基因检测丨新生儿疾病筛查的又一利器！

随着近年来高通量分子生物学技术的发展，新的遗传代谢性疾病不断被人们发现和认识，迄今为止已经超过 700 余种，包括一些代谢大分子类疾病如溶酶体贮积症、线粒体病等和代谢小分子类疾病，如氨基酸代谢障碍，有机酸代谢障碍和脂肪酸代谢障碍等。IMD病因复杂，影响多个器官系统，临床表现缺乏特异性。大部分IMD的病死率高，预后差。诊断依赖于特异性实验室检测或基因分析。新生儿IMD筛查主要通过血液检测对某些危害严重的先天性代谢病在新生儿期进行群体筛查，使患儿得以早期诊断和特异性治疗，从而避免重要脏器损害导至的生长、智力发育损害，甚至死亡 。

新生儿IMD筛查始于20世纪60年代，最初主要筛查苯丙酮尿症、半乳糖血症、先天性甲状腺功能减退症等。自20世纪90年代开始，串联质谱技术（tandem mass spectrum, MS/MS）逐渐用于新生儿IMD筛查。随着基因测序技术的快速发展、医学遗传学研究的不断深入以及治疗罕见遗传病的新药不断涌现，越来越多的由基因变异引起的遗传性疾病的基因筛查和相关临床研究在国内外广泛开展，突显了基于基因检测的新生儿疾病筛查与诊断在出生缺陷早诊断、早预防中的广阔前景。

使用基因检测进行IMD筛查的优势可概括为：第一，对于通过代谢产物检测明确诊断的疾病，基因测序可进一步从分子水平明确诊断和突变来源，为遗传咨询、优生优育提供依据；第二，对MS/MS及生化检测不能确诊或无法明确疾病分型者，基因测序可明确诊断和分型；第三，针对MS/M筛查不能筛查的IMD，基因测序可早期诊断，判断预后。

我国发病率相对高的新生儿IMD中，苯丙酮尿症及高苯丙氨酸血症发病率最高，为10.00/10万；其次为甲基丙二酸血症，发病率为7.03/10万；原发性肉碱缺乏症排名第三，发病率2.64/10万。除相对高发的IMD外，报道的罕见IMD有 HMG-CoA裂解酶缺乏症、3-羟基-3-甲基戊二酸尿症、半乳糖血症和非酮性高甘氨酸血症，发病率均为0.01/10万。此外，我国IMD的发病率呈现区域不平衡性，除苯丙酮尿症和高苯丙氨酸外的其他IMD总体发病率排名前三的省份分别为陕西省（18.62/万），河北省（5.06/万）和海南省（4.03/万）。发病率在万分之二以上的省（区）分别为四川、陕西、广西、河南、青海、山东和江苏。贵州省在已筛查的3905例新生儿中，诊断苯丙酮尿症3例，未发现其他类型IMD，可能与该省IMD发病率低，且筛查样本量少有关。

基因检测技术为多数遗传病的疾病诊断提供了非常重要的确诊途径，其检测精度越来越高，检测费用越来越低，这使基因检测技术对新生儿进行基因筛查成为可能，此外，基因检测技术可根据实际需求灵活设计检测的基因数量，可使新生儿筛查的范围更科学、更全面，目前国内外均有使用基因检测技术进行新生儿遗传病筛查的报道，其研究结果均令人满意。目前有报道的应用如下：

重症联合免疫缺陷，简称SCID，是一类免疫缺陷病，较为罕见。主要表现为体液免疫和细胞免疫缺陷，属于联合免疫缺陷病中最严重的类型，也是危及生命的综合征。绝大部分儿童表现为淋巴细胞减少症，未经治疗，重症联合免疫缺陷绝大部分为致死性，患儿经常于1岁内死亡。患病原因主要是基因突变，其中近亲结婚会提高发病率，遗传因素比重较大。

采用巢式‐实时定量PCR方法检测新生儿干滤纸血斑中游离T细胞受体剪切环数量，目前已广泛应用于新生儿SCID筛查，T 细胞受体剪切环拷贝数减少或缺失提示怀疑SCID。2008 年，美国威斯康辛州首次开展了SCID和其他T淋巴细胞减少症的新生儿筛查试点项目。共筛查了207696名新生儿，其中72例结果异常，经T淋巴细胞计数后，发现33例异常样本，阳性预测值45.83%，特异度99.98%，假阳性率0.018%，最终确诊了5例SCID和（或）严重T淋巴细胞减少症患儿，证实了该筛查方法的高敏感度和特异度。

甲基丙二酸是人体内的一种代谢产物。正常情况下，体内产生的少量甲基丙二酸能及时排出体外，不会造成任何危害。而甲基丙二酸患者由于代谢缺陷，正常的代谢途径被破坏，使甲基丙二酸大量产生，释放到血液中，并蓄积到身体的各个器官。

