本文摘要
全外显子组测序（WES）是一种专门针对人类遗传信息中负责编码蛋白质的“外显子区域”（约占全基因组的1%–2%）进行深入解读的检查。由于目前已知的遗传性疾病致病变异中，约有85%集中在这一狭小区域内，因此 WES 能以有限的成本和时间，广泛排查单基因遗传病的风险。与传统的 NIPT（新型产前筛查）通过血液非确诊性地排查13、18、21-三体综合征等“染色体数量异常”不同，全外显子组测序能够深入到比染色体更微观的“单个基因层面的变异”，两者在定位上有所区别。在 Hiro Clinic（ヒロクリニック），针对 NIPT 结果呈阳性并接受羊水穿刺确诊检查的患者，我们与日本国内的检测机构合作，免费提供全外显子组测序的相关专业资讯。然而，任何高精尖的检测都有其局限性。在考虑接受检查之前，请务必了解：该检测有可能发现意义不明的变异（VUS），且无法检测出所有的疾病。
本文速览
- 全外显子组测序（WES）的定义、与普通 NIPT 的区别及定位
- 全外显子组测序能检测出什么（单基因遗传病、新发变异、微小结构异常）
- 适用人群、检测流程、所需样本及出结果的周期
- 检测的局限性与注意事项（非确诊部分、意义不明的变异、遗传咨询的必要性）
- 费用、方案定位及常见问题解答
为了了解宝宝的健康状况以及自身遗传体质，越来越多的准父母开始关注“基因检测”。近年来，随着医疗技术的飞跃进步，“全外显子组测序（WES）”这一术语频繁出现在大家的视野中。
Hiro Clinic（ヒロクリニック）迄今已积累了超过 75,000 例 NIPT（新型产前筛查）检测业绩（客户满意度达 98.8%，2023年12月 EasyCloud 股份有限公司调查）。我们不仅限于开展常规 NIPT 筛查，更引入了高精尖的全外显子组测序技术与专业知识，构建起完善的检测体系，并根据需求提供全面周到的售后跟踪与支持服务。本文将在专业医师的监修下，用通俗易懂的语言为您深入解析全外显子组测序的原理、其与常规 NIPT 及全基因组测序（WGS）的区别、适用人群，以及该检测的局限性。
什么是全外显子组测序（WES）？与常规 NIPT 的区别
精准靶向基因“有意义区域”的技术
作为人体设计图纸的“基因组（全遗传信息）”，由多达约 30 亿个碱基对（DNA 的字母）组成。但实际上，并非所有区域都记录着构建人体的蛋白质信息。
记录着蛋白质设计图纸的区域被称为“外显子”，而其余功能尚未完全阐明的区域则被称为“内含子”等。在外显子区域仅占人类整个基因组 1%–2% 的情况下，目前已知的遗传性疾病致病变异中，却有约 85% 都集中在这仅占 1%–2% 的“外显子区域”内。
全外显子组测序正是利用特殊技术仅提取这一“外显子区域（外显子组）”，并进行集中解读的方法。您可以将其想象成：与其从头到尾翻阅一整本厚重的字典，不如高效解读集中了重要条目的索引部分。我在门诊向患者讲解这项检测时，通常也会先从这种“范围的不同”讲起。因为比起专业术语，先让大家建立起“这项检测究竟是查什么”的直观印象，才是通往理解的最佳捷径。
与常规 NIPT 在检测对象和精度性质上都有所不同
有些人可能会认为：“既然已经做过 NIPT 检测了，是不是就不需要进行全外显子组测序了？”然而，这两者检测的对象本来就不同。常规 NIPT 是一种非确诊性检测，它通过母体血液中的胎儿游离 DNA 片段，来检测 13、18、21 三体综合征等“染色体数量的变化”。与此相对，全外显子组测序检测的不是染色体数量，而是解读单个基因的“碱基排列顺序（序列）”所发生的改变，它能够深入评估常规 NIPT 无法涵盖的单基因遗传病。关于 NIPT 的定位，日本产科妇科学会也公开了相关信息。
| 对比项目 | 常规 NIPT | 全外显子组测序（WES） |
|---|---|---|
| 检测对象 | 染色体数量的变化（13、18、21-三体综合征等） | 基因序列的变化（单基因遗传病） |
| 样本 | 母体血液（cfDNA） | 主要为羊水（有时也使用绒毛或血液） |
| 检测性质 | 非确诊性检测（筛查） | 接近变异的直接检测，但在判定临床意义方面存在局限性 |
| 检测时期 | 孕早期即可进行 | 主要在允许进行羊水穿刺的时期之后 |
