【佳学基因检测】可以进行基因筛查的新生儿遗传病种类及其技术

佳学基因新生儿基因检测导读：

根据佳学基因的统计调查，目前各医院对新生儿进行遗传病筛查时，所采用的方法仍然是以代谢物的生化指标检测为主，检测结果假阳性率较高，且有一定的假阴性，筛查的病种有限。由于基因解码技术的不断发展和推广。新生儿遗传病筛查的基因检测技术逐步得到应用。这些技术包括定量聚合酶链反应技术（PCR）、高密度芯片技术、高通量测序。高通量测序又分为基因包测序、全外显子组测序和全基因组测序。但目前用于新生儿遗传病筛查的基因技术主要为定量聚合酶链反应技术和基因包测序。新生儿基因筛查病种由单病种筛查如耳聋、脊髓性肌萎缩及重症联合免疫缺陷病等向多病种筛查发展。新生儿基因筛查结果解读除遵循美国医学遗传学与基因组学学会联合分子病理协会（AMCG)在2015年提出的“序列变异解读标准和指南”外，还需要结合生化指标检测及其他检测结果综合分析。新生儿遗传病基因筛查的开展需要遵循伦理原则，包括将新生儿基因筛查作为公共卫生项目的伦理、新生儿及其家庭成员知情选择权和隐私权伦理等。新生儿遗传病基因筛查的开展将使更多的遗传病患者能够早期诊断，改善其预后，在新生儿遗传病筛查领域具有里程碑意义。

新生儿基因检测关键词

聚合酶链反应（polymerase chain reaction，PCR）;存活运动神经元 （survival motor neuron，SMN）;美国医学遗传学与基因组学学会（American College of Medical Genetics and Genomics，ACMG）;

新生儿基因检测的必要性

遗传病种类繁多, 且大部分危害大, 患者病死率及致残率较高。《遗传病的表征及其基因位点》中记录了被广泛认可的新生儿遗传病近8千种，同时列出了与疾病相关的疾病表征近四万种。新生儿遗传病筛查可使患儿在出生后数天至数十天内得到诊断及治疗, 以避免因遗传病所致的死亡、致残或减轻残疾的程度。目前新生儿遗传病筛查是在婴儿出生后48~72 h，利用专用滤纸片采足跟血, 通过检测疾病特异代谢物筛查某些遗传代谢病的方法。随着检测技术的发展, 筛查技术从最初的细菌抑制法, 发展到荧光免疫法及串联质谱法。筛查病种从一种扩增到数十种 。但这些技术均属于生化指标检测, 存在较多的不足：①筛查结果受胎龄、出生体重、营养、用药、地域/种族差异等多种因素的影响, 易出现假阳性结果，从而导致产妇及家属的焦虑 ；②部分疾病筛查假阴性率高, 如citrin蛋白缺乏所致新生儿肝内胆汁淤积症、多酰基辅酶A脱氢酶缺乏症、鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症等，其在新生儿期或未发病时代谢物通常无异常, 导致漏诊  ；③代谢物检测不能确定遗传病基因型、不能明确确导致疾病发生的致病基因，无法对生育进行指导，从而避免下一代的患病；④筛查病种不够多, 未涵盖一些发病率较高的疾病, 如成骨不全、黏多糖贮积症、肝豆状核变性等。近几年, 包括佳学基因在内的国内外多家科研机构将基因检测技术用于新生儿遗传病筛查研究  , 从基因层面通过一次实验可以检测数十种至数千种疾病, 有助于新生儿遗传病筛查的广泛开展。目前，用于新生儿疾病筛查的基因检测技术较多, 筛查的疾病也从单种到数百种, 如何选择基因检测技术及病种对于新生儿的健齋康至关重要。

1 新生儿遗传病筛查基因检测技术

近年来，基因检测技术快速发展，越来越广泛地应用于新生儿遗传病筛查领域。基于基因测序衍生出的不同筛查方案，各有其检测适应证、优势及局限性。在选择标准上，Wright等 出当一个疾病表型确定时，只需选择相对明确的基因进行检测，而对于遗传异质性表型疾病则须选择相对全面的方案。此外，还须结合检测阳性率、费用和时效等因素，合理选择适宜的基因检测技术。