在中国人群中，甲基丙二酸血症最常见的致病基因是MMACHC，在患者中的占比达69%。而MMACHC基因上的rs587776889位点是中国患者中的热点变异，其突变频率可达34.7%-53.6%。选取rs587776889这个热点以及MMACHC基因上另外两个在中国患者中有过报道、并具有一定频率的位点进行检测，以此帮助用户了解自己的携带情况，以及生育甲基丙二酸患者的可能性。

耳聋是常见的感觉障碍性疾病，在新生儿可筛查 的几种疾病中发病率最高。我国每年以新生3万耳聋儿的速度增长，累计在我国约有30万对育有耳聋儿的夫妇面临再生育的选择。耳聋至少50%由遗传因素导至，另外50%与环境因素有关。

通常临床医生较难确诊耳聋病因，不能明确其发病模式无法预测再发风险。随着耳聋基因组学和分子生物学技术的迅速发展，耳聋基因诊断技术已成为耳聋病因学分析的有力工具。近年新生儿听力筛查得到大规模普及，部分先天性耳聋患儿能被早期发现，利用耳聋基因诊断技术进一步明确致聋因素，是新生儿听力筛查较好的后续补充手段。

X-连锁无丙种球蛋白血症(X-linked agammaglobulinemia，XLA)是由于人类Bruton’s酪氨酸激酶TX3基因突变导至前B细胞在进一步成熟为B细胞的过程中发生障碍而引起的原发性免疫缺陷病，由Bruton报道，因此又称为Bruton病。

BTK基因位于x染色体q21.3-q22区域，全长约37.5 kb，含有19个外显子，该基因编码的蛋白含有5个功能区，分别为PH、TH、SH3、SH2和SH1区。在这5个功能区任一位点的突变都有可能影响酪氨酸激酶的活性，影响前B细胞成熟分化。近年来，临床上已经开始对BTK基因的诊断，目前世界范围内已报道该基因突变类型超过760多种。

脆性 X 综合征（fragile X syndrome，FXS）是最常见的由单基因引起的遗传性智力低下综合征，主要表现为中度到重度的智力低下，其它常见的特征有身高和体重超过正常儿，发育快，前额突出，面中部发育不全，下颌大而前突，大耳，高腭弓，唇厚，下唇突出，另一个重要的表现是大睾丸症。一些患者还有多动症、攻击性行为或孤癖症、中/重度智力低下，语言行为障碍。20%患者有癫痫发作。

FXS发病机制是由于X染色体上FMR1基因5'端非翻译区三核苷酸重复序列（CGG）n动态变异引起。FXS筛查可以应用PCR技术扩增FMR1基因的启动子区域，检测（CGG）n的重复数来鉴别患者及携带者。

2013年美国国立卫生研究院（National Institutes of Health，NIH）和美国国立人类基因组研究所（National Human Genome Research Institute，NHGRI）共同资助了4个研究团队，探索基因组测序在新生儿疾病筛查中的应用，其中3个项目采用WES技术（BabySeq、NBSeq、NC NEXUS），1个为WGS（STATseq）。新生儿测序（BabySeq）项目开始接洽了3860个家庭，其中3424个健康新生儿家庭，436个重症监护病房住院患儿家庭；总入组率仅为6.9%，其中健康新生儿家庭队列为6.5%（223例），重症监护病房住院患儿队列为10.3%（45例），拒绝入组的原因中对该研究不感兴趣的家庭竟占了58%。该项目纳入了127名健康新生儿和32例新生儿重症监护病房住院患儿，对1514个基因进行了测序，NGS显示9.4%（15/159）新生儿有儿童期发病的风险（包括10名健康新生儿和5例新生儿重症监护病房住院患儿），健康新生儿测序组中还发现一个成人期发病的基因BRAC2，新生儿重症监护病房住院患儿测序组中发现2个成人期发病基因，分别为导至乳腺癌的BRAC2基因和Lynch综合征的MSH2基因。140例（88%）新生儿至少携带1个儿童期发病的隐性致病变异，5%（8/159）新生儿检测到药物基因组学变异，表明NGS能有效预测患病风险和携带者，目前传统的新生儿筛查方法则无法进行预测。

根据FDA的统计，全球已知的罕见病约有7,000 多种，其中约80%属于遗传性疾病。全球罕见病患者已超过2.5 亿，约50%的罕见病患者在出生时或儿童时期发病，约30%的罕见病儿童寿命不超过5岁。

国家统计局数据，2019年我国出生人口为1465万人，假设渗透率20%，即有约300万新生儿选择遗传病基因筛查，单次检测价格1500元，潜在市场容量45亿元/年。遗传病基因筛查，相较于质谱筛查，在遗传病种类、准确性等方面，均具有明显优势。耳聋单病种基因筛查，目前也有约10亿/年市场规模。2020年，嘉宝仁和、赛福基因等6家代表性企业完成融资。

以2012年原卫生部公布的5.6%出生缺陷率计算，每年新发生出生缺陷患儿约80万人。遗传性缺陷约占总出生缺陷的30%，即每年新生遗传病患儿达25万人。按平均检测费用5000元计算，遗传病辅助诊断增量市场25亿/年。