脑瘫（CP）是儿童最常见的一种运动残疾，其临床表现多种多样，主要包括持久且不进展的运动和姿势障碍。除了面临运动和姿势问题外，患者还可能受到感觉、行为、认知和交流方面的严重影响。常见的伴随症状包括癫痫、智力障碍以及自闭症谱系障碍（ASD）。这些伴随症状，加上不同类型和程度的运动障碍，共同导致了脑瘫临床表现的广泛多样性。脑瘫作为一种复杂的临床症状，其表现形式多样，且与多种遗传和环境因素有关。这也说明了为什么对脑瘫患者进行细致的遗传学分析是如此重要，因为这有助于更好地理解疾病的潜在机制，并为患者提供更为精准的治疗方案。

目前，全面的基因检测，以外显子测序（ES）为代表，已经成为包括脑瘫在内的遗传异质性疾病诊断工作中的首选方法。此外，拷贝数变异（CNVs）同样是脑瘫病因学中值得注意的贡献者，基于外显子测序数据的拷贝数变异检测可能比染色体微阵列分析（CMA）对较小拷贝数变异更敏感。迄今为止报道的大多数脑瘫的外显子测序研究样本量较小，除了 Moreno-De-Luca 等人进行的两项荟萃分析和一项回顾性实验室转诊队列研究之外，到目前为止，通过外显子测序和基因组测序（GS）研究报告的脑瘫个体大约只有 3000 例，落后于其他类似的神经发育障碍（NDDs）。

尽管中国拥有世界上最多的人口，但还没有涉及中国人群中大量脑瘫病例的外显子测序研究。由于脑瘫的高遗传异质性，需要大型研究队列来揭示全部遗传原因。此外，由于当前研究主要关注隐源性脑瘫，并且主要来自发达国家，因此还应该解决脑瘫队列的临床和地理偏倚。因此，需要在不同人群中的临床未筛选队列中全面评估基于外显子测序的拷贝数变异和单核苷酸变异（SNV）的诊断阳性率。

我们研究了 1,578 名脑瘫患儿的详细病情，总结在表 1 和图 1 中。通过同时检测基因微小变异（单核苷酸变异，SNVs）和基因组大片段变异（拷贝数变异，CNVs），获得了 24.5% 的诊断率。换句话说，这些儿童中有 387 人的致病基因变异成功被识别，占总人数的 24.5%。其中，327 人的诊断基于单个基因的微小变异，占已诊断儿童的 84.5%；57 人的诊断基于基因组的大片段变异，占 14.7%。此外，还有 1 人同时出现单个基因的微小变异和基因组的大片段变异；另外，还有 2 人同时被诊断出存在这两种类型的基因变异。

尽管脑瘫在男孩中的发病率更高，但我们的研究发现，男孩和女孩在诊断率上并没有显著差异。在对这些儿童的单个基因变异进行分析时，我们发现有 329 人的基因变异符合所有遗传学诊断标准，包括致病性、遗传模式和疾病表现的一致性。

简而言之，这项研究通过先进的基因测序技术，为脑瘫儿童提供了更准确的基因诊断，并帮助我们更好地理解了脑瘫的遗传基础。

在已知的神经发育障碍（NDDs）基因中，采用美国医学遗传学学会和分子病理学学会（ACMG/AMP）指南进行分析，获得了总体遗传诊断率为 20.8%。在这些基因中，我们鉴定出了 412 个可能致病或致病的变异，涉及到 219 个不同的基因（详见表 2 和附表 1）。这些基因中，有 108 个是常染色体显性（AD）基因，影响了 176 例患者；64 个是常染色体隐性（AR）基因，涉及了 79 例患者；46 个是 X 连锁（XL）基因，涉及了 76 例患者。与人类基因组中 X 染色体的比例相比，我们在这一队列中发现了更高比例的 X 连锁遗传病因。值得注意的是，仅有一名脑瘫患者（219 名患者中的 1 例）因致病性线粒体变异（MT-TL1, 3243A>G）获得了遗传诊断。所有基于外显子组测序结果确定的脑瘫病例的单基因病因学诊断都是基于人类遗传疾病在线遗传学目录（OMIM，https://omim.org/）收录的基因。