| 定位 | 首先接受的筛查检测 | 用于探究更详细原因的精密检测 |
也就是说，常规 NIPT 与全外显子组测序并非“哪个更优秀”的关系，将其视为检测层级不同、具有互补性的检查会更准确。请将两者的作用区分开来理解：染色体数量交给 NIPT，基因序列的变化则交给全外显子组测序。通过结合两者的结果，能够从更多角度全面把握宝宝的健康状况。
次世代测序（NGS）与检测精度的科学
使全外显子组测序在临床现场得以实用化的，正是被称为“次世代测序仪（NGS）”的分析设备。NGS 能够高速且并行不悖地同时读取数千万至数亿个微小的 DNA 片段。
确保可靠性的“覆盖深度（Coverage）”
在基因检测中，不仅“能否读取”至关重要，“能否准确且无误地读取”也同样关键。衡量该分析数据可靠性的指标便是“覆盖深度”（表示读取深度的指标）。
覆盖深度 C，是指目标特定 DNA 区域被测序仪平均重复读取的次数。假设单次读取的碱基长度（读长）为 L，总读段数为 N，目标区域的总碱基对数为 G，则定义公式如下：
C＝L×N／G
例如，即使在样本中某种基因变异含量极少等微观情况下，只要将该覆盖深度 $C$ 设定得较高（较深）并进行多次重复读取，就能更容易地捕获变异，而不会将其埋没于机械噪音中。Hiro Clinic（ヒロクリニック）合作的日本国内检测机构（东京卫生检验所），以“100倍深度”为标准，开展防止漏检的数据获取。
通过全外显子组测序能检测出什么
全外显子组测序主要评估的对象包括单基因遗传病、de novo变异（新发突变）以及部分微小的结构异常。下面我们来逐一了解。
单基因遗传病
由单个基因的变化引起的疾病被称为“单基因遗传病”。包括影响骨骼与软骨发育的疾病、与心脏结构相关的疾病以及影响神经发育的疾病等，种类超过200种。全外显子组测序是一种能够从外显子区域中广泛排查可能导致此类单基因遗传病致病变异的检测。关于单基因遗传病本身的更多详情，我们在单基因遗传病的专题文章中也进行了深入探讨，欢迎结合阅读。
de novo变异（新发突变）
提到单基因遗传病，人们往往容易认为“只有家族中有相同患者时才需要担心”，但实际情况并非总是如此。全外显子组测序中发现的变异，绝大多数既非遗传自父亲，也非遗传自母亲，而是在宝宝这一代新产生的“de novo变异（新发突变）”。即便没有家族病史，也并不意味单基因遗传病的风险为零，这是希望大家能够了解的事实。
微小的结构异常
在全外显子组测序中，除了单碱基层面的变异外，有时还能发现仅限于外显子区域内、相对较小的缺失或重复（拷贝数改变）。然而，跨越整个染色体的大范围结构异常，如后文所述，并非全外显子组测序所擅长的领域。根据需要排查的内容不同，所适用的检测手段也有所差异，因此与医生沟通并确定需要排查的范围至关重要。
与全基因组测序（WGS）及微阵列芯片检测（Microarray）的区别
基因检测的方法有多种，让我们来对比一下各自特徴。
| 对比项目 | 全外显子组测序（WES） | 全基因组测序（WGS） | 微阵列芯片检测 |
|---|---|---|---|
| 检测对象 | 外显子区域（约 1～2%） | 全基因组区域（100%） | 特定染色体的微小缺失/重复 |
| 优势特点 | 锁定已知致病基因，高效分析 | 探索未知区域，发现复杂的结构异常 | 检测染色体水平的数量异常及结构异常 |
| 数据量与耗时 | 数据量相对较少，分析和报告相对较快 | 数据量极其庞大，分析与存储耗时较长 | 相对较快 |
| 费用 | 相比 WGS 更易控制成本 | 费用往往较高 | 中等程度 |
全外显子组测序将资源集中于易与疾病直接相关的“有意义区域”，是一种在成本与全面性之间取得良好平衡的检测方法。另一方面，如果希望包含非编码区在内进行更广泛的排查，全基因组测序（WGS）则是一个可选方案。关于 WGS 的详细内容，我们在全基因组测序（WGS）的专题文章中进行了讲解。
适用对象
Hiro Clinic（ヒロクリニック）针对接受 NIPT 判定为阳性后、作为确诊检测接受羊水检查的受检者，免费提供融入了全外显子组测序见解的检测方案。此外，在以下情况下，经与医生沟通后，也可考虑进行全外显子组测序：
