研究背景
在过去的几十年里,通过新生儿筛查来识别严重但可治疗的疾病,已经在全球范围内取得了极大的成功。随着技术的发展,例如串联质谱的使用,新生儿筛查已经可以同时进行多种疾病的筛查。但这种基于干血斑(DBS)样本中代谢物的生化指标检测方法,筛查的病种有限、假阳性率高,仍需进一步鉴别诊断。基因测序技术被认为是一种可以最大限度降低新生儿筛查的假阳性率、辅助疾病快速诊断的方法;但高成本限制了其临床应用。既往研究存在样本量少或把基因测序作为二级筛查,即生化筛查阳性后再进行基因测序的问题。将基因筛查作为一级筛查纳入到现有新生儿筛查的效益仍不明确。相较于全基因组测序或全外显子组测序,针对特定基因的目标区域捕获测序(Panel)是一种检测成本可控的检测技术,因此该研究探讨了基因Panel在新生儿一级筛查中的应用价值,这也是第一个将基因Panel测序纳入新生儿筛查的研究,以作为大规模人群中的一级筛查策略。
研究内容
跟踪随访:
研究结果及分析
将基因筛查作为一级筛查有助于完善现有新生儿疾病筛查方案
值得注意的是,该项目通过基因筛查所发现的402名患儿中,有59名是生化筛查未检出的。这意味着,每500名新生儿中就有1名可受益于基因筛查的应用,从而获得及时的临床干预和管理。其中,20名患者为生化筛查漏检,包括G6PD缺乏症(10名)、CH或HTT(8名)、氨基酸、有机酸、脂肪酸类的代谢性疾病(2名);39名患者所患的13种疾病是仅基因测序所筛查到的(表1),患者平均4.8月龄时出现疾病相关的临床症状,5例患儿及时接受治疗,4例患儿安排专科进一步治疗,27例患儿建议积极监测,3例患儿临床诊断后失访。
表1.仅通过新生儿基因筛查的疾病患者的特征
除女性新生儿的G6PD缺乏症外,新生儿基因筛查的阳性预测值(PPV)相较于生化筛查有着显著优势。具体表现在氨基酸、有机酸和脂肪酸类的代谢性疾病的检出性能上,生化筛查检出真阳性21例,假阳性376例;基因筛查检出真阳性17例,假阳性7例。基因筛查氨基酸、有机酸和脂肪酸类的代谢性疾病的PPV(70.83%)显著高于串联质谱法的PPV(5.29%)(P<0.001)。假阳性的大幅降低将有助于减轻父母的压力和焦虑,减少随访次数。
表2.生化和基因测序在新生儿疾病筛查中的分析性能
新生儿基因筛查在检测能力上可补充生化筛查,但不能取代
对于生化筛查范围内的疾病,生化筛查结合基因筛查,共检出445名患儿,包括:328名G6PD缺乏症、94名CH和HTT,23名氨基酸、有机酸、脂肪酸类的代谢性疾病。其中,有82名可被生化筛查检出但未被基因筛查检出,20名可被基因筛查检出而未被生化筛查检测出。
表3.生化和基因测序筛查的新生儿疾病
1)G6PD缺乏症
研究共发现328名G6PD缺乏症患儿(男性282名,女性46名)。均可被基因筛查发现,而生化筛查中有10名男性患儿在初筛时未被发现。分析数据显示,荧光测定法检测G6PD缺乏症的灵敏性为96.95%(318/328),特异性为99.71%(25,962/26,038);基因筛查的灵敏性为100%(328/328),特异性为98.61%(25,677/26,038);新生儿基因筛查检测G6PD缺乏症的总体PPV为47.61%(男性为99.30%,女性为11.36%),受性别影响显著。由研究结果可以看出,基因筛查在检测能力上可补充生化,但不能取代,特别是对于具有可变外显率的疾病筛查。
2)CH和高TSH血症
研究共发现CH和高TSH血症的患儿96名。基因筛查共纳入了4个致病基因(DUOXA2、DUOX2、PROP1、TSHR),发现的18名患儿致病基因均为DUOX2,其中8例的TSH生化检测结果为阴性。此外,有76名患儿(24名CH,52名高TSH血症)可被TSH检出,基因筛查未发现。通过CH相关的4个基因筛查可以发现19.1%(18/94)的CH和高TSH血症患儿。
3)氨基酸、有机酸、脂肪酸类的代谢性疾病
串联质谱结合基因筛查在29,601名新生儿中共发现23名氨基酸、有机酸和脂肪酸类代谢性疾病阳性的新生儿;其中,有2名未在串联质谱筛查中发现,6名未在基因筛查中发现。串联质谱法对氨基酸、有机酸、脂肪酸类的代谢性疾病的灵敏性和特异性分别为91.30%(21/23)和98.72%(29,200 /29,578),基因筛查的灵敏性和特异性分别为73.91%(17/23)和99.98%(29,572 /29,578)。
基因筛查也可辅助于疾病早诊断。基因筛查的检测结果提示,2例未被串联质谱发现的新生儿与cblC型甲基丙二酸血症和希特林蛋白缺乏症有关;在生化筛查阳性而基因筛查未检出的6名患儿中,通过表型引导的数据分析发现了其中5名患者的候选变异,具体如下:
表4.6例基因Panel未检测到的疾病患者的适应症分析
截至随访日期,共有395名(1.3%)新生儿虽基因筛查结果呈阳性但未出现疾病相关表型。除359例为女性G6PD缺乏症新生儿外,其余36例包括:21例甲状腺激素生成障碍6型、4例苯丙酮尿症、2例男性G6PD缺乏症等。进一步分析发现了其中3名的遗传学解释,其余33例可能归因于为儿童期发病或表型为轻度的疾病。
此外,该研究中还发现了94名新生儿在常染色体隐性遗传病相关的同一个基因上检出2个致病性变异。其中55名经进一步家系验证,发现有12.7%(7/55)的新生儿所携带变异呈顺式排列,并非阳性病例。因此,对于基因筛查呈阳性的病例,后续的进一步检测是非常重要的。了解致病变异的来源有助于临床咨询,指导家庭成员未来的生育计划。
将基因Panel应用于新生儿筛查有着与WES相当的性能
*该项目已通过伦理审查,符合国家法律法规及伦理规范,并严格保护参与者隐私及数据安全。
本文由 SEQ.CN 作者:白云 发表,转载请注明来源!