在这 219 个基因中，有 66 个基因反复出现，每个基因在两个或更多不相关的脑瘫患者中被检测到（见图2b,c）。其中，KDM5C 是最常见的突变基因，可能致病或确致病的变异在六名个体中被检测到，其次是 ATP1A3、CACNA1G、CTNNB1、MECP2 和 TCF4（每个基因均有五例），以及 CACNA1A、KCNH1、SPAST 和 L1CAM（每个基因均有四例）（见图2b）。

尤其是有四名儿童因为在两种不同基因中出现相同变异而出现混合表型（见附表2）。例如，病例 NN949 携带 CACNA1G（c.A5605T：p.S1869C）和 SCN2A（c.C1728A：p.S576R）中的可能致病或致病的变异。这些个体表现出与这两个基因相关的临床谱相关的严重复杂表型，给他们的脑瘫诊断和治疗带来了艰巨的挑战。

对具有临床诊断相关性的拷贝数变异进行评估发现，1,578 名脑瘫儿童中有 59 名（占3.7%）携带可能致病或致病的拷贝数变异（见附表3）。我们对 1,536 名儿童进行了外显子测序，筛查了其拷贝数变异情况，而剩下的 42 名儿童则通过基因组测序进行了拷贝数变异的筛查。在这 1,536 名儿童中，外显子测序分析识别出了共计 93 个可能致病或致病的候选拷贝数变异，其中 54 个（占 93 个的 58.1%）通过染色体微阵列分析、低深度全基因组测序（CNV-seq）和定量 PCR（qPCR）等三种技术之一得到了验证，这些拷贝数变异的大小范围从 861 个碱基对（bp）到 34.742 Mb 不等。此外，基于基因组测序的分析还检测出了五例患儿携带五个可能致病或致病的拷贝数变异（占 42 个的 11.9%），其大小范围从 2.9 kb 到 23 kb 不等。这些结果表明，我们基于外显子测序的拷贝数变异分析具有 58.1% 的准确性。

此外，有一例患儿（NN881）受羊水污染影响，同时检测到了一个致病单核苷酸变异（NM_005993：exon11：c.C1121T：p.T374M，杂合）和一个致病拷贝数变异（chr17：82586895–83240489 缺失，杂合），这两种变异影响了同一基因 TBCD，呈现复合杂合状态。如果仅依赖于染色体微阵列分析等细胞遗传学检测，这种复合杂合情况将无法被诊断出。

另外两名患儿被诊断为混合表型，与诊断性拷贝数变异和单核苷酸变异有关，这些变异影响了他们基因组中不同的基因或区域（见附表 4）。这两名患儿均为男性，患有痉挛性脑瘫，且未知其脑瘫的危险因素。

总的来说，与传统方法相比，基于外显子测序数据的拷贝数变异检测似乎是一种更灵活的解决方案，能够同时分析基于外显子测序数据的单核苷酸变异和拷贝数变异，从而提供更全面的变异谱识别，这对于脑瘫的分子诊断是非常重要的。

在对 1578 名脑瘫儿童进行的遗传学研究中，发现不同神经发育共病状况的儿童遗传诊断率存在显著差异。具体来说，同时患有全面发育迟缓或智力障碍（GDD/ID）的脑瘫儿童中，有 32.4% 的个体能够获得遗传分子诊断，这一比例明显高于整体的 24.5% 诊断率。此外，通过磁共振成像（MRI）分类系统（MRICS）评估，那些磁共振成像检查显示发育异常的脑瘫儿童中，有 32.0% 得到了遗传诊断，同样高于整体队列的比例。

更进一步，同时存在全面发育迟缓或智力障碍和磁共振成像显示发育异常的儿童，遗传诊断率达到了 40.3%，这进一步强调了神经发育问题与脑部结构异常之间的相关性。在不同类型的脑瘫中，遗传诊断率从痉挛性双侧脑瘫的 22.0% 到运动障碍的 30.6% 不等，并未发现痉挛性脑瘫在遗传分子诊断上具有明显优势。

这项研究表明早期遗传检测的重要性，特别是对于存在全面发育迟缓或智力障碍和磁共振成像显示发育异常的脑瘫儿童，因为这些儿童更有可能从遗传学诊断中获益，从而为他们的临床治疗和管理提供更精确的指导。 

