我國是出生缺陷高發(fā)的國家之一，出生缺陷不僅給患兒家庭造成嚴(yán)重的精神創(chuàng)傷和經(jīng)濟負擔(dān)，也給社會帶來難以挽回的損失。特別是隨著人口出生率持續(xù)走低，預(yù)防出生缺陷意義更加突顯。

據(jù)北京婦產(chǎn)醫(yī)院在全國開展的50萬人的出生人口隊列研究，我國出生缺陷發(fā)生率為2.5%至3.0%，相比十年前的5.6%，這一數(shù)據(jù)有明顯下降，首位病種也由心血管畸形變?yōu)橄刃牟　?/p>

目前，隨著高通量基因測序（NGS）在生育領(lǐng)域廣泛而成熟的應(yīng)用，預(yù)防出生缺陷也實現(xiàn)從被動到主動應(yīng)對的轉(zhuǎn)變。

有行業(yè)專家表示，基于NGS技術(shù)的基因組拷貝數(shù)變異測序彌補了染色體核型分析和芯片檢測兩種技術(shù)的局限性，為產(chǎn)前診斷提供新的方法。為應(yīng)對基因測序中遇到的通量限制以及居高不下的測序成本等難題，NGS平臺應(yīng)運而生，使人類基因組測序的成本直接下降50000倍。NGS也稱為大量并行測序（MPS）或高通量測序技術(shù)（HTS），允許短時間內(nèi)同時對大量核苷酸進行測序，因此以低成本、高準(zhǔn)確度、高通量和快速檢測而成為目前最常用的基因檢測手段之一。

NGS技術(shù)生育領(lǐng)域應(yīng)用廣泛

出生缺陷罪魁禍?zhǔn)妆闶侨旧w畸變，約占遺傳學(xué)病因的80%，包括染色體數(shù)目異常、大片段缺失/重復(fù)和致病性基因組拷貝數(shù)變異（pCNVs）。

目前NGS在整個生育領(lǐng)域已應(yīng)用廣泛且較為成熟，安諾優(yōu)達醫(yī)學(xué)產(chǎn)品創(chuàng)研中心總經(jīng)理鄭喬松介紹稱，NGS技術(shù)的應(yīng)用已貫穿從孕前到孕中再到孕后的所有環(huán)節(jié)，同時，針對不同類型的基因變異，每一種變異都有最適合的解決方案。

NGS在生育領(lǐng)域所有臨床應(yīng)用中，根據(jù)變異類型可分為三類，鄭喬松介紹，其一是染色體非整倍體，主要指染色體數(shù)目發(fā)生一些變化，最常見的如21-三體；其二是染色體的數(shù)目并沒有發(fā)生變化，但在某條染色體內(nèi)部可能出現(xiàn)一些片段微缺失和微重復(fù)等情況；其三是染色體并沒有發(fā)生任何變化，但在基因中存在這種單堿基的多態(tài)性以及小片段插入缺失。

“針對染色體非整倍體或微缺失、微重復(fù)的情況，比較合適的解決方案是用全基因組進行測序，針對第三類變異情況，一般采用靶向擴增的方式進行檢測。”鄭喬松分析稱。

據(jù)公開信息介紹，全基因組測序（WGS）技術(shù)是利用計算機科學(xué)和生物技術(shù)結(jié)合的方法，對生物體整個基因組序列進行測序，并分析其遺傳信息的基因檢測技術(shù)。相比其他分子檢測技術(shù)，WGS技術(shù)具有檢測基因組所有區(qū)域內(nèi)幾乎所有類型遺傳變異的重要優(yōu)勢。

根據(jù)不同的檢測和變異類型，選擇最合適的技術(shù)路徑，會使檢測有較好的性能及性價比。鄭喬松表示，全基因組測序的好處是具有最好的均一性，也可覆蓋到整個基因組，所以相對而言較為準(zhǔn)確和全面，但也由于測序通量的限制，會導(dǎo)致測序深度偏低，無法進行單堿基水平的檢測。

鄭喬松進一步指出，針對這種檢測，一般采用靶向擴增的方式，技術(shù)路線分為針對小panel的多重PCR擴增以及針對大panel的液相雜交捕獲。其中，小panel成本低，速度快，操作簡單，大panel成本高，周期長，操作相對更復(fù)雜。“我們希望盡量能夠讓各種類型應(yīng)用在統(tǒng)一的測序平臺，甚至同一張測序芯片中，實現(xiàn)NGS測序平臺效能的最大化?！?/p>

2024年1月，安諾優(yōu)達“染色體非整倍體及基因微缺失檢測試劑盒（可逆末端終止測序法）”獲批上市，這是國內(nèi)首個獲批的產(chǎn)前CNV-seq試劑盒。該產(chǎn)品的獲批標(biāo)志著高通量測序技術(shù)在我國出生缺陷防控體系建設(shè)中又邁出了關(guān)鍵一步，開啟了產(chǎn)前診斷新時代。

