| c.1048+1G>A† | 44 (sib 1) | F, – | JAP | Yes | – | – | Deceased |
| 45 (sib 2) | F, – (adult) | – | – | ||||
| 46 | M, - | JAP | Yes | – | – | PAM in family members | |
| 47 | F, – | JAP | – | – | – | Deceased, PAM in family members | |
| c.1048+1G>A‡ + c.1390G>C‡ | 48 | F, 28/27 | JAP | No | No | – | |
| c.1136G>A† | 49 | M, 54/46 | ITA | No | No | No | |
| c.1238G>A† | 50 | F, 37/– | USA | Yes | Dyspnoea, cough (−) | – | |
| c.1327delC† | 51 (sib 1) | F, 47/20 | NOR | No | Dyspnoea, chest pain, asthenia (−) | ES | PH, deceased |
| 52 (sib 2) | F, 52/23 | Dyspnoea, cough, chest pain, asthenia (−) | ES | ||||
| c.1328delT† | 53 | M, 24/– | TUR | – | Yes, not specified (21) | No | Deceased |
| 54 | F, 27/27 | MOR | Yes | Exertional dyspnoea, cough (22) | – | ||
| c.1333+1G>A† | 55 | M, 58/19 | USA | – | Dyspnoea, cough (−) | ES | PH |
| c.1342delG† | 56 | M, 39/– | TUR | – | Yes, not specified (26) | No | |
| c.1342_1361del† | 57** | –, – | – | – | – | – | |
| 58 | M, 9/1 | MOR | – | Acute respiratory episodes, decreased chest expansion, exercise-induced dyspnoea, chest pain (4 mos.) | – | Adopted | |
| c.1390G>C† | 59 (sib 1) | F, 14/5 | SPA | No | Both siblings had pneumonias and broncho-obstructive crises until age 4 yrs., asymptomatic hereafter | – | |
| 60 (sib 2) | M, 9/9 mos | – | |||||
| c.1402_1404delACC† | 61 | M, 32/16 | DEN | – | Dyspnoea, cough, chest pain, asthenia (−) | Yes | |
| 62 | M, 62/50 | DEN | No | Dyspnoea, asthenia (−) | Yes | ||
| 63 | F, 69/51 | USA | – | Dyspnoea, cough, asthenia (−) | ES | PH, Italian desc | |
| c.1456C>T† | 64 | F, 12/12 | TUR | Yes | No | – | Sister with PAM |
| c.1493G>T | 65 (sib 1) | M, 23/23 | BAR | No | Fever and productive cough of 2-day duration (23) | No | |
| 66 (sib 2) | F, 18/18 | No | – | ||||
| c.1653_1660del | 67 | F, 45/45 | UK | Yes | Dry cough (−) | – | |
| Whole gene deletion† | 68 | F, 20 | MOR | Yes | Exertional dyspnoea (−) | No |
SLC34A2變異患者的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)和臨床??數(shù)據(jù)
總體而言，已報(bào)告的SLC34A2變異患者具有 肺泡微石癥 (PAM) 的典型特征，例如年齡、癥狀和臨床表現(xiàn)的多變性，盡管許多報(bào)告缺少詳細(xì)的臨床數(shù)據(jù)。表2總結(jié)了患者的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)、癥狀和吸煙狀況。已報(bào)告的變異患者來自世界各地，大多數(shù)為成年人（圖 7）。年齡跨度為 9 個(gè)月至 69 歲，女性略多。63% 的家族中變異的存在是近親結(jié)婚的結(jié)果。這可能是低估，因?yàn)榇蠹s 40% 的家族中沒有關(guān)于近親關(guān)系的信息。
圖 6.
