全球约有三亿人患有罕见病,其中近八成与基因突变有关。许多患者和家属辗转多年,做了无数次检查,却始终得不到一个明确的基因诊断。原因之一是,现有技术通常只能“瞄着”已知的几个热点区域去检测,而一个基因上成千上万种可能的变异,绝大多数功能未知。如今,一项名为“饱和基因编辑”的新技术,就像给一个基因做了一次高分辨率的“全身CT”,不仅精准定位了致病突变,还意外发现了另一种全新的疾病。
这项研究由英国弗朗西斯克里克研究所和牛津大学合作完成,两篇相关论文同日发表在Nature及Nature Genetics杂志上。研究的核心对象是一个叫RNU4-2的基因。它很特别——绝大多数致病基因都负责编码蛋白质,而RNU4-2不干这个活,它生产的是RNA剪接体中的一个关键组件。此前研究人员已经发现,这个基因上一个特定区域的单个突变会导致一种罕见的神经发育障碍,命名为ReNU综合征,患儿会出现严重的智力运动发育落后。但当时只找到了大约二十个相关突变,而人群中还存在着大量其他变异,哪些真正有害、危害多大,谁也说不清楚。
文章中,研究人员带来的“饱和基因编辑”技术正好能回答这个问题,该方法不再满足于猜测,而是直接在人类细胞中逐一安装RNU4-2基因上每一个可能的单核苷酸变异—总共超过500种。然后根据细胞“健康程度”给每个变异打分,令人惊喜的是,这些实验室里打出的分数,与ReNU综合征患者的实际病情严重程度高度吻合;换句话说,这种技术能直接“读出”一个突变有多坏,而不用靠预测软件去猜。

饱和基因编辑揭示了RNU4-2变异的功能谱
然而,在分析海量数据时,研究者发现了一个反常现象:还有另一组突变,得分同样很低—对基因功能破坏很大,但它们并不在之前认为的那个致病区域里。这一下引起了警觉。通过与英国、澳大利亚、法国、德国和美国多家临床团队合作,他们证实这组突变导致的是一种完全不同的神经发育疾病。区别在于遗传方式:原来的ReNU综合征是显性遗传,即一个突变拷贝就足以发病;而新发现的疾病是隐性遗传,患者必须从父母双方各继承一个突变拷贝才会中招。在第二项研究中,研究者成功诊断了38名这种隐性ReNU综合征的患者,这些患儿同样有严重发育迟缓,但大脑白质受损的模式与显性型不同,通过核磁共振可以区分开。
这项研究的第一个亮点是证明了饱和基因编辑技术可以应用于非编码基因,而这恰恰是传统生物信息学工具的软肋。第二个亮点更富戏剧性:原本只想搞清楚一个已知疾病背后的所有突变,结果系统性地扫了一遍整个基因后,居然又挖出一个全新的疾病。用研究者自己的话说,“基因组里还藏着另一种病。”这种“搂草打兔子”式的发现,正是系统性试验每一个可能突变的威力所在。
对于临床医生和患者家庭而言,这项成果意味着实实在在的诊断工具,以往许多患儿被笼统地贴上“全面性发育迟缓”或“自闭症”的标签,基因检测报告上写着“意义不明确的变异”,家属只能继续等待。现在,通过饱和基因编辑给出的“功能评分”,医生可以明确判断某个罕见变异是否真的致病。15岁的Oliver Stuart就是这次获得明确诊断的患者之一,他的母亲Louise回忆,孩子从小就有智力和运动方面的问题,但多年来只得到一个模糊的“全面性发育迟缓”结论;他们参与了英国十万人基因组计划,苦等数年没有答案,直到这项研究完成,那个解释一切的电话终于打来;研究者指出,答案本身就是巨大的解脱,现在他们能加入患者社群,帮助其他仍在迷雾中摸索的家庭。
当然,饱和基因编辑目前还是一项前沿技术,成本较高,无法立刻普及到每个实验室,但这两项研究清晰地展示了一条路径:对关键基因进行系统性的功能扫描,可以大幅提升罕见病的诊断率,甚至发现教科书上从未记载过的疾病实体。(生物谷Bioon.com)
参考文献:
De Jonghe, J., Kim, H.C., Adedeji, A. et al. Saturation editing of RNU4-2 reveals distinct dominant and recessive disorders. Nature (2026). doi:10.1038/s41586-026-10334-9
Rius, R., Blakes, A.J.M., Chen, Y. et al. Biallelic variants in the noncoding RNA gene RNU4-2 cause a recessive neurodevelopmental syndrome with distinct white matter changes. Nat Genet (2026). doi:10.1038/s41588-026-02554-6