《Molecular Genetics & Genomic Medicine》：Newborn Screening of Primary Carnitine Deficiency and Prenatal Genetic Diagnosis for a Recurrence-Risk Family
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专业术语翻译
摘要
背景：原发性肉碱缺乏症（primary carnitine deficiency, PCD）是一种由SLC22A5基因变异引起的可治性常染色体隐性遗传病，已被广泛纳入新生儿筛查（newborn screening, NBS）。然而，其患病率
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摘要
背景：原发性肉碱缺乏症（primary carnitine deficiency, PCD）是一种由SLC22A5基因变异引起的可治性常染色体隐性遗传病，已被广泛纳入新生儿筛查（newborn screening, NBS）。然而，其患病率和变异谱差异显著，且针对复发风险家系的产前诊断仍较为罕见。本研究评估了串联质谱（tandem mass spectrometry, MS/MS）联合遗传学检测在中国盐城地区NBS及PCD产前诊断中的应用，并描述了当地患病率及变异特征。
方法：从2015年至2024年，研究人员通过MS/MS测量新生儿干血斑（dried blood spot, DBS）样本中的游离肉碱（free carnitine, C0）水平进行PCD筛查。召回C0水平持续偏低的新生儿进行诊断性评估。诊断时，测量新生儿和母亲血液中的C0水平，并对新生儿进行SLC22A5基因变异的二代测序。对于有一个既往先证者的复发风险家系，采用Sanger测序确认先证者变异的亲本来源，并在后续妊娠中进行羊水产前诊断。
结果：在152名复筛C0水平持续偏低的新生儿中，联合MS/MS与遗传学检测确诊了17名PCD新生儿（其中15例经分子生物学结合生化结果确诊，2例为临床推断）以及3名母源性肉碱缺乏症新生儿。在这17名PCD新生儿中，共检出10个不同的变异位点，其中错义变异占主导地位，c.1400C>G (p.S467C)最为常见（13/32, 40.63%）。在该复发风险家系的先证者中，两个致病性变异分别遗传自父母双方。胎儿仅携带母源变异，出生后未见异常。
结论：使用MS/MS联合遗传学检测的NBS有助于PCD的早期诊断和分型。盐城地区筛查检出的PCD患病率为1:25,852，c.1400C>G (p.S467C)为热点变异。对SLC22A5基因进行遗传学检测为该复发风险家系提供了有效的产前诊断。
论文解读文章
1. 研究背景与目的
原发性肉碱缺乏症（PCD）是一种由SLC22A5基因变异导致有机阳离子转运体2（OCTN2）功能障碍的常染色体隐性遗传代谢病。OCTN2功能缺陷会引起肾脏对游离肉碱（C0）重吸收障碍，导致体内肉碱大量丢失，进而影响长链脂肪酸的β氧化，引发一系列临床表现，包括低酮性低血糖、心肌病、骨骼肌无力等，严重时可致猝死。PCD是可治疗的，早期诊断和补充左旋肉碱可显著改善预后。然而，PCD在全球范围内的患病率和基因变异谱存在巨大地域差异。虽然串联质谱（MS/MS）技术已被广泛用于新生儿筛查（NBS），但单纯依赖C0水平进行诊断和分型存在局限性，且针对已有先证者的高复发风险家庭的产前诊断实践仍然不足。因此，本研究旨在评估MS/MS联合SLC22A5基因检测在盐城地区NBS及复发风险家系产前诊断中的应用价值，并阐明当地的PCD患病率和基因变异特征。
2. 研究方法
研究人员回顾性分析了2015年至2024年间盐城市妇幼保健院新生儿疾病筛查中心439,486名新生儿的PCD筛查数据。关键技术方法包括：
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串联质谱（MS/MS）检测：采集出生后3天内新生儿的足跟血制成干血斑（DBS），使用NeoBase非衍生化试剂盒和ACQUITY TQD质谱仪测定C0水平。初筛阳性（C0 < 10 μmol/L）的新生儿被召回复筛，持续阳性者进入诊断阶段。
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遗传学检测：对诊断阶段的新生儿抽取外周血提取DNA，利用DNBSEQ-T7平台对SLC22A5基因的外显子及侧翼±10 bp内含子区域进行靶向二代测序，平均测序深度≥200×。所有检出的变异均通过Sanger测序验证，并根据美国医学遗传学与基因组学学会（ACMG）指南判定致病性。