際微肺泡微石癥基因檢測(cè).jpg)
22 名患者在診斷時(shí)還是兒童，他們通常是在家庭環(huán)境中或偶然被診斷出來的，診斷幾乎完全基于 BAL 或活檢。約一半的兒童（9/19）沒有癥狀，肺功能正常（60% (9/15)）。所有兒童都報(bào)告有放射學(xué)異常，但只有大約一半的報(bào)告描述了鈣化。在包含年齡信息的報(bào)告中，68% (26/38) 的成年人有癥狀。幾乎 90% (22/25) 的成年人肺功能異常。所有報(bào)告的放射學(xué)發(fā)現(xiàn)都是 肺泡微石癥 (PAM) 的典型表現(xiàn)，約 20% (7/32) 的診斷僅基于放射學(xué)發(fā)現(xiàn)。
基因型-表型相關(guān)性
佳學(xué)基因進(jìn)一步研究了肺泡微石癥 (PAM) 在基因型-表型相關(guān)性。探索人類SLC34A2變異影響的功能研究很少，而且沒有標(biāo)準(zhǔn)化的臨床分類標(biāo)準(zhǔn)。在佳學(xué)基因最近包括 14 名 肺泡微石癥 (PAM) 患者的報(bào)告中，發(fā)現(xiàn)疾病與變異嚴(yán)重程度之間存在關(guān)聯(lián)。盡管發(fā)現(xiàn)了關(guān)聯(lián)，但我們?nèi)詮?qiáng)調(diào)正確分類疾病和變異的挑戰(zhàn)，以及需要在大量患者中確認(rèn)。目前僅發(fā)表了少數(shù)描述復(fù)發(fā)性變異患者和家族的病例報(bào)告（表1）。通常，很難比較病例報(bào)告中的臨床數(shù)據(jù)，因?yàn)槊枋霾粯?biāo)準(zhǔn)化。此外，患者的年齡差異很大，無癥狀的兒童和年輕人可能在以后的生活中出現(xiàn)癥狀，這使得這些患者的表型評(píng)估變得復(fù)雜。盡管數(shù)據(jù)稀缺，但吸煙可能與更嚴(yán)重的疾病有關(guān)。
SLC34A2變體的功能研究
在六名日本患者中發(fā)現(xiàn)的兩種SLC34A2變異（c.1048 + 1G>A (p.?) 和 c.857_871delins19 (p.Ile286LysfsTer29)）被發(fā)現(xiàn)在Xenopus laevis卵母細(xì)胞中表達(dá)時(shí)，會(huì)在鈉存在的情況下?lián)p害磷酸鹽的轉(zhuǎn)運(yùn)。最近，我們的小組研究了之前在 肺泡微石癥 (PAM) 患者中報(bào)道的四種SLC34A2變異（c.910A>T (p.Lys304Ter)、c.1328delT (p.Leu443ArgfsTer6)、c.1402_1404delACC (p.Thr468del) 和 c.1456C>T (p.Gln486Ter)）。NaPi-2b 突變體構(gòu)建體在Xenopus laevis卵母細(xì)胞中表達(dá)，并通過32 Pi 攝取試驗(yàn)研究了轉(zhuǎn)運(yùn)功能。發(fā)現(xiàn)突變體無功能。有趣的是，之前對(duì)在非洲爪蟾卵母細(xì)胞中表達(dá)的大鼠和人類 NaPi-2a 的兩項(xiàng)研究包括與 c.1390G>C（p.Gly464Arg）和 c.1402_1404delACC（p.Thr468del）相同氨基酸位置的突變體，后來在 肺泡微石癥 (PAM) 患者中有所描述。使用取代半胱氨酸可及性方法 (SCAM) 或丙氨酸取代進(jìn)行半胱氨酸氨基酸取代，發(fā)現(xiàn)了無功能突變體，除非將人類 NaPi-2b 中對(duì)應(yīng)于 Thr467 的蘇氨酸替換為半胱氨酸。此外，在一個(gè)中國(guó)家族中發(fā)現(xiàn)的變異 c.575C>A (p.Thr192Lys) 在人類肺泡上皮細(xì)胞 (A549 細(xì)胞) 中進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示與正常對(duì)照相比，磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)功能降低的跡象?？傮w而言，這些報(bào)告中的數(shù)據(jù)支持 肺泡微石癥 (PAM) 中 NaPi-2b 的潛在功能障礙。
PAM中的動(dòng)物模型
已經(jīng)開發(fā)出幾種條件性Slc34a2敲除 (KO) 模型，并為失去活性 Na + 依賴性磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)的可能補(bǔ)償機(jī)制提供了重要信息。一項(xiàng)使用肺上皮條件性 Slc34a2 KO 小鼠模型的研究表明，該小鼠呈現(xiàn) 肺泡微石癥 (PAM) 表型，并伴有進(jìn)行性肺部放射學(xué)表現(xiàn)，包括微石積聚、炎癥和纖維化。Slc34a2 KO小鼠沒有表現(xiàn)出其他鈉磷酸鹽共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的明顯補(bǔ)償性上調(diào)。然而，在低磷飲食的 Slc34a2 KO 小鼠的肺泡 II 型細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)鈉依賴性磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 Pit-1 (Slc20a1) 的表達(dá)略有增加。也有證據(jù)表明，在限制磷酸鹽飲食期間，小鼠的微石負(fù)擔(dān)有所減少。