研究背景

随着高通量测序技术（NGS）的快速应用和发展，基因检测已应用于新生儿检测等方向。然而，基因检测作为一级筛查检测纳入到现有新生儿筛查的收益仍不明确，既往通常是在生化检测阳性后再才会进行基因测序确认其遗传原因。与全基因组测序（WGS）或全外显子组测序（WES）相比，针对特定基因的目标区域捕获测序（Panel）是一种成本可控、测序深度高的检测技术。

近日，由上海交通大学医学院附属新华医院、上海市儿科医学研究所韩连书主任牵头，联合国内8家医院新生儿检测中心合作，完成了近3万例中国多中心新生儿遗传病的基因检测研究。研究成果发表在JAMA Network Open期刊（IF=13.8）。该研究探讨了基因检测Panel在新生儿一级筛查中的应用价值，这也是首个将目标区域捕获的基因检测Panel纳入新生儿检测的研究，为大规模人群的一级筛查提供了宝贵的策略。

研究内容

2021年2月21到2021年12月30日期间，研究共招募了来自中国8个研究中心的29,989名新生儿，在出生3-7天内采集干血片样本（DBS），同时进行生化检测和基因检测。其中：

生化检测：采用荧光分析法检测葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症（G6PD），促甲状腺激素（TSH）方法检测先天性甲状腺功能减退症（CH）和高TSH血症（HTT），串联质谱方法检测38种氨基酸、有机酸、脂肪酸类的代谢性疾病。

基因检测：采用IDT定制化的目标区域捕获(panel)产品（包含142个基因），可检测128种疾病相关的致病或疑似致病变异，变异类型包括：SNV/InDel及部分基因的CNV（DMD连续2个及以上外显子的缺失重复、SMN1的EX7 DEL、HBA1/HBA2/HBB的常见缺失亚型）。使用华大MGI 测序平台完成检测，每个样品最低测序深度100×。

对生化检测或基因筛查结果提示阳性的患儿进行跟踪随访和确诊，同时将生化检测和基因检测阳性及确诊数据进行统计分析。

产品亮点

采用IDT xGen custom hyb panel—Production合成工艺生产基因检测（panel）

1. 每条探针合成的耦合效率高达99.6%，探针的纯度更高；

2. 每条探针都是单独合成单独质检。分别进行电喷雾电离质谱（ESI-MS）分析和两次定量，以确保每条高保真探针在panel内的浓度均一性；

3. 相较于硅基芯片合成结合PCR扩增的探针合成工艺，IDT探针的稳定性更高，批次间差异更少。

研究结果

388名因未通过数据质控而被去除（1.3%），在29,601名（98.7%）有检测结果的新生儿中，813名（2.7%）基因检测筛查结果呈阳性。除16例随访丢失之外，对797名（797/813，98.0%）新生儿进行持续随访，包括343名生化检测结果和基因检测结果均阳性，454名仅基因检测结果为阳性。随访结果显示，有402名婴儿（1.4%）被陆续诊断患有26种疾病（随访的中位年龄为1.2岁）。

(一）基因检测发现更多潜在新生儿出生缺陷患者

生化和基因测序可同时检测128种疾病中的43种疾病，另外85种疾病仅能通过基因检测，涉及代谢、内分泌、血液、免疫、神经肌肉、泌尿和眼科等系统。

基因检测发现的402名患儿中，有59名是生化检测未检出的。其中，20名患者为生化漏检，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）；另外39名患者所患的13种疾病是仅能基因测序发现的（表1），这些患者平均4.8月龄时出现疾病相关的临床症状。

表1.仅通过新生儿基因检测的疾病患者的特征

(二）基因检测可提高一级筛查的阳性预测值

除女性新生儿的G6PD缺乏症外，新生儿基因检测的阳性预测值（PPV）相较于生化检测有着显著优势。生化检测检出真阳性21例，假阳性376例；基因检测检出真阳性17例，假阳性7例。基因检测氨基酸、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检测中的分析性能

(三）新生儿基因检测可补充生化检测，但不能完全取代

对于生化检测范围内的疾病，生化检测结合基因检测，共检出445名患儿，其中，有82名可被生化检测检出但未被基因筛查检出，20名可被基因检测检出而未被生化检测检测出。

基因检测也可辅助于疾病早诊断。基因检测的检测结果提示，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；在生化检测阳性而基因检测未检出的6名患儿中，通过表型相关的数据分析发现了其中5名患者的可能致病变异。

基因检测结果阳性并不代表一定患病，需结合生化检测及其他检测结果综合分析。虽然395名（1.3%）新生儿的基因检测结果呈阳性，但随访期间未出现疾病相关表型。除359例女性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，对于基因检测呈阳性的病例，后续的进一步检测是非常重要的。

(四）本研究中的基因检测Panel与WES有相近的性能表现

文章比较了基因检测Panel与全外显子组或全基因组测序技术在新生儿基因检测中的性能。虽然不同的研究中所检测的疾病有差异，但现有研究报道中全外显子组测序技术的整体灵敏性为88%，特异性为98.4%。这与基因检测Panel在氨基酸、有机酸和脂肪酸类代谢性疾病中的性能相当（灵敏性73.91%，特异性99.98%）。

总结

在本次前瞻性多中心研究中，每500名新生儿中就有1名可因基因检测纳入新生儿一线筛查而额外受益。IDT定制化的基因检测panel（含142基因）的产品显示出更高的PPV，可作为生化检测的有效补充。基因检测与生化检测相结合可以提高疾病筛查的检出能力，检测出更多阳性患者，同时降低假阳性。对于基因检测阳性，生化检测结果以及进一步随访检查是至关重要的。同时，与全外显子组测序（WES）的检测性能数据相比，本项目中使用的IDT基因检测Panel表现出了基本相当的敏感性及特异性。该研究成果是一项出色的评估基因测序用于新生儿一级筛查的前瞻性研究，为基因检测作为一级筛查方法来改进现有新生儿检测项目提供了重要的数据支撑，对临床医师和遗传学家等具有重要参考意义。

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参考文献

Chen T, Fan C, Huang Y, et al. Genomic Sequencing as a First-Tier Screening Test and Outcomes of Newborn Screening. JAMA Netw Open. 2023;6(9):e2331162. doi:10.1001/jamanetworkopen.2023.31162

来源：IDT埃德特