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产前诊断：针对一个已有PCD先证者的复发风险家系，通过Sanger测序确定先证者两个杂合变异（c.865C>T和c.1400C>G）的父母来源，随后对胎儿羊水细胞DNA进行相同的Sanger测序验证。
3. 研究结果
3.1 MS/MS与遗传学检测在NBS中的应用
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在439,486名新生儿中，初筛阳性率为0.35%（1518例），复筛召回率达99.93%。152名新生儿进入诊断阶段，依从率为98.70%。
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最终确诊20名具有临床相关诊断的新生儿，诊断率为13.16%。其中17名为PCD（15例分子确诊，2例临床推断），3名为母源性肉碱缺乏症。盐城地区PCD筛查患病率为1:25,852。
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在PCD组、母源性肉碱缺乏症组和假阳性组三组间，C0水平存在重叠。PCD组的初筛和复筛C0水平均显著低于假阳性组。PCD组复筛C0水平较初筛显著下降。
3.2 患者的临床、生化及分子遗传学特征
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在17名PCD新生儿中共检出32个变异，涉及10个不同位点，均为外显子区变异。错义变异占主导，其中c.1400C>G (p.S467C)是最常见的变异，频率高达40.63%（13/32），被确认为该地区的热点变异。其次是c.51C>G (p.F17L)，频率为21.88%（7/32）。
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15例PCD患儿携带两个SLC22A5基因变异，包括4例纯合子和11例复合杂合子。另有2例（病例3和11）仅携带一个杂合变异，但在排除继发性肉碱缺乏症后，因其C0水平持续低于阈值而被临床推断为PCD。
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所有确诊新生儿在诊断时均无明显临床症状。随访期间（18个月至10年），除1例（病例7）运动耐量稍差外，其余接受治疗或观察的患儿均未发生急性代谢失代偿，生长发育正常。
3.3 复发风险家系的产前诊断
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Sanger测序证实先证者的c.865C>T (p.R289*)变异来自母亲，c.1400C>G (p.S467C)变异来自父亲。
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胎儿羊水DNA仅检测到来自母亲的c.865C>T杂合变异，未发现父亲的c.1400C>G变异。经遗传咨询后，该夫妇决定继续妊娠。婴儿出生后NBS结果显示C0水平正常，随访无异常。
4. 讨论与结论
讨论：本研究强调了单纯依靠C0数值进行PCD诊断和分型的局限性，因为各组间C0值存在重叠。尽管PCD组的C0水平显著低于假阳性组，但仍有交叉范围。因此，SLC22A5基因变异检测是确诊PCD的关键标准之一。研究中发现的c.1400C>G高频变异与东亚人群（尤其是日本和中国其他地区）的报道一致，而c.51C>G的频率也较高，但c.760C>T在本地区频率很低，体现了明显的区域异质性。对于仅携带一个致病性变异的生化诊断病例，研究人员指出这可能是由于现有测序技术无法检测到深部内含子区或调控区的变异所致，因此不能过度依赖基因检测结果，需结合反复生化指标综合判断。对复发风险家系的成功产前诊断案例，展示了SLC22A5基因检测在提供生殖咨询方面的价值，但研究者谨慎地指出这仅为单个家系的例证。
结论：MS/MS检测到的C0值在PCD的NBS中存在显著的个体差异，不能仅凭数值进行诊断和分型。将MS/MS与遗传学检测相结合能够实现新生儿PCD的早期诊断。中国盐城地区筛查检出的PCD患病率为1:25,852。该地区的SLC22A5基因变异以错义变异为主，c.1400C>G (p.S467C)被确定为热点变异。来自一个受累家系的研究结果进一步支持了SLC22A5基因检测用于复发风险家系产前诊断和遗传咨询的可行性。
