《Nature Medicine》：Pathogenic germline variations and cancer risks in pediatric patients referred for genetic testing
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下一代测序（NGS）技术已广泛应用于儿童遗传病诊断。然而，携带胚系致病性变异个体的癌症易感性与肿瘤特征尚不明确。研究人员分析了2016年1月至2025年1月期间75,602例因遗传检测转诊的儿童患者的外显子组测序数据，将癌症作为次要发现进行追踪。最常见的基因检
下一代测序（NGS）技术已广泛应用于儿童遗传病诊断。然而，携带胚系致病性变异个体的癌症易感性与肿瘤特征尚不明确。研究人员分析了2016年1月至2025年1月期间75,602例因遗传检测转诊的儿童患者的外显子组测序数据，将癌症作为次要发现进行追踪。最常见的基因检测原因包括神经系统相关症状、代谢紊乱和免疫功能异常。在139个肿瘤易感基因的110,692个变异中，研究人员鉴定出501个（456个单核苷酸变异，45个拷贝数变异，0.45%）致病性或可能致病性（P/LP）变异，以及3,848个（3,650个单核苷酸变异，198个拷贝数变异，3.5%）意义未明但倾向可能致病的变异。在411例肿瘤患者（203例既往肿瘤和208例随访期间新发肿瘤）中，134例（32.6%）携带基因如NF1（13.1%）、TSC2（5.8%）、RB1（4.6%）和WT1（3.2%）中的因果性胚系P/LP变异。关键的是，对64,187例初始无肿瘤患者的纵向随访显示，携带P/LP变异者的恶性肿瘤发生率（3.23/1000人年）显著高于携带意义未明但倾向可能致病变异者或其他变异者（分别为0.236和0.272/1000人年）。这些发现强调了对于携带致病性胚系变异的儿童患者进行主动遗传咨询和监测的重要性。
本研究发表于《Nature Medicine》，旨在系统评估携带致病性胚系变异的儿童患者的潜在癌症风险及肿瘤特征，为遗传咨询和早期预防提供关键信息。
研究背景与问题：遗传因素对癌症风险具有重要影响，胚系变异作为生殖细胞中的可遗传DNA改变，是癌症发生的重要 contributor。据国际癌症研究机构赞助的研究报告，2001年至2010年间全球62个国家153个肿瘤登记处约报告了40万例0-19岁儿童青少年肿瘤病例，且呈增长趋势。NGS技术揭示约10%的儿童肿瘤患者携带胚系变异，常见突变基因包括TP53、APC和NF1。当前临床实践主要集中于已确诊癌症的儿童患者中检测癌症相关胚系变异，但这种方法可能忽视和低估无癌症儿童中这些变异的流行率。虽然NGS技术已成为儿童遗传病诊断的基石，能够识别众多肿瘤易感变异，且疾病致病变异的解读主要依赖于美国医学遗传学与基因组学学会（ACMG）建立的指南，但儿童胚系变异携带者的癌症风险仍不明确，尤其缺乏追踪时间动态结局的纵向研究。这些结局对于解读次要遗传发现至关重要，因其提供长期风险的临床可操作性信息，直接指导咨询策略和随访护理建议。
研究人员自2016年起系统收集因不同临床适应证转诊的儿童患者NGS数据构建研究队列。截至2025年1月31日，超过75,000例儿童患者完成测序，研究人员对非肿瘤适应证患者的癌症发生情况进行了病历和电话随访。研究目标是描绘携带致病性胚系变异儿童的潜在癌症风险及肿瘤特征。
本研究使用的关键技术方法包括：基于广州医科大学附属妇女儿童医疗中心和复旦大学附属儿童医院伦理委员会批准的临床外显子组测序（CES）或全外显子组测序（WES）数据，样本来源于2016年1月至2025年1月期间因疑似遗传性疾病转诊的75,694例儿童患者（<3岁）；采用Illumina HiSeq 2000/2500、X Ten/NextSeq/Novaseq 6000平台进行测序，CES平均测序深度约200×，WES约120×；使用Burrows-Wheeler Aligner（v.0.5.9-r16）将原始测序读段比对至NCBI build 37/hg19参考基因组；采用Verita Trekker平台或Sentieon进行变异检测；SNV分析使用课题组自主研发的CLEVER（CLinical Evidence-Based Variant Interpreter）流程，依据ACMG指南和临床基因组资源（ClinGen）序列变异解读工作组最新建议进行自动化注释和致病性评估，整合gnomAD、ClinVar、HGMD等公共数据库及内部数据库，结合Ensembl变异效应预测器（VEP）和PhenoPro表型评分算法；CNV检测采用课题组自主研发的PICNIC流程，通过BedTools生成外显子水平读段计数，使用CANOES和HMZDelFinder进行CNV calling，参照UCSC Genome Browser、DECIPHER、ClinGen等数据库注释致病性；使用ACMG SF v.3.1等标准筛选139个儿童癌症易感基因；采用log-rank检验比较肿瘤无生存概率，竞争风险模型分析良恶性肿瘤发生，使用Stata v.20进行统计分析。
研究结果：
总体特征：2016年1月1日至2025年1月31日期间，75,694例儿童接受临床基因检测，排除92例缺乏详细临床信息者后，75,602例纳入分析。其中女性28,911例（38.2%），男性46,691例（61.8%）；CES检测70.0%，WES检测30.0%；新生儿（≤28天）占53.5%，28天至1岁占19.2%，1至3岁占27.3%。最常见受累系统为神经系统、代谢系统、消化系统和免疫系统；仅203例（0.3%）在基因检测时已被诊断肿瘤。在75,399例基因检测时无肿瘤表现的患者中，85.1%（64,187/75,399）获得随访数据，后续诊断208例新发肿瘤。
肿瘤特征：既往肿瘤组203例中，女性95例（47%），男性108例（53%）；新生儿占38.4%，婴儿占23.6%，幼儿占37.9%；恶性97例（47.8%），良性106例（52.2%）。最常见恶性肿瘤为肾母细胞瘤Wilms tumor（34.0%）、视网膜母细胞瘤retinoblastoma（22.7%）、神经母细胞瘤neuroblastoma（7.2%）和肝母细胞瘤hepatoblastoma（7.2%）；最常见良性肿瘤为畸胎瘤teratoma（33.0%）、结节性硬化相关错构瘤tuberous sclerosis-related hamartoma（24.5%）和神经纤维瘤neurofibromas（12.3%）。
随访组208例肿瘤中，男性113例（54.3%），女性95例（45.7%）；>6岁占52.4%，3-6岁占36.0%，<3岁占11.5%；恶性66例（31.7%），包括26例肾母细胞瘤、6例血液系统恶性肿瘤（3例白血病、2例淋巴瘤、1例淋巴管肉瘤）、3例肝母细胞瘤、3例视网膜母细胞瘤等；良性142例（68.3%），以畸胎瘤（24.6%）和结节性硬化相关错构瘤（24.5%）最常见。与既往肿瘤组相比，随访组良性肿瘤比例显著更高（68.3% vs 52.2%，P < 0.001）。
儿童癌症易感基因的胚系变异：除SNVs外，从总样本中提取影响139个基因的CNVs。分析的110,692个变异中，鉴定出456个P/LP和3,650个意义未明但倾向可能致病（VUS-LP）SNVs，以及45个P/LP和198个VUS-LP CNVs。411例肿瘤患者中，134例（32.6%）携带P/LP变异；277例其余患者中，76例（18.5%）携带VUS-LP变异，201例（48.9%）两者均无。
既往肿瘤组中，58例（28.6%）携带P/LP胚系变异，其中29例为恶性肿瘤（主要为19例RB1基因变异、7例WT1变异），29例为良性肿瘤（主要为18例TSC2基因变异、5例NF1基因变异）。此外，27例（13.3%）携带VUS-LP变异，118例（58.1%）无任何P/LP或VUS-LP变异。
随访组中，64,187例获得随访数据的患者中，1,187例携带P/LP变异，7,987例无P/LP但有VUS-LP变异，55,013例两者均无。208例新发肿瘤中，76例（36.5%）携带P/LP胚系变异，40例（19.2%）为VUS-LP，92例（44.2%）两者均无。76例携带者中鉴定出78个不同P/LP胚系变异，最常见于NF1（49例），依次为TSC2（6例）、WT1（6例）、PTPN11（3例）和TSC1（3例）。值得注意的是，13例携带P/LP变异者发展为恶性肿瘤：6例WT1变异、2例PTPN11变异，以及APC、GATA2、MSH6、RET和SUFU变异各1例。
肿瘤患者表型与胚系基因型的相关性：411例肿瘤涉及50个儿童癌症易感基因的227个P/LP或VUS-LP胚系变异。NF1见于83例（20.2%），TSC2见于26例（6.3%），RB1见于19例（4.6%），WT1见于13例（3.2%）。最常与良性肿瘤相关的基因为导致1型神经纤维瘤病的NF1和导致2型结节性硬化的TSC2；常见早发性恶性肿瘤伴致病性胚系变异包括RB1基因导致的视网膜母细胞瘤和WT1变异导致的肾母细胞瘤。13例随访恶性病例中包括6例肾母细胞瘤、3例白血病、2例小脑恶性肿瘤、1例肝母细胞瘤和1例性腺母细胞瘤。
