聽不見,是基因惹的禍?

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作者/吳哲民 文章出處/本文摘錄自山谷文教《人工耳蝸翻轉人聲 耳科權威吳哲民回首20年》

近年來,學界已經發現超過100個基因與「非症候群型」感音神經性聽損的發生有關,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)。而臨床上較為常見的基因變異包括GJB2、SLC26A4、GJB3、GJB4(Cx30.3)、粒線體12S rRNA以及與聽神經病變(ANSD)相關之OTOF基因等。

長庚及台大的跨院研究成果

在聽損基因的基礎研究中,我們林口長庚醫院人工耳蝸團隊與台大醫院吳振吉副教授等人合作,收集了國內外數量最多的病患,成果共同發表於績優雜誌Laryngoscope。研究發現,人工耳蝸植入兒童中有相當比例(20.6%)在常見的聽損基因可發現變異,表示例行基因檢測是有必要的。而有此變異之患者的術後聽能追蹤表現,較基因無變異的植入患者為佳。

我們雙方的另一項合作,以12名人工耳蝸成效不佳的實驗組,與30名人工耳蝸成效優良的對照組,利用Massively parallel sequencing方式檢測129個已知聽損相關基因,結果發現DFNB59與PCDH15這兩個基因變異可能與較差的人工耳蝸預後成效有關。然而具有DFNB59或PCDH15變異之兒童,其臨床表徵與其他聽損兒童並無顯著差別,因而基因檢測有其重要性,在人工耳蝸植入手術前,所有聽損病患皆建議進行基因檢測以做為預後諮詢之用。此研究成果發表於Medicine雜誌。

而根據長庚收集到的聽損基因資料──183名病患接受3種常見聽損相關基因之檢測:GJB2、SLC26A4、粒線體12S rRNA,長庚獨力完成另一篇論文的寫作(發表於PLoS ONE),結果發現GJB2與SLC26A4變異可能與較佳的術後聽語成效有關,但其影響力可能因植入年齡(大於或小於3.5歲)而有所不同。此發現有效地解決以往專家學者對此議題有不同結論的爭議。

台大與長庚在後續的案例合作當中,針對ANSD個案的OTOF基因變異與人工耳蝸植入後個案的聽語復健成效預後之相關性加以探討,成果發表於Clinical Otolaryngology。結果顯示,有OTOF基因變異的人工耳蝸植入個案有良好的聽語復健成效。OTOF陽性個案的聽能不會隨著年紀增長而變好,因而基因檢測有OTOF變異的ANSD個案,建議應即時植入人工耳蝸,以避免不必要的拖延。顯見基因檢測對於釐清ANSD病因和預後評估有所助益。

長庚將研究應用於臨床個人化醫療

有了前述的基礎,長庚人工耳蝸團隊於2013年展開「整合型使用新世代定序儀建立個人化醫療的檢驗項目之子計畫三:整合型次世代定序於篩檢人工耳蝸植入聽損患者相關突變基因之應用」的3年期研究計畫。

在第一年計畫的成果中,首先我們建立客製化的聽損基因套組和次世代定序(Next Generation Sequencing,NGS)平台在coverage、uniformity、multiplexicity的能力是沒問題的。在第二年計畫的成果中,建立了40個罕見聽損基因組成的篩檢套組,當用以篩檢41位過去找不到但常見的基因變異之人工耳蝸病患,經由這套平台的定序和分析之後,我們在9個基因上找到13種不同的變異,此項研究成果於2019年發表在PLoS ONE雜誌。

在第三年的計畫,參考文獻和加入第一年的研究結果,設計一項25個變異位點,用來篩檢常見的聽損基因(GJB2、SLC26A4、OTOF和12S rRNA),做為第一代的聽損基因套組。其精準度和精確度經過評估,皆為100%。長庚醫院檢驗科預計將此套組推行至臨床檢驗,做為新生兒篩檢、藥物毒害評估、找出聽損家族的病因和裝置人工耳蝸的評估。

出生才做「聽損基因檢測」,有用嗎?