有行業(yè)專家認為，與其他技術(shù)相比，CNV-seq技術(shù)雖具有檢測范圍廣、高通量、操作簡便、兼容性好、比例嵌合體的檢測等優(yōu)點，但CNV-seq沒有辦法對包括單親二倍體(uniparental disomy，UPD)在內(nèi)的雜合性缺失(loss of heterozygosity，LOH)等進行檢測。

“在正常情況下同源染色體一條來自于父親，一條來自于母親，當(dāng)減數(shù)分裂存在一定異常時，就有可能導(dǎo)致這對同源染色體完全來自于父親或者母親中的一方，而不是從雙方遺傳而來，這就是UPD。”鄭喬松表示，“因為UPD的染色體數(shù)目仍然是兩條，并沒有發(fā)生染色體數(shù)目的變化，所以市面上常規(guī)的CNV-seq對UPD的檢測無法做到。”

基因組學(xué)技術(shù)助力出生缺陷三級防控

據(jù)《中國出生缺陷防治報告（2012）》統(tǒng)計，我國出生缺陷總發(fā)生率約為5.6%，每年新增出生缺陷約90萬例，其中出生時臨床明顯可見的出生缺陷約25萬例，約40%的出生缺陷兒童會發(fā)展為終身殘疾。

出生缺陷可由染色體畸變、基因突變等遺傳因素或環(huán)境因素引起，也可由這兩種因素的交互作用或其他不明原因所致。北京大學(xué)第三醫(yī)院曾發(fā)文指出，有效預(yù)防出生缺陷的措施，還包括三級預(yù)防和婚前、孕前、孕期、產(chǎn)后四個關(guān)口。

其中，一級預(yù)防在婚前和孕前兩個關(guān)口。因美納生育線高級市場經(jīng)理殷曉燕表示：“目前我們把通過輔助生殖技術(shù)，進行胚胎植入前遺傳學(xué)檢測（PGT）也安排到孕前檢測中，屬于一項防控前移。胚胎植入前通過遺傳學(xué)角度去篩查更有植入潛力的胚胎，可以有效提高妊娠率，改善臨床結(jié)局。該領(lǐng)域目前是生殖領(lǐng)域最先拿到IVD檢測的應(yīng)用，也是臨床檢測剛需?！?/p>

除此之外，殷曉燕還介紹，一級預(yù)防中基于SNP芯片開展的應(yīng)用，可用于有遺傳病病友的家族遺傳阻斷。張碩博士團隊采用SNP芯片技術(shù)實現(xiàn)胚胎單倍型分型，可同時評估多重遺傳變異，包括單基因病，非整倍體，拷貝數(shù)異常及染色體平衡易位。研究一共納入12對單基因病攜帶者夫婦，且其中一人同時攜帶染色體易位。12個胚胎移植之后，有5名健康嬰兒出生，移植成功率非常高。

二級預(yù)防關(guān)鍵在孕中。據(jù)殷曉燕介紹，全外顯子組測序（WES）主要針對基因全部外顯子組進行測序檢測，其臨床效能可以對有指征的患者在診斷力上提高10%-12%?！拔磥?，我們認為其在大型省級產(chǎn)前診斷中心會有更多應(yīng)用，產(chǎn)前全外、產(chǎn)前臨床全外，包括配合一些攜帶者篩查的小panel，會讓我們測序儀在一線有更多應(yīng)用?！?/p>

三級預(yù)防在嬰兒出生后?！禢GS應(yīng)用于單基因疾病篩查：中國新生兒篩查專家共識》強調(diào)，需要特別關(guān)注可在新生兒期診斷出、有有效治療或早期干預(yù)手段的疾病，建議包括具有相對高外顯率的基因，其中大多數(shù)已知致病變異可通過所選方法進行檢測，建議盡可能多納入臨床常見明確的單基因病致病基因，同時兼顧技術(shù)靈敏度與整個篩查項目的成本效益比。

在新生兒微重癥方面，殷曉燕指出，新生兒檢測更能夠體現(xiàn)全基因組快速的特點，復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院牽頭國內(nèi)10個省市13家兒童醫(yī)院共同完成的快速全基因組方案，全基因組的診斷力可達到陽性率36.6%?！巴瑫r我們發(fā)現(xiàn)3%的患兒找到感染的病因，可很好體現(xiàn)全基因組一攬子方案在臨床的應(yīng)用場景?！?/p>

基因組學(xué)在三級出生缺陷防控中應(yīng)用，經(jīng)過多年的推廣，有很多應(yīng)用處于逐漸被接受的過程。殷曉燕表示，走向單基因遺傳病的出生缺陷防控篩查，打開了一個新的市場。“未來在篩查領(lǐng)域還是有更多的機會，也相信我們可以不斷引領(lǐng)和推動DNA的技術(shù)革命，加速對基因組學(xué)的認識，最終能夠改變臨床的一些診療流程，我們相信出生缺陷防控的未來是革命性的?！?/p>

轉(zhuǎn)載來源：21世紀(jì)經(jīng)濟報道 作者：林昀肖 實習(xí)生馬瑜欣