- 超声检查中发现值得关注的异常表现（如形态异常等），希望更详细地排查原因时
- 家族中有遗传性疾病史，希望深入了解相关风险时
- 希望对常规 NIPT 未涵盖的单基因遗传病风险进行评估时
如果不确定自己是否适用，切勿自行判断，建议在咨询时与医生进行沟通。对于不清楚如何选择方案的人士，也可利用方案诊断功能。
许多人在带着“到底要不要做检测”的犹豫与困惑下来到诊所咨询。我个人在面对这类咨询时，首先会告诉大家的是：“接受检测本身并不是最终目的。”共同思考“检测所能获取的信息量”与“家庭实际希望了解的信息”之间的平衡，才是迈出的第一步。无需着急做出决定。
检测流程、所需样本及出结果的时间
Hiro Clinic（ヒロクリニック）的基因检测（NIPT 及羊水检查时的分析）按以下流程进行：
- 预约与咨询：可通过 24 小时开放的 Web 预约系统进行申请。在在线咨询中，医生将倾听您的顾虑与需求。
- 样本采集：进行 NIPT 时，需前往诊所抽取母体静脉血（约 10ml）；全外显子组测序主要使用羊水穿刺时采集的羊水。
- 日本国内检测机构分析：在合作的东京卫生检验所，使用专用设备富集外显子区域，并通过次世代测序仪（NGS）进行读取。
- 生物信息学分析：从读取的庞大数据中筛选出有临床意义的变异，并与已知的疾病数据库进行比对。
- 告知结果：结果出具后，将通过个人页面或由医生讲解进行告知。必要时，也会就后续事宜提供建议与指导。
常规 NIPT 由于样本在日本国内进行分析，最快数天内即可出具报告；但全外显子组测序涉及的数据量远多于单纯的 NIPT，因此进行详细分析需要相应的时间。
电话咨询请拨打：0120-169-629
检测的局限性与注意事项
全外显子组测序虽然非常有用，但并非万能的检测手段。在接受检测之前充分了解其局限性，同样是 Hiro Clinic（ヒロクリニック）一贯秉持的严谨态度。
- 无法检测外显子以外的区域：对于不具备蛋白质编码功能的其余 98% 区域内的异常（例如调节基因表达区域的异常等），该检测无法发现。
- 不擅长检测大范围的结构异常：染色体的大片段缺失、重复、易位等结构变化，采用微阵列芯片检测等其他方法可能更为合适。
- 可能发现“临床意义未明的变异（VUS）”：虽然检测到了变异，但以当前的医学水平尚无法判定该变异究竟会导致疾病，抑或仅仅是单纯的个体差异，这种情况被称为“临床意义未明的变异”（VUS）。
- 可能存在偶然发现（偶发所见）：有时可能会偶然发现与本次排查疾病无关、但与其他疾病风险相关的变异。
- 无法排查所有疾病：对于非基因导致的疾病，或原因尚处于医学未解领域的疾病，仅凭本检测是无法确诊的。
正因存在这些局限性，遗传咨询在解读结果时显得不可或缺。请切勿独自一人去消化数据或诊断名称，与具备专业知识的医生一道，共同梳理结果的含义以及适合您家庭的选择，是非常重要的过程。在 Hiro Clinic，专业医生会在说明这些局限性的基础上，贴近每一位受检者的具体情况，为您提供针对性的检测方案建议。对于无法得出检测结果的情况，也请一并参考关于显示“无法判定”原因的专题文章。
接受遗传咨询的意义
全外显子组测序的结果，绝非仅凭阅读检测报告上的数值或诊断名称就能彻底理解的。在专业医生或咨询师的陪同下，共同解读该结果对家庭究竟意味着什么，这一过程才是遗传咨询的核心本质。
避免“独自”承受检测结果
在我诊察过的受检者中，不少人在刚拿到检测报告时，会试图仅凭互联网上零碎的信息来下结论。然而，面对包含“临床意义未明的变异”或“偶发所见”的结果，若在缺乏专业知识的情况下自行解读，往往会导致不必要的焦虑。在遗传咨询中，我们不仅会解释结果在医学上的含义，还会专门抽出时间，与您共同探讨该如何面对和处理这些信息。
不诱导选择，提供中立客观的信息
在遗传咨询过程中，我们绝不会强加或建议您做出某种特定选择。我们的基本原则是：在检测所获信息的基础上，中立且客观地告知您医学事实，以便您的家庭能够做出坦然且充分知情的决策。在妇产科专家、儿科专家及临床遗传专家紧密协作的机制下，我们非常注重营造一个让您可以随时表达疑问与不安的环境。