最近的两项关于脑瘫（CP）的荟萃分析显示了不同的诊断率：第一项研究包括 13 项研究和 2612 个病例，外显子测序（ES）或基因组测序（GS）的诊断率为  31.1%；而第二项研究包含 11 项研究和 2419 个病例，外显子测序的整体诊断率为 23%。这些荟萃分析的结果与我们研究中的 24.5% 的诊断率大致一致。在本研究中，我们对来自单一临床中心、迄今为止规模最大的未筛选脑瘫病例系列进行了系统的基因组（外显子测序和基因组测序）调查。通过对 1578 名临床表现为脑瘫的儿童进行外显子测序（以及一小部分基因组测序）数据中的拷贝数变异（CNVs）和单核苷酸变异（SNVs）的同时分析，我们得出了稳定且准确的遗传分子诊断。

我们的拷贝数变异检出率为 3.7%（1578 例中的 59 例），与拷贝数变异测序（CNV-seq）或比较基因组杂交（CGH）研究相比更低，这可能是由于基于外显子测序的方法在拷贝数变异分析中相对不够敏感。基因组测序技术的进步（包括外显子测序、基因组测序和长读测序）、额外的组学研究（如转录组学和表观遗传学）以及人群参考数据（如 gnomAD 数据库及其扩展）也有助于提高包括脑瘫在内的神经发育障碍的诊断率。值得注意的是，一些外显子测序结果为阴性的脑瘫儿童，可能通过基因组测序来识别内含子和调控变异，以及通过 RNA 测序来诊断剪接变异。

遗传学视角加深了我们对导致脑瘫的神经生物学途径的理解，这是一种以多种风险因素、原因和症状为特征的疾病。尽管许多与脑瘫相关的基因尚未被发现，但基因负担分析作为探索基因与疾病联系的关键工具，帮助我们识别了 25 个与脑瘫相关的基因，其中包括 19 个已知的神经发育障碍（NDD）基因。这表明这些发现具有高度的可靠性，并提出了六个潜在的脑瘫基因候选者。当然，需要进一步的功能证据来阐明它们在脑瘫发展中的作用。基于 GPM6A 和 STXBP5 与脑瘫的功能关联的初步功能研究，使用果蝇和线虫进行，我们的数据为脑瘫的发病机制提供了见解，暗示这些候选基因与脑瘫相关联。

综合而言，在 1578 名患有脑瘫的儿童中，通过单核苷酸变异和拷贝数变异分析的组合，成功建立了 387 例（24.5%）的分子诊断。尽管外显子测序揭示了高度的遗传异质性，但具有脑瘫临床表现并获得积极遗传诊断结果的儿童中有 8.5% 的人获得了临床可操作的结果，包括早期药物治疗或代谢和饮食矫正补充，这可以改善预后和长期神经系统结果。在新生儿窒息与脑瘫合并的个体中，外显子测序获得的遗传诊断率高于平均水平，这表明在这组合并新生儿窒息的脑瘫患者中，新生儿窒息可能是潜在遗传病因的继发结果。

自 2009 年起，十余年的时间，安捷伦在液相杂交捕获探针领域书写了 SureSelect 品牌的辉煌历史，在相关科学引文数量方面遥遥领先；从探针到相关配套试剂和设备，安捷伦坚持技术创新与迭代，始终致力于为全球用户提供一流的二代测序解决方案。

SureSelect 临床研究外显子组 V4 ，则是在 2023 年由安捷伦与世界知名临床分子遗传学家、美国埃默里遗传学实验室前执行主任 Madhuri Hegde 博士及其团队合作开发的最新力作，是专业医学洞见和安捷伦十余年捕获探针合成经验的完美结合。

安捷伦 SureSelect 二代测序基因捕获探针产品

2016 年推出的 CRE V2 在就是当时临床研究中覆盖最为全面的人全外显子组产品，CRE V4 则在 CRE V2 基础上结合最新临床需求，进一步在基因内容选择、探针合成与铺设、NGS 湿实验流程、实验室自动化等层面进行了更迭与创新，更加适用于遗传性疾病临床研究。