1.1 定量PCR技术

定量PCR技术是一种获得诺贝尔奖的基因检测技术。该技术采用PCR扩增反应体系，通过加入的荧光物质，对需要检测的位点和基因序列进行指示，并结合精心设计的对照物质和标准曲线进行定量分析的方法。因其具有敏感度高、操作简便、检查费用低等优势，适合对致病基因或致病位点明确的单基因遗传病进行大规模检测。其缺点是可涵盖的基因数量受限，检测病种相对较少，只能检测已知致病突变位点，不能检测新发突变。目前，此项技术多用于耳聋和脊髓性肌萎缩的筛查 。

另外，高分辨率熔解曲线分析是一种高效、稳定的PCR技术，其不受突变碱基位点及其类型的局限，且不需要序列特异性探针，在PCR结束后即可直接进行突变检测和基因型分析，具有快速、简便、灵敏、闭管操作、低成本等优点，目前已用于多种致病基因已知突变位点的遗传代谢病筛查，如甲基丙二酸血症合并同型半胱氨酸血症、肝豆状核变性及法布里病等。但高分辨率熔解曲线分析对于PCR要求高，且在多态性或富含GC等复杂基因片段检测中的应用尚存在争议。

1.2 高通量测序

高通量测序是一种大规模平行测序技术。根据测序覆盖范围不同，可分为基因包测序（Panel测序）、全外显子组测序和全基因组测序。高通量测序只是一种测序方法，对测序结果的解读需要依赖基因解码技术。

1.2.1 基因包测序

基因包测序是一种针对特定疾病相关基因的测序方法，可同时检测多种基因，范围从数种到数百种不等。这种方法有许多优点，例如成本相对较低，快速回报结果，以及适用于那些表型多样性明显、需要进行鉴别诊断或存在多基因控制代谢通路的遗传病。举例来说，基因包测序可用于检测各种常见遗传性视网膜疾病中的多个致病基因，或者用于鉴别表型类似但基因不同的遗传性心脏病。基因包测序可对某些疾病的相关基因进行目标基因测序，可同时检测数种至数百种基因。基因包测序检测基因数量少，检测成本相对低，且具有针对性强、覆盖范围广、周转时间短等优势，但其无法发现一些未知基因和特殊突变。基因包测序适用的遗传病特点为：①具有明显临床表型多样性；②多个疾病中存在表型重叠现象，需要进行鉴别诊断；③遗传位点的异质性，多个基因同时控制一个代谢通路。由于其可以自由搭配基因种类及数量，临床多用于某一类或几类遗传病基因检测。目前，多种新生儿遗传病筛查多采用此方法。

1.2.2 全外显子组测序

全外显子组测序具有范围广、性价比高的特点，因此广泛应用于对未确诊疾病的基因检测。然而，它也存在一些限制，包括不能提供完整的基因组信息、难以检测某些DNA结构突变。通过数据库比对分析的机构容易假阴性结果。这种方法成本相对较高，所需要的周期也会长一些。因此，全外显子组测序常用于寻找罕见遗传疾病的致病基因，但不适用于新生儿遗传病筛查，因为其成本和复杂性不适合大规模筛查。

1.2.3 全基因组测序

全基因组测序是一种检测生物体整个基因组的方法，可获得个体全部基因序列变化和突变信息。它在单碱基突变、插入缺失突变、拷贝数突变和结构突变等方面具有显著优势。例如，第二代STATseq项目可以在短短26小时内进行初步诊断，并且具有高敏感度和特异度。然而，全基因组测序也面临一些挑战，如鉴定病因不明的突变、解释临床意义不明的结果、存储和分析大量数据的问题以及较高的成本。目前，它主要用于解决临床上无法明确病因的疑似遗传病患者，而不适用于新生儿遗传病筛查，因为其成本和复杂性不适合大规模筛查。随着基因解码技术的应用，这些缺点不断得到克服。

