
2021年,全国新生儿死亡率为3.1‰,下降0.3个千分点;婴儿死亡率由2020年的5.4‰下降到5‰;5岁以下儿童死亡率为7.1‰,下降0.4个千分点。
2021年,全国婚前医学检查率为70.9%,比2020年提高2.5个百分点;产前筛查率为85.7%,提高4.6个百分点;新生儿访视率为96.2%,提高0.7个百分点。
从数据看出,我国儿童健康水平持续提高,儿童死亡率持续下降,出生缺陷综合防治不断强化,公众优生健康意识不断提高。
然而,当前我国每年新增出生缺陷儿约80~120万,出生缺陷总发生率约为4%~6%。儿童遗传病患者数量超过1000万人,每年新增遗传病患儿近100万人。全球已发现的罕见病约7000多种(80%的罕见病由遗传因素导致的),针对这些遗传病患者,平均需要5-8年才能实现确诊,诊断成本超过5万元,且有效治疗率仅有5%。新生儿疾病筛查存在较大的需求。

图:新生儿疾病筛查流程(来源/实用新生儿学精要)
传统的新生儿筛查技术以氨基酸等代谢物作为标志物,通过串联质谱、液相色谱串联质谱、气相色谱质谱联用等技术,可以在几分钟内对一个样本筛查40~60种遗传代谢病。但是仍存在假阳性、假阴性较高,易漏诊误诊等问题,且无法实现早期精准分型[1]。
近些年,高通量测序技术(NGS)逐步深入应用新生儿基因筛查,相比传统的生化检测技术,NGS具有增加筛查范围,降低假阳性、假阴性,诊断时间前移等明显优势[1]。对于部分对时效性要求高的情况,快速全基因组检测(rapid whole genome sequencing,rWGS)是一个较佳选择。
自2013年波士顿儿童医院,布莱根妇女医院主导的BabySeq项目开始,新生儿基因筛查项目逐步扩大范围和深入。检测技术从PCR逐渐发展到WGS,以北卡三角洲国际研究院(RTI International)主导的Early Check为例,2018-2022年四年间已筛查2万名SMA(qPCR)、DMD和FXS(PCR),现通过WGS扩展至200种病种。在我国,具有代表性的是首都医科大学附属北京儿童医院倪鑫教授领衔的“新巢计划”,2018年试点,截止2022年2月已完成筛查1万余例;此外,上海市儿科医学研究所韩连书教授主导的中国多中心新生儿遗传病基因筛查研究项目,针对156种常见疾病、159个相关基因 ,2022年8月已完成对3万例新生儿筛查,整体阳性率为4.0%。

图:代表性的新生儿基因筛查项目(来源/基因慧整理)
由于部分应用场景(例如ICU等危重症情况)对时效性要求高,以及临床推广对成本的敏感性,快速全基因组检测(rWGS)应运而生。

图:快速 WGS 临床和实验室实施流程
(来源/《危重新生儿遗传性疾病快速全基因组测序专家共识》)

图:rWGS的技术流程(来源/Stephen Kingsmore et al. 2022)
同年,Euan Ashely小组通过牛津纳米孔技术平台将rWGS的速度进一步提升,在7小时内诊断出患有遗传病的危重儿童[8]。
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赛福基因成立于2015年,专注于遗传/罕见病的基因检测,覆盖到神经系统遗传性疾病、内分泌遗传性疾病以及血液系统、呼吸系统、眼病、肾病等遗传性疾病领域。自主搭建The Merlion系统,布局了从新生儿遗传病筛查、临床辅助诊断到功能验证和药物研发的完整闭环服务及产品体系。

图:2005-2021年,WGS的成本(红线)和rWGS的诊断时间(蓝线)逐年下降
(来源/Stephen Kingsmoreetal. 2022)
1)整体耗时短:由于无需建库,整体耗时较 WES 和基因 Panel 更短,在危重症新生儿遗传病病因检测中能发挥更大的作用;
2) 检测范围广:可以检测普通panel无法检测的线粒体、非编码区,可进行宏基因组分析等;同时,检测成本仍然需要降低,加强更多基因解读的数据库及工具,染色体结构变异有待验证,由于NGS的短读长,无法有效检测嵌合突变(需结合三代测序)。
1)优化或开发更全、更准确的基因功能注释数据库,加强遗传咨询培训;
2)基于妇幼人群的生命伦理规范的细则化;
3)加速基因组和代谢组的整合,进一步给医疗机构和受检者提供快捷、便宜、高灵敏度和准确率的产品菜单,强化服务价值;
4)在以上基础上,与CRO及药企合作新药靶点发现、临床试验和基因治疗等,协力合规的临床应用和医药的转化研究。
1.中华预防医学会出生缺陷与控制专业委员会新生儿遗传代谢病筛查学组,中华医学会儿科学分会新生儿学组.中国新生儿基因筛查专家共识:高通量测序在单基因病筛查中的应用[J].中华实用儿科临床杂志,2023,38(1):31-36.DOI:10.3760/cma.j.cn101070-20221103-01252.
2.http://www.stats.gov.cn/sj/zxfb/202304/t20230417_1938688.html
3.https://beta.clinicaltrials.gov/study/NCT03655223
4. 吴冰冰,杨琳. 危重新生儿遗传性疾病快速全基因组测序专家共识[J]. 中国循证儿科杂志, 2020, v.15(05):5-8.
5. 遗传性疾病诊断“提速”48小时可完成全基因组测序,医药卫生报社,2023
6. Saunders CJ, Miller NA, Soden SE, et al. Rapid whole-genome sequencing for genetic disease diagnosis in neonatal intensive care units. Sci Transl Med. 2012 Oct 3;4(154):154ra135. doi: 10.1126/scitranslmed.3004041. PMID: 23035047; PMCID: PMC4283791.
7. Owen, M.J., Lefebvre, S., Hansen, C. et al. An automated 13.5 hour system for scalable diagnosis and acute management guidance for genetic diseases. Nat Commun 13, 4057 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-31446-6
8. Goenka SD, Gorzynski JE, