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Nature子刊:罕见病远不止7000种!到底有多少?
发布时间:2019/11/14

用于定义特定疾病的表型、遗传和环境特征,通常是在不同的人口统计学特征、区域或环境中确定。通常需要在不同的亚群中的多项观察结果,来佐证对相关疾病的定义,为标准化的诊断能力和治疗方法提供支持。但是,对罕见病进行这种佐证的可能性,会低很多。目前,对罕见病的定义缺乏共识,定义不完善,客观上会影响判断患病人数、诊断和治疗方法,同时会影响罕见病机理与潜在疗法的研究。据估算,罕见病患者占人口的10%,因此,开发罕见病诊断与疗法,面临越来越大的社会压力。迫切需要更准确地定义罕见病,改善获得相关疾病的准确信息的机会,实现为受影响影响的患者提供精准医学服务的目标。然而,目前的情况却是,甚至有多少种罕见病,都无法准确说出。


近日,来自俄勒冈健康与科学大学(Oregon Health & Science University,OUSU)俄勒冈临床与转化研究所的Mellisa Haendel博士等,在Nature Reviews Drug Discovery上发文,探讨了相关问题。 

什么样的罕见病才算“罕见”?   

常见的罕见病定义,是药品监管机构针对罕见病治疗药物(称为孤儿药)的开发,提供资金和监管激励而采用的资质标准。相关的定义,因国家、地区不同而有所差别。例如,在美国,对罕见病的定义,是依据《1983孤儿药法案》(Orphan Drug Act of 1983),影响范围不到200,000人的病症(condition)。而欧盟推出的类似立法,对罕见病的定义,是在每2000人中影响不到1人的疾病。


不同国家和地区对罕见病人群的定义(数据来源:参考资料[4],药明康德内容团队制图)


此外,有些疾病在某些人口或地区是"罕见的",但在另一些地区则不然。例如,Tay-Sachs病在一般人群中很少见,但在阿什肯纳兹犹太人中,携带者频率为 1/25。结核病在美国很少见,但根据世界卫生组织的数据,结核病是全球十大死亡原因之一。显然,罕见病的“罕见”,取决于具体背景。


什么是罕见病?

与大多数常见疾病相比,罕见孟德尔遗传病(Mendelian diseases)是由特定的遗传变异引起的,这些疾病与许多小效应遗传变异(small-effect genetic variants)有关,对于这样的遗传变异,环境因素的影响往往更为重要。其它类型的罕见病,例如罕见传染病和罕见癌症,有其自身的特点和复杂性。然而,在识别或管理绝大多数罕见病方面,大多数临床医生不大可能拥有经验。因此,所有罕见病都面临相似的临床挑战。常发生诊断延迟或错误,最佳临床管理很少能够实现。


随着基因组测序成为常规,预期医生们在诊断患者是否患有罕见病时,将首先对患者基因组进行测序,然后尝试根据患者的表型特征确定相关疾病。然而,即使目前对许多罕见病的遗传基础了解有限,但大家知道,同一基因中不同的致病变异,可能有不同后果,而这些相关的后果往往并没有得到充分记录。例如,PIK3CA基因中不同的致病变异与几种不同的罕见病有关,包括静脉畸形骨肥大综合征、脑血管畸形综合征,以及几种癌症和畸形综合征。尽管涉及同一基因的变异,但由于疾病表现不同,因此,这些综合征应被视为不同的疾病。更重要的是,这些综合征的治疗并不相同。


为了更有效地诊断和护理罕见病患者,业界首先需要就与每种罕见病相关的遗传、表型和环境属性的特有组合(包括就如何定义疾病),达成一致;对疾病发生率的定义,也应同时达成一致。目前,用于鉴别罕见病和对罕见病进行分类的术语、模型和元数据存在大量重叠;可能代表治疗靶点的蛋白质和基因的数据整合不断增加,也存在类似情况。对某些疾病的定义存在分歧,似乎不可避免,尽管如此,但迫切需要一种可以整合多种资源的计算表征(computational representation),来整合多种资源,促进来自于所有相关来源的疾病综合信息检索,以及诊断和医疗照护方面的一致建议。 

图片来源:Pixabay

存在多少种罕见病? 

监管机构、科学家、临床医生和患者权益团体经常提到约有7,000种罕见病,也有存在5,000至8,000种罕见病的提法。对罕见病数量估计的差异,为什么如此之大?一个原因是,正如前文所述,在定义个别病种(discrete disease entity),以及在不同国家或人口中的发生率方面,缺乏一致性。另一个原因是现行术语存在估计差异,欠完善。一些术语没有涵盖染色体疾病或其它结构变异,例如倒位(inversion);而其它术语则没有涵盖环境原因所致罕见病,例如接触毒素所致的罕见病。估算罕见病数量,并没有在考虑计算属性的情况下,明确界定纳入/剔除标准,也没有说明相关计数是否包括更一般的疾病类别,甚至没有说明这些疾病是如何定义的。 


图片来源:monarchinitiative.org


最近,有关各方将大量的术语资源汇集在一起,统一Monarch疾病本体(Monarch Disease Ontology, Mondo)中的疾病定义。虽然这一共识进程仍在进行中,但作者目前估计的罕见病数量超过10,000种。该数字是利用现有疾病术语的层级结构获得的。在没有获得广泛接受的罕见病定义的情况下,最初的实用方法,是计算疾病层级结构中最具体的术语(即“叶子术语”,“leaf terms”),同时排除更高层级的术语。例如,将Mondo的一个特异性罕见病术语“法洛四联症”(tetralogy of Fallot,TOF)计算在内,而不是上一层术语“先天性心脏病”。当来自关于罕见病的主要知识来源(包括Orphanet、OMIM、GARD、DOID和NCI Thesaurus(NCIt,国立癌症研究院同义词库))的此类信息(见下图),在Mondo内通过算法组合和内容管理,可以确定一共有10,393个罕见病“叶子术语”。其中的大多数,6,370种罕见病,存在于3个或3个以上来源中,而其余的4,023种罕见病为单一来源。这一初步分析表明,目前罕见病的数量,可能会比通常假设的要高得多。这样的初步分析结果,对诊断、药物发现和治疗具显著影响。然而,应该强调,需要进行更为严格的分析,最终确定这是否确实是一个更为准确的估计。 

  

图片来源:药明康德内容团队根据参考资料[5]整理


Mondo分析结果(图片来源:参考资料[7])

呼吁采取行动 

很明显,业界必须在全球范围内联合行动,通过临床和计算资源来收集、巩固和管理罕见病的最可靠和最新的知识。例如,OMIM每年向其数据库增加200多种新的疾病。定期协调这些知识来源也至关重要。


文章作者呼吁资助机构和监管机构、患者权益团体和罕见病领域的所有其它组织,支持通过协调一致的努力,以中立于地缘政治的方式确定什么是罕见病的个别病种。一套能够准确定义罕见病的全球一致的标准,这将使大家能够根据现有的知识,对罕见病进行计数,并利用迅速增长的基因组知识,阐明目前未知,或表征不佳的罕见病的分子基础。这些工作,将为更有效地诊断、治疗和照护罕见病患者以及开发新的治疗方法奠定基础。相反,如果不能更有效地收集和策划有关罕见病的知识,许多罕见病患者仍将处于缺医少药状态,得不到医疗保健系统的重视。



参考资料:

[1] WHO. Tuberculosis. Oct 17, 2019. Retrieved Nov 6, 2019 from https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/tuberculosis

[2] Daniel J O’Connor. Orphan drug designation -- Europe, the USA and Japan. Feb 13, 2013. Retrieved Nov 6, 2019 from https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1517/21678707.2013.769876

[3] Christopher J. Mungall, Julie A. McMurry, Sebastian Köhler, et al. The Monarch Initiative: an integrative data and analytic platform connecting phenotypes to genotypes across species. Nucleic Acids Res. 2017 Jan 4; 45(Database issue): D712–D722. Published online 2016 Nov 29. doi: 10.1093/nar/gkw1128

[4] RF. Orphan Drug Regulations: A Global Perspective. V1, No. 3, 2018. Retrieved Nov 2, 2019 from https://learningportal.raps.org/products/1509/rf-article-series-orphan-drug-regulations-a-global-perspective

[5] Melissa Haendel, Nicole Vasilevsky, Deepak Unni, et al. How many rare diseases are there? Nature Reviews Drug Discovery. NOV 5, 2019. doi: 10.1038/d41573-019-00180-y

[6] Haendel, M. A., Chute, C. G. & Robinson, P. N. Classification, ontology, and precision medicine. N. Engl. J. Med. 379, 1452–1462 (2018)

[7] Unni, Deepak; Joachimiak, Marcin; Shefchek, Ken, et al. Rare Disease analysis in Mondo. Oct 10, 2019. doi: 10.5281/zenodo.3477634