2 新生儿遗传病基因筛查的临床应用

2.1 新生儿遗传病基因筛查的疾病选择及基因选择

新生儿遗传病筛查病种的选择主要参考1968年世界卫生组织Wilson-Jungner标准，即危及生命或可能导致严重残疾，易于筛查且具有有效治疗或干预方案的疾病。在此基础上，新生儿遗传病基因筛查的疾病应选择：①目前开展筛查的疾病；②当地患病率及发病率较高且危害重的疾病；③遗传机制清晰及基因型与表型明确的疾病；④有第二种方法可辅助诊断的疾病；⑤可以治疗的疾病 。

新生儿遗传病基因筛查选择的基因包括某一种疾病的全部致病基因或优势基因。美国新生儿基因组测序（BabySeq）项目中包含三类基因：①对儿童期发病的疾病具有很高预测价值的基因；②具有中度证据和（或）外显率的基因，儿童期无创干预可防止严重后果或成人期发病但儿童期的无创干预可能显著改善临床症状；③缺乏导致疾病证据的基因，具有低、中度外显率或与成人期发病条件有关，尚无证据表明儿童期非侵入性治疗起作用，但与患者的症状相关。对于可由多个基因突变导致的疾病，如高苯丙氨酸血症、甲基丙二酸血症及枫糖尿病等，可由数个至十几个基因突变引起，为了节约实验室成本、生物信息学分析成本及检测时间成本，需要选择占比较高的基因，如苯丙氨酸血症可选择 PAH和 PTS基因，甲基丙二酸血症可选择 MMACHC、 MMUT、 MMAA和 MMAB基因。

2.2 新生儿遗传病单病种基因筛查

2.2.1 耳聋基因筛查 

耳聋患者中70%及以上是由遗传因素引起的，新生儿听力筛查虽然可以快速检查听力，但不适于迟发性、进行性或药物性耳聋筛查 。耳聋基因筛查有助于提高遗传性耳聋的检出率。目前采用的筛查方法为针对数个基因及突变位点的定量PCR技术，已取得了显著效果。

2.2.2 脊髓性肌萎缩基因筛查 

脊髓性肌萎缩是一种常染色体隐性神经退行性疾病，是由于 SMN1基因纯合缺失导致SMN蛋白缺乏而致。2017年，美国一项研究利用定量PCR技术对纽约3826名新生儿进行筛查，检测出1例脊髓性肌萎缩患儿，证实了脊髓性肌萎缩基因筛查的可行性 。2019年，中国大陆地区首次对脊髓性肌萎缩进行大规模筛查，采用DNA质谱技术对29 364名新生儿进行筛查，确诊3例患儿。该方法具有时间短、成本低、特异度及敏感度高等优势，有助于推动脊髓性肌萎缩的新生儿筛查。

2.2.3 地中海贫血基因筛查 

地中海贫血是由于人类珠蛋白基因突变或缺失导致珠蛋白肽链异常引起的一组遗传性溶血性疾病，以α-地中海贫血和β-地中海贫血最为常见。2016年，我国贵州省率先使用高通量测序联合传统地中海贫血筛查技术——跨越断裂点PCR，对18 309名新生儿进行地中海贫血基因筛查，结果显示该地区地中海贫血基因携带率为12.9%（2362/18 309），且检测出传统方法无法检测出的65例地中海贫血基因携带者和相关突变，提示高通量测序结合跨越断裂点PCR可以有效地识别新的突变，降低误诊率 。

2.2.4 重症联合免疫缺陷病基因筛查 

重症联合免疫缺陷病为X-连锁或常染色体隐性遗传，是原发免疫缺陷病最严重的类型。定量PCR技术用于测定干血斑提取DNA中T细胞受体切除环的含量，其敏感度和特异度高，是目前新生儿重症联合免疫缺陷病筛查的主要方法。自2008年美国率先利用T细胞受体切除环筛查重症联合免疫缺陷病起，许多国家如英国、法国、西班牙等都纷纷进行了重症联合免疫缺陷病筛查研究 。2010年，我国台湾地区率先进行了重症联合免疫缺陷病试点筛查项目，在106 931名受检新生儿中筛查出2例患儿 。

