除了在预测中缺乏完全一致性外,还发现不同算法之间的“假的一致性(false concordance)”。在ClinVar数据库773/7,346(10.5%)为良性变异,这些变异用五种常用算法预测均为致病性。相反,在7473个致病性变异中,有64个(0.8%)变异用五种算法预测均为良性。
仅评估三种常用的算法(Polyphen、SIFT和CADD)就可以获得了致病性(84%)和良性变异(46%)的较高一致性,同时假的一致性也在增加。
事实上,在18种算法中,有≥50%的算法将22.5%(1653/7346)的良性变异判定为致病性,其中有87个变异【ClinVar认可的专家组对变异的良性分类进行了审核(三星审核状态),这提示这些变异是良性的】。
其中REVEL、MetaSVM算法,一致性最高
Wilcox等再次评估了计算机预测算法对基因变异(临床基因组资源(Clinical Genome Resource)专家组管理的727个错义变异)致病性分类的影响,以确定PP3和BP4的应用频率。
总体而言,727个错义变异中的429个(59%)应用了PP3和BP4标准。然而,PP3标准比BP4标准更常用(400次vs29次),分别用于79%(149/189)和68%(147/215)的致病和可能致病错义变异。
PP3标准也用于50% (97/193)的VUS,仅用于7个良性或可能良性变异。相比之下,BP4标准主要用于可能良性(14/36, 30%)和良性(7/84, 8%)错义变异,偶尔用于8/193 (4%) VUS,从未用于可能致病或致病变异。
Wilcox等去除了PP3和BP4证据项,用ACMG指南中剩余的标准重新评估变异的致病性。移除PP3标准后,149个致病变异中的21个(14%)和147个可能致病变异中的36个(24%)分别降级为可能致病性变异和VUS。因此,在所有致病和可能致病的错义变异中,有14%(57/404)的最终分类中,PP3标准产生了差异。
相反,在去除BP4标准后,在14个可能良性错义变异中,有9个(64%)改为VUS;7个良性变异均未改变分类。总体而言,应用PP3和BP4标准改变了9%(66/720)错义变异的致病性分类;应用其中任一一个标准可改变15%(66/429)错义变异的致病性分类。
Wilcox等分析比较了变异致病性分类的ACMG/AMP分类系统与定量积分系统。
重新分类了应用PP3和BP4标准的错义变异的致病性,并量化了计算机模拟标准对最终致病性分类的贡献。在应用PP3和BP4支持性证据(±1)的422个错义变异中,定量积分系统有助于对66个变异(16%)进行最终致病性分类。
与之前提到的分析一致,这些变异大多数是致病或可能致病的错义变异,需要根据PP3标准才能达到最终分类(63/294或~21%)。具体而言,139个可能致病变异中,有36个(26%)在移除PP3标准后被重新分类为VUS。
Wilcox等评估了现有的计算机模拟工具在预测错义变异的致病性方面的性能(REVEL、VEST、FATHMM、MPC),结果显示相对于其他的工具,这些工具有较好的预测性能。
VEST和REVEL是表现最佳的预测工具。例如,REVEL的最佳执行阈值为≥0.8(致病性)和≤0.4(良性)。
总之,研究强调了优化计算机预测工具的重要性,以便基因变异致病性分类能更恰当地使用PP3和BP4标准。这些数据提供了可靠的定量证据,表明在计算机模拟预测中,经过适当校准后,可以提供支持或中等水平的致病性证据。
建议
1.在大多数情况下,建议临床实验室使用单一的工具和阈值,这些工具可以达到强水平的致病性证据和中等水平的良性证据(BayesDel, MutPred2, REVEL或VEST4)。这一建议最大限度地提高了可应用的证据强度,同时尽量减少支持和中等强度证据的假阳性预测数量。单一工具的重要性在于避免引入的偏倚。例如,通过多个工具来寻找某特定变异的最强证据等级,进行主观性选择。
2.尚未评估将PP3/BP4的错义变异有害性预测的方法与其他变异类型(如剪接、表达)的预测方法相组合的使用情况。预测错义变异(如蛋白质稳定性)的功能机制的计算方法不应与其他错义变异影响预测因素结合使用。
3.预测工具的选择(仅适用错义变异):
1)工具应至少可以评级到强的致病性证据,如BayesDel, MutPred2, REVEL、VEST4。
2)对PP3/BP4给出的最大证据水平受到建议的阈值限制。
3)当PP3与PM1证据(变异位于热点或功能域的错义变异)一起应用时,应将组合起来证据限制为强的证据。例如,如果PM1为中等强度,PP3为强的证据(PP3_Strong),则组合总证据应为强(PS),而不是强+中等(PS+PM)。如果PM1和PP3_Moderate都是中等程度证据的组合(PM+PM),那么组合起来证据就不会超过强的证据水平。
4)若在变异管理专家小组(variant curation expert panels, VCEPs), 临床实验室或研究小组已经开发出某基因特异性的预测工具,那么推荐实验室使用这类针对性的预测工具和阈值,而不是其他的标准工具。
附件
不同致病性证据,所适用的基因变异类型
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