咨询并非一次性就结束的流程。除了刚拿到结果的当口，随着时间的推移，可能还会产生新的疑问。Hiro Clinic（ヒロクリニック）建立了完备的支援体系，确保您在这些时刻都能随时再次进行咨询。正因为是专业性极强的内容，请切勿将不懂的疑问搁置不管。关于基因组医疗的研究与支援体系，也可参考日本医疗研究开发机构（AMED）的相关信息。
费用与方案的定位
Hiro Clinic（ヒロクリニック）针对接受 NIPT 判定为阳性后、作为确诊检测接受羊水检查的受检者，免费提供融入了全外显子组测序见解的检测服务。由于检测方案会因怀孕周数及个人需求而有所不同，建议您首先通过“方案诊断”来了解大致情况。具体的费用与方案内容，可在下方的方案诊断页面或通过在线咨询进行详细了解。
在考量费用时，不仅要看单项检测的金额，更重要的是要将“如何看待检测结果”以及“后续该如何面对”等因素一并纳入考量。包括咨询服务的时间、羊水检查的补助制度等在内的整体服务定位，欢迎随时向我们咨询。如果您同时还在考虑全基因组测序（WGS），我们也会为您对比包含费用差异在内的各项细节。
适用人群对照表（一览表）
| NIPT 阳性后，作为确诊检测接受羊水检查的受检者 | 免费提供 |
| 上述以外的情况（超声检查异常表现、家族史等） | 通过方案诊断与咨询提供建议 |
您属于哪种情况，可通过下方的“方案诊断”或在线咨询进行确认。
常见问题（FAQ）
Q. 接受全外显子组测序，就能知道宝宝的所有疾病吗？
A. 不能，并不能排查出所有疾病。全外显子组测序虽然对检测“已知的遗传性疾病”非常有效，但对于非基因导致的疾病，或病因存在于外显子以外区域的疾病，该检测是无法发现的。
Q. 羊水检查时的免费全外显子组测序，每个人都可以接受吗？
A. 该服务仅面向在本诊所接受了 NIPT 检测、因判定为阳性而需接受羊水检查作为确诊检测的受检者。使用此服务可能需要提供担当妇产科医生的推荐信/申请书，详情请在咨询时向医生了解。
Q. 出结果需要多长时间？
A. 由于 Hiro Clinic（ヒロクリニック）是与日本国内的检测机构（东京卫生检验所）紧密合作，因此无需花费跨国运输样本的时间。不过，全外显子组测序涉及的数据量远多于单纯的 NIPT，因此出具结果报告所需的时间也会长于 NIPT。具体所需的大致时间将在咨询时由医生为您说明。
Q. 如果发现了“临床意义未明的变异（VUS）”该怎么办？
A. 即使检测到了变异，以目前的医学水平也可能无法判定该变异是否与疾病直接相关。在这种情况下，无需急于做出断言，我们建议通过遗传咨询，与医生共同梳理目前明确与尚不明确的事实，并一起探讨后续的应对思路。
Q. 在全外显子组测序与全基因组测序（WGS）之间，应该如何选择？
A. 大多数人会首先考虑在性价比与覆盖范围上取得良好平衡的全外显子组测序。如果您希望更全面地排查更广泛的区域，或者仅凭全外显子组测序无法查明原因时，全基因组测序（WGS）可以作为一种备选项。具体哪种方案更适合您，可在与医生沟通后决定。
Q. 是否提供结果讲解以及后续的支援保障？
A. 是的。Hiro Clinic（ヒロクリニック）拥有妇产科专家、儿科专家及临床遗传专家紧密协作的机制，将通过遗传咨询，为您耐心细致地讲解结果的医学含义以及适合您家庭的选择。请切勿独自承受检测结果，欢迎随时向我们咨询。不仅是在刚拿到报告的当口，即使日后产生新的疑问，您也可以随时再次进行咨询。
Q. 如果没有发现变异（阴性），就可以完全放心了吗？
A. 即使全外显子组测序未发现特定变异，也并不意味完全排除了所有疾病的可能性。因为由外显子以外区域引起的疾病，或以目前医学水平尚未明确病因的疾病，均不在本检测的范围之内。正确理解“并非没有异常，而是本次排查范围内未发现变异”这一结果属性，是非常重要的。
作者・监修
冈 博史（Oka Hiroshi）／医疗法人社团福美会 Hiro Clinic 统括院长、实验室总监（Labo Director）。毕业于庆应义塾大学医学部，先后通过日本与美国的医师资格考试并取得医学博士学位。持有全日本仅有约 20 人拥有的实验室总监资格。同时担任专业职大学客座教员，并在 YouTube 频道“博史老师的正解循证怀孕 ch”等平台，持续发布基于科学循证的怀孕与产前诊断相关信息。参考：日本人类遗传学会、日本医学会《医疗中的遗传学检查与诊断指南》，也请参考本诊所的编辑与监修体系。