2.3 新生儿遗传病多病种基因筛查

传统的单病种基因筛查一次只能检测一种特定疾病，这在效率上存在一定的不足。由于遗传病种类繁多，多病种基因筛查被广泛应用，能够在一次检测中涵盖数十种至数百种不同的遗传疾病。这种方法利用高通量测序技术，能够快速、精确地检测多种疾病，且不依赖于典型的临床症状表现。

例如，英国的研究者设计了一个基因包，一个包含 PAH、 ACADM、 TSHR、 CFTR、 HBB的基因包，筛查苯丙酮尿症、中链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症、先天性甲状腺功能低下症、囊性纤维化和镰刀型细胞贫血等五种疾病其中包含了苯丙酮尿症、中链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症、先天性甲状腺功能低下症、囊性纤维化和镰刀型细胞贫血等五种遗传疾病相关基因的筛查。研究结果表明，这种基因包的敏感度达到100%，特异度为99.96%，准确度为99.5%。这验证了多病种基因筛查在新生儿筛查中的有效性。而且，报告结果的时间仅需要1周，每个样本的检测成本也相对较低，但需要注意的是，这种方法所筛查的疾病种类相对较少。

在中国，也有类似的研究，基因解码人员设计了一个包含573种基因的基因包，使用高通量测序技术对1127名新生儿进行筛查，成功检测出4例患有葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症的婴儿，以及1例原发性肉碱缺乏症的婴儿（而在此之前，串联质谱法检测结果为阴性）。这种多病种基因筛查与串联质谱法的结合，有效地降低了假阳性率和假阴性率，提高了筛查结果的可靠性。

3 如何分析解读新生儿遗传病的基因筛查结果？

根据ACMG联合分子病理协会在2015年提出的“序列变异解读标准和指南”，基因突变的评级可分为致病性、可能致病性、临床意义不明、可能良性和良性五个等级。其中，致病性和可能致病性突变对临床诊断具有意义，需要进一步的研究和诊断。临床意义不明的突变不能直接用于诊断，需要结合临床情况、家庭验证、辅助检查等来确定其意义。更多的情况是需要检测更宽的范围和采用类似于基因解码技术的变异分析技术。

例如，如果一个新生儿的基因筛查结果显示存在致病性突变，这可以用“阳性”来描述，说明这个突变可能与患儿的临床表现有关。如果没有检测到可疑的突变，可以用“阴性”来描述。如果检测结果是临床意义不明的突变，可以用“不确定”来描述。而“携带者”则通常用于隐性遗传病的携带者筛查，表示患者可能是某种遗传病的携带者。

由于新生儿基因筛查通常在婴儿出生后进行，即使婴儿可能没有明显的临床症状，对于突变的解读需要更多的综合信息。因此，在解读基因筛查结果时，不仅要考虑突变的等级，还需要结合常规筛查结果和特异代谢物检测等来确定最终的诊断。

根据ACMG联合分子病理协会在2015年提出的“序列变异解读标准和指南” ，突变位点评级可分为致病性、可能致病性、临床意义不明、可能良性和良性5个等级。其中，致病性和可能致病性突变对临床有诊断意义；临床意义不明不能直接作为临床诊断的依据，需要结合临床，必要时进行相应的家系成员验证、辅助检查、临床随访等；可能良性和良性为不致病 。对于报告结果的解读，ACMG建议用“阳性”、“阴性”、“不确定”以及“携带者”作总结性说明。“阳性”即检出的致病突变可解释受检者的临床指征；“阴性”即没有检出任何可疑的突变；“不确定”即检出的突变为临床意义不明或常染色体隐性遗传的疾病只检出一个杂合致病突变而不足以解释受检原因；“携带者”则仅适用于隐性遗传病携带者筛查的报告 。

