新生儿基因组测序:开启遗传疾病筛查新篇章

【字体: 时间:2025年03月19日 来源:Nature Biotechnology 33.1

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  研究人员开展新生儿基因组测序研究,以解决传统筛查局限问题,发现其可检测多种罕见病,意义重大。

  ### 新生儿基因组测序:突破传统,探索未来
在医疗科技不断进步的今天,新生儿的健康筛查一直是全球关注的重点。过去,传统的新生儿筛查手段虽然取得了一定成果,但也存在着诸多局限性。比如,上世纪 60 年代,罗伯特?古思里(Robert Guthrie)开创的苯丙酮尿症检测方法,虽能检测出部分遗传代谢病,却无法涵盖所有疾病。此后,新生儿筛查逐渐扩展到其他代谢、内分泌等多种疾病领域,但不同国家筛查项目差异巨大,从个位数到几十位数不等,这背后反映出传统筛查方法的局限性和资源分配不均的问题。
随着科技的发展,串联质谱成为新生儿筛查的主要工具,它快速、廉价且能一次检测多种疾病,但对于许多神经系统疾病等仍无能为力。在此背景下,基因组测序技术崭露头角,为新生儿筛查带来新的希望,研究人员开展了相关研究,论文发表于《Nature Biotechnology》 。

研究机构方面,比利时的列日大学医院(University Hospital of Liège)、美国哥伦比亚大学(Columbia University)、拉迪儿童医院基因组医学研究所(Rady Children’s Institute for Genomic Medicine)等多个国际研究团队参与其中。

这项研究意义非凡。新生儿基因组测序能够检测出传统筛查方法遗漏的罕见遗传疾病,为早期干预和治疗提供依据,改善患儿的健康状况和生活质量,推动新生儿筛查领域的发展。

关键技术方法


研究中主要运用了全基因组测序(WGS)技术和靶向测序技术。全基因组测序可检测大量的遗传变异,分析新生儿的全部基因信息;靶向测序则聚焦特定基因区域,如比利时的 BabyDetect 项目针对 405 个基因相关的 165 种儿科疾病进行检测,能精准检测已知的致病和可能致病的变异。研究还使用了实时定量聚合酶链反应(RT-PCR)等传统检测方法作对比。样本队列来源广泛,像哥伦比亚大学的 Guardian 研究招募纽约长老会医院出生的 10 万名婴儿;拉迪儿童医院基因组医学研究所的 BeginNGS 项目计划对 1 万名新生儿进行检测等。

研究结果


  1. Guardian 研究:哥伦比亚大学的 Guardian 研究使用全基因组测序检测 156 种遗传疾病。在首批 4000 名参与者中,发现 151 例阳性检测结果,其中 120 例为真阳性,6 例为疑似阳性,25 例为假阳性,且 110 例是生化新生儿筛查未检测出的。例如,检测出 92 例葡萄糖 - 6 - 磷酸脱氢酶缺乏症(一种 X 连锁疾病,可因外部触发因素引发溶血性贫血),还有 X 连锁重症联合免疫缺陷病(X-linked SCID)、长 QT 综合征(可导致危及生命的心律失常)、软骨发育不全、低磷酸酯酶症和威尔逊病(一种遗传疾病,导致肝脏铜中毒,可通过螯合剂和饮食治疗)等疾病案例,且部分案例传统筛查未检测出。不过,由于研究的初步性,难以评估全基因组测序对大多数筛查疾病的敏感性和特异性。
  2. BabyDetect 研究:比利时的 BabyDetect 研究采用靶向测序检测 165 种儿科疾病,仅报告已在多个临床数据库中验证的致病和可能致病的变异。从 3847 次筛查中仅报告 1 例假阳性结果,共发现 71 例疾病案例,其中 30 例未被传统新生儿筛查识别,包括短链酰基辅酶 A 脱氢酶缺乏症、比利时罕见的囊性纤维化类型、肌病性肉碱棕榈酰转移酶 2 缺乏症等多种疾病。该研究选择靶向测序主要考虑成本因素,其筛查成本为每样本 365 欧元(382 美元),远低于全基因组测序,且家长接受度更高,招募率超 90%。
  3. BeginNGS 系统研究:拉迪儿童医院基因组医学研究所的 BeginNGS 系统正在进行关键试验,该系统可筛查与 412 种严重儿童疾病相关的 53,575 种变异,且完全自动化。在一项招募 120 名接受重症监护新生儿的 2 期试点研究中,阳性预测值达 100%,灵敏度为 83%,检测出 6 例真阳性中的 5 例。
  4. Generation 研究:Genomics England 开展的 Generation 研究也在招募参与者,计划招募 10 万人,旨在扩大新生儿筛查临床范围,并将去识别化的数据作为研究资源。该研究大部分自动化,对涉及不确定变异的病例有手动审查步骤,虽未公布具体研究成果,但未来有望为新生儿基因组研究提供更多数据支持。

研究结论与讨论


多项研究表明,新生儿基因组测序在检测罕见遗传疾病方面展现出巨大潜力,能发现传统筛查遗漏的病例,为早期干预创造可能,从而改善患儿预后。不过,目前该技术在整合到医疗保健系统时面临物流和成本挑战,诊断准确性和治疗方案的选择也有待完善,还需解决公众信任和接受度问题。但随着技术的发展和研究的深入,新生儿基因组测序有望成为新生儿筛查的重要补充手段,为全球新生儿健康保驾护航。未来,还需进一步优化技术、降低成本、提高准确性,加强对公众的科普教育,推动新生儿基因组测序技术更广泛地应用。
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