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重的精神創(chuàng)傷和經濟負擔，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，預防出生缺陷意義更加突顯。

據北京婦產醫(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%，這一數據有明顯下降，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）在生育領域廣泛而成熟的應用，預防出生缺陷也實現從被動到主動應對的轉變。

有行業(yè)專家表示，基于NGS技術的基因組拷貝數變異測序彌補了染色體核型分析和芯片檢測兩種技術的局限性，為產前診斷提供新的方法。為應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（HTS），允許短時間內同時對大量核苷酸進行測序，因此以低成本、高準確度、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技術生育領域應用廣泛

出生缺陷罪魁禍首便是染色體畸變，約占遺傳學病因的80%，包括染色體數目異常、大片段缺失/重復和致病性基因組拷貝數變異（pCNVs）。

目前NGS在整個生育領域已應用廣泛且較為成熟，安諾優(yōu)達醫(yī)學產品創(chuàng)研中心總經理鄭喬松介紹稱，NGS技術的應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在生育領域所有臨床應用中，根據變異類型可分為三類，鄭喬松介紹，其一是染色體非整倍體，主要指染色體數目發(fā)生一些變化，最常見的如21-三體；其二是染色體的數目并沒有發(fā)生變化，但在某條染色體內部可能出現一些片段微缺失和微重復等情況；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。

據公開信息介紹，全基因組測序（WGS）技術是利用計算機科學和生物技術結合的方法，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。相比其他分子檢測技術，WGS技術具有檢測基因組所有區(qū)域內幾乎所有類型遺傳變異的重要優(yōu)勢。

根據不同的檢測和變異類型，選擇最合適的技術路徑，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確和全面，但也由于測序通量的限制，會導致測序深度偏低，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，操作相對更復雜。“我們希望盡量能夠讓各種類型應用在統一的測序平臺，甚至同一張測序芯片中，實現NGS測序平臺效能的最大化。”

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，這是國內首個獲批的產前CNV-seq試劑盒。該產品的獲批標志著高通量測序技術在我國出生缺陷防控體系建設中又邁出了關鍵一步，開啟了產前診斷新時代。

有行業(yè)專家認為，與其他技術相比，CNV-seq技術雖具有檢測范圍廣、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，當減數分裂存在一定異常時，就有可能導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的染色體數目仍然是兩條，并沒有發(fā)生染色體數目的變化，所以市面上常規(guī)的CNV-seq對UPD的檢測無法做到。”

基因組學技術助力出生缺陷三級防控

據《中國出生缺陷防治報告（2012）》統計，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。北京大學第三醫(yī)院曾發(fā)文指出，有效預防出生缺陷的措施，還包括三級預防和婚前、孕前、孕期、產后四個關口。

其中，一級預防在婚前和孕前兩個關口。因美納生育線高級市場經理殷曉燕表示：“目前我們把通過輔助生殖技術，進行胚胎植入前遺傳學檢測（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，改善臨床結局。該領域目前是生殖領域最先拿到IVD檢測的應用，也是臨床檢測剛需。”

除此之外，殷曉燕還介紹，一級預防中基于SNP芯片開展的應用，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芯片技術實現胚胎單倍型分型，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。

二級預防關鍵在孕中。據殷曉燕介紹，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%。“未來，我們認為其在大型省級產前診斷中心會有更多應用，產前全外、產前臨床全外，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用。”

三級預防在嬰兒出生后。《NGS應用于單基因疾病篩查：中國新生兒篩查專家共識》強調，需要特別關注可在新生兒期診斷出、有有效治療或早期干預手段的疾病，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全基因組快速的特點，復旦大學附屬兒科醫(yī)院牽頭國內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%。“同時我們發(fā)現3%的患兒找到感染的病因，可很好體現全基因組一攬子方案在臨床的應用場景。”

基因組學在三級出生缺陷防控中應用，經過多年的推廣，有很多應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。“未來在篩查領域還是有更多的機會，也相信我們可以不斷引領和推動DNA的技術革命，加速對基因組學的認識，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。”

轉載來源：21世紀經濟報道 作者：林昀肖 實習生馬瑜欣