根據統計,國內約有千分之1~3的新生兒罹患雙耳中至重度的「感音神經性聽損」,前文說明部份患者有基因突變,透過「聽損基因檢測」可偵測到致病基因位置。

但有些父母不禁要想,都出生了才進行「聽損基因檢測」有用嗎?會不會太晚了?

許多原因不明的感音神經性聽損患者,若能及早進行「聽損基因檢測」,找到致病的原因後,可評估日後病情的發展,以期能及早給予有效的治療及復健,讓聽損兒恢復到最佳的狀況。

目前傳統的物理性新生兒聽力檢查仍無法篩檢出一些輕度、晚發性或耳毒性聽損,若同時結合「新生兒聽損基因檢測」,將可提供孩子更全面的保護。

但再往前一步想,與其孩子出生之後才發現聽損(尤其是有聽損家族史的夫妻),不如在懷孕前先進行胚胎的聽損基因篩檢,挑選正常的胚胎以試管嬰兒方式植入母體子宮孕育。

依據台大醫院耳鼻喉部吳振吉副教授,協同該院基因醫學部、婦產部於2010年共同發表的研究指出:「胚胎著床前基因診斷」(pre-implantation genetic diagnosis,以下簡稱PGD)可應用於協助遺傳性聽損家族。

PGD是以檢測體外受精胚胎之方式,篩檢出未帶基因變異之胚胎來植入母體。相較於其他產前診斷方式,PGD無須以人工流產之方式中止受孕之胚胎,可做為患有遺傳性疾病家族考量宗教、倫理等因素的另一選擇。

台大醫院團隊於2009年曾收治一名患大前庭導水管症候群之男童,帶有SLC26A4基因同型接合子(homozygous)c.919-2A>G突變。基於病童父母之要求與同意,該團隊為此家族進行PGD。流程主要包含兩步驟:研發單一細胞c.919-2A>G突變點檢測技術,以及臨床PGD療程(即試管嬰兒結合胚胎診斷及植入)。

該團隊首先以GenomiPhi technology和primer extension mini-sequencing等方法,針對由此病童及其父母周邊血液所取得之淋巴球,研發並校正單一細胞c.919-2A>G突變點檢測技術。之後,以人工生殖技術誘導排卵並進行體外受精,於胚胎培育成8細胞期時,進行胚胎切片以進行單一細胞基因診斷。於第二次PGD療程,該團隊成功使病童母親受孕,11週時所進行之絨毛膜採樣證實胎兒未帶SLC26A4基因變異。該名胎兒已於當年順利出生,出生時接受變頻耳聲傳射(DPOAE)及自動聽性腦幹反應(AABR)檢測,顯示聽力完全正常。

該研究為文獻上首例將PGD技術應用於遺傳性聽損之報告。藉由跨科合作,成功幫助帶有SLC26A4基因變異之家族,生下一名聽力完全正常之寶寶。該團隊認為,與PGD之其他適應症(例如海洋型貧血等罕見疾病)相較,遺傳性聽損之臨床表現相對輕微,且亦不涉及挑選HLA合致胚胎以進行骨髓移植等爭議,應較不具倫理爭議,而可應用於幫助其他遺傳性聽損之家族。

聽損基因檢測僅針對常見之聽損基因突變進行檢查;新生兒聽力篩檢則無法篩檢出輕度、晚發性或耳毒性聽損的患者。若兩者檢查結果都正常,仍無法排除罕見的基因突變,以及環境噪音、用藥、病原菌感染等後天因素所造成的聽損。

已知有超過上百個基因與聽損發生有關,然而此檢測仍無法涵蓋全部的變異點位,但已涵蓋六至七成 以上華人常見的聽損基因突變點位了。

其實許多聽損兒父母之聽力都是正常的,常見的聽損基因之突變大多為隱性遺傳。若夫妻雙方恰好皆為基因突變的帶因者,雖然聽力正常,但他們的下一代發生聽損的機率仍有1/4;所以假如夫妻都不是聽損者,也是有可能生下聽損兒。



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