由于新生儿基因筛查是在新生儿出生后2~7 d采血进行基因检测，即使是遗传病患儿采血时大部分可能并无临床表现，判断检测到的基因突变是否致病时无临床表型作为依据。故除按照上述基因检测结果解读原则对基因检测结果进行判断外，尚需结合目前的常规筛查结果及特异代谢物检测进行解读：①对于目前常规筛查的疾病，需要结合筛查结果进行解读，包括高苯丙氨酸血症、先天性甲状腺功能减退症、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症、串联质谱筛查疾病及耳聋等；②对于目前未进行常规筛查但有明确特异代谢物的疾病，如溶酶体疾病、进行性肌营养不良、糖原贮积症等，基因检测结果解读时建议进行特异代谢物检测，以便诊断或排除筛查疾病；③对于无特异代谢物的遗传病，基因检测结果按照上述基因检测结果解读原则解读。

4 与新生儿遗传病基因筛查有关的伦理问题

新生儿遗传病基因筛查引发了一系列伦理问题，包括政策制订、监护人知情选择、隐私保护和筛查过程中的伦理问题。

首先，政策制订方面需要考虑伦理问题，制定筛查政策时应充分考虑卫生经济学评价和成本效益分析，同时尊重人权，确保使用基因筛查技术的方式不损害筛查计划的有效性或社会支持。

其次，新生儿监护人的知情选择权应得到尊重。监护人代表新生儿行使知情选择和决定权，因此在进行新生儿筛查前，应向监护人提供详细的信息，包括筛查项目、意义、方法和费用等，并获得书面同意。

随后，保护隐私权也是一个重要的伦理问题。基因筛查涉及到多方面的信息关联，因此在测序数据的存储、解读和使用过程中，必须严格保护患儿及其家庭的信息和隐私。此外，涉及到患儿家庭成员的隐私信息也必须得到严格保密。

最后，筛查过程中的伦理问题包括患儿家属的情感支持和解释工作。筛查结果可能引发患儿家属的焦虑和绝望，因此需要医生提供适当的安抚和沟通，同时解释结果以降低心理负担。对于突变的解读，医生需要具备良好的遗传咨询和报告解读能力，确保结果的准确性和可理解性。

5 如何阻断遗传病在后代的再次出现？

遗传病是由基因突变引起的疾病，通常是由父母传给子女的。虽然不能完全消除遗传病的风险，但可以采取一些措施来降低遗传病传递给孩子的可能性：

遗传咨询：如果你或你的配偶家族有遗传病的历史，建议咨询基因解码师或遗传咨询师。他们可以评估你的遗传风险，提供关于遗传测试和家庭规划的建议。

遗传测试：某些情况下，遗传测试可以帮助确定你和你的配偶是否携带有害基因。如果你知道自己携带了某种遗传病的基因突变，可以考虑采取措施，减少将其传递给下一代的风险。

遗传咨询和家庭规划：如果你和你的配偶都携带同一种或相似的有害基因，你可以考虑与遗传医生一起制定家庭规划，以降低孩子患病的风险。这可以包括使用辅助生殖技术，如体外受精（IVF），并进行胚胎筛查，选择不携带有害基因的胚胎。

遗传咨询和产前诊断：如果怀孕前已知你或你的配偶是有害基因携带者，可以在怀孕期间考虑进行产前诊断，如羊水穿刺或绒毛膜取样，以检查胎儿是否携带有害基因。

健康生活方式：保持健康的生活方式可以有助于减少患某些遗传病的风险。这包括避免吸烟、限制酒精摄入、保持健康的体重，以及获得足够的锻炼和营养。

请记住，即使采取了上述措施，仍然不能完全消除遗传病传递给孩子的风险。遗传病是复杂的，受多种因素影响。如果你担心遗传病风险，最好与基因解码师一起讨论你的情况，并获得个性化的建议。