50个基因的遗传模式包括常染色体显性（AD，n=24）、常染色体隐性（AR，n=10）、AD/AR（n=13）和未分类（n=3）。无AR基因被确定为肿瘤病因。134例携带基因P/LP变异的肿瘤患者中，23个基因呈显性遗传。AD遗传基因中，RB1变异在视网膜母细胞瘤中渗透率最高（90.5%，19/21），WT1变异在肾母细胞瘤中渗透率最低（52.0%，13/25）。
基于生存策略的潜在肿瘤风险分析：总肿瘤比例为0.5%（411/75,602），恶性肿瘤比例为0.2%（163/75,602）。64,187例非肿瘤适应证测序患者的生存分析显示，P/LP变异者（18.9/1000人年）或VUS-LP变异者（1.58/1000人年）的肿瘤发生率高于其他变异者（0.532/1000人年）。关键的是，恶性肿瘤方面，P/LP组发生率（3.23/1000人年）显著高于VUS-LP变异者（0.236/1000人年）或其他变异者（0.272/1000人年）。P/LP组的肿瘤无生存概率显著更低（P < 0.0001），累积发病率更高（P < 0.0001）。亚组分析显示，其他变异组较VUS-LP组预后更好，肿瘤无生存概率更高（P < 0.0001），累积发病率更低（P < 0.05）。
讨论：2018-2020年中国儿童癌症报告发病率为122.86/百万（0.012%），儿童肿瘤患者胚系变异携带率为8.5%。然而，现有研究主要集中于癌症儿童，无症状或非癌症儿童人群中这些变异的临床外显率和长期致瘤风险 largely unexplored。本研究利用大规模基因组研究数据，发现癌症易感基因致病性胚系变异在1.9%儿童中检出，随访组64,187例儿童中恶性肿瘤发生率为0.1%（66例）。
两组肿瘤模式存在差异。既往有肿瘤者中最常见良性肿瘤为畸胎瘤、结节性硬化相关错构瘤和神经纤维瘤，这些常见于儿童，畸形或癫痫是主要促发基因检测的临床症状。该队列的癌症谱与既往癌症队列不同，最常见恶性肿瘤为肾母细胞瘤、视网膜母细胞瘤、神经母细胞瘤和肝母细胞瘤。随访组中，神经纤维瘤和结节性硬化相关错构瘤是主要良性肿瘤，良性肿瘤比例高于既往肿瘤组。这种差异可由不同识别途径解释：基因检测时已有肿瘤者中恶性肿瘤更可能因症状引发即时临床评估而被检出，而随访组更好反映肿瘤发展的自然史，良性肿瘤更常见且可能随时间显现。对于恶性肿瘤，除肾母细胞瘤外，其他母细胞瘤发病率下降，癌症类型更为多样。
随访组18例WT1基因致病性变异者中，约33.3%有肿瘤诊断，包括5例肾母细胞瘤和1例性腺母细胞瘤，均为截短变异。WT1基因约占肾母细胞瘤的20%，P/LP变异可能导致慢性肾病、性反转和/或泌尿生殖系统异常，截短突变者患1型肾母细胞瘤风险最高。此外，140例NF1和33例TSC2基因P/LP变异者至末次随访尚未发生肿瘤。虽然既往儿童癌症队列中DNA修复基因（如PMS2、TP53和BRCA）占主导，但本研究揭示RB1、TSC2和WT1为最普遍的易感基因。值得注意的是，脑肿瘤在本队列中代表性不足，可能导致脑肿瘤相关易感基因（如TP53和NF1）的检出不足。
临床基因检测中，伦理指南常限制向儿童披露胚系变异相关癌症风险以减轻焦虑。遗传咨询师在提供遗传病全面解释、评估其他疾病发生风险和干预指导方面具有关键作用。研究发现17.5%（208/1,187）的致病性胚系变异携带者在随访期间发生肿瘤，强调了遗传咨询的重要性。鉴于招募参与者为呈现严重非癌症表型的临床转诊儿童队列，发现最宜在此特定背景下解读。虽然胚系变异构成首要且必要的遗传损伤，但严重非癌症疾病的复杂生理环境可能通过炎症、免疫失调或异常组织修复等机制协同创造"促肿瘤环境"，不仅增加基因组不稳定性，还可能加速体细胞"二次打击"。
新生儿遗传筛查日益普及，仔细解读癌症胚系变异将至关重要。部分儿童癌症易感基因是遗传综合征的病因，遗传检测有助于遗传诊断，遗传咨询将为家庭提供肿瘤监测。反之，癌症儿童也应由临床遗传学家或擅长临床形态学的儿科医师检查是否存在畸形综合征。虽然这些癌症易感突变的临床效用尚未证实，未来需要大样本队列研究。
研究局限性：仅分析139个儿童癌症易感基因，可能遗漏大量潜在相关基因；仅招募儿童患者，限制全面评估癌症发病率，尤其是晚年发展癌症者；相对较短的随访期可能导致癌症发病率被低估，尤其高峰发病年龄较晚的肿瘤如儿童脑肿瘤。表遗传易感因素和出生体重、父母年龄等已知内在风险因素因数据有限未纳入评估。
研究结论：儿童癌症易感基因致病性胚系变异在随访组1.9%（1,404/75,399）的儿童中检出，具有更高肿瘤风险，0.1%（66/64,187）表现恶性肿瘤表型。研究结果突出了加强遗传咨询和促进早期个性化癌症预防干预的潜力。鉴于研究局限性，研究人员倡导未来研究纳入更广泛的癌症相关基因调查，并进行纵向随访。