當(dāng)測(cè)量鈣、磷酸鹽、總蛋白、SP-D 和飽和磷脂酰膽堿（肺表面活性劑的主要成分）的水平時(shí)，與正常小鼠相比， Slc34a2 KO 小鼠的 BAL 液中的所有參數(shù)均增加。此外，與對(duì)照小鼠相比，NaPi-2b 缺陷小鼠的血清 SP-D 和炎癥介導(dǎo)細(xì)胞因子 MCP-1（單核細(xì)胞趨化蛋白 1）更高，并且隨著微石沉積的進(jìn)展而增加。將Slc34a2 KO 小鼠的微石滴入正常小鼠肺部一個(gè)月后，微鈣化完全清除，沒有任何炎癥或纖維化的跡象。這些小鼠的血清 MCP-1 水平在該時(shí)間段結(jié)束時(shí)達(dá)到基線，表明 MCP-1 是疾病負(fù)擔(dān)的潛在生物標(biāo)志物。根據(jù)本研究的數(shù)據(jù)，作者得出結(jié)論，對(duì)肺部 NaPi-IIb 表達(dá)進(jìn)行基因編輯可能是未來治療 肺泡微石癥 (PAM) 的一種有前途的治療策略。
目前對(duì) 肺泡微石癥 (PAM) 理解的差距
SLC34A2作為PAM致病基因的發(fā)現(xiàn)使我們對(duì)這種異質(zhì)性疾病的認(rèn)識(shí)更近了一步，盡管其病理生理機(jī)制尚不清楚。
需要進(jìn)一步研究，包括研究細(xì)胞和動(dòng)物模型中SLC34A2的致病變異，以探索該疾病的基本機(jī)制。有必要研究潛在因素，包括可能的補(bǔ)償機(jī)制，例如肺泡 II 型細(xì)胞中其他轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白介導(dǎo)磷酸鹽，并應(yīng)探索環(huán)境因素的可能參與。此外，應(yīng)進(jìn)一步評(píng)估少數(shù)沒有SLC34A2變異的患者，以確定其他遺傳原因。
除肺移植外，目前尚無治愈或有效治療 肺泡微石癥 (PAM) 的方法。無論是針對(duì) 肺泡微石癥 (PAM) 患者的變異特異性治療（例如全身或局部給藥，以增加肺部 NaPi-2b 的數(shù)量和功能），還是通過基因添加或基于成簇規(guī)律間隔短回文重復(fù)序列 (CRISPR) 的基因編輯進(jìn)行的基因治療，均尚未進(jìn)行測(cè)試。對(duì)于病情未達(dá)到晚期的患者，基因治療可能治愈患者，因?yàn)轭A(yù)計(jì)該療法將在受體細(xì)胞的整個(gè)生命周期內(nèi)持續(xù)存在。您可以推測(cè)，疾病負(fù)擔(dān)較重的患者可能無法從基因治療中獲得同等程度的益處。無論如何，需要詳細(xì)了解 肺泡微石癥 (PAM) 患者中發(fā)現(xiàn)的不同變異的分子后果，才能基于這些技術(shù)成功治療。
為了能夠制定分子分類，應(yīng)該對(duì)更多患者進(jìn)行基因檢測(cè)，并評(píng)估變異譜以獲得不同的功能和分布模式。探索和描述患者的變異并將這些發(fā)現(xiàn)與患者的仔細(xì)臨床特征進(jìn)行比較至關(guān)重要。建議在病例報(bào)告中對(duì)患者數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)詳細(xì)描述，除了癥狀和臨床發(fā)現(xiàn)外，還應(yīng)包括病程、病史、肺外鈣化的存在、家族史、血親關(guān)系、吸煙狀況和其他可能的誘因。確實(shí)希望有一個(gè)經(jīng)過驗(yàn)證的疾病嚴(yán)重程度分類，這將有助于評(píng)估疾病負(fù)擔(dān)、對(duì)患者進(jìn)行分層和開展研究。臨床研究也將受益于包含匿名臨床、遺傳和人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的國(guó)際 肺泡微石癥 (PAM) 數(shù)據(jù)庫。
遺傳咨詢
建議對(duì) 肺泡微石癥 (PAM) 患者進(jìn)行遺傳咨詢。這將為患者及其家人提供有用的信息，包括對(duì)其他家庭成員進(jìn)行基因檢測(cè)的可能性，以及如果相關(guān)的話，進(jìn)行產(chǎn)前/植入前基因診斷的可能性。在有遺傳學(xué)證據(jù)證明患有 肺泡微石癥 (PAM) 的大家族中，其他相關(guān)夫婦和家庭成員可以從遺傳咨詢中受益。雖然目前除了肺移植外沒有治愈方法或有效治療方法，但在兒童或青少年時(shí)期診斷可以進(jìn)行早期家庭教育和遺傳咨詢。此外，可以更早地開始更密集的支持性護(hù)理，例如接種肺炎球菌和流感疫苗，并規(guī)劃未來的移植。
結(jié)論
肺泡微石癥 (PAM) 是一種罕見的遺傳性肺病，臨床病程各不相同。肺泡微石癥 (PAM) 的遺傳學(xué)，包括可能的基因型-表型關(guān)聯(lián)，仍有待探索。幾乎所有接受基因評(píng)估的患者都發(fā)現(xiàn)了SLC34A2的變異。到目前為止，至少有 68 名患者報(bào)告了 34 種等位基因變異，大多數(shù)變異僅在一名患者中描述。血親關(guān)系的發(fā)生率很高。我們建議對(duì)所有新病例進(jìn)行徹底的系統(tǒng)臨床描述和基因調(diào)查。臨床分級(jí)系統(tǒng)將很有用，需要對(duì)變異進(jìn)行臨床研究以及功能和實(shí)驗(yàn)研究，以探索未來的治療策略。最后，由于SLC34A2變異患者的比例似乎非常高，因此在某些情況下，基因表征可能是侵入性檢查的首選診斷工具，尤其是在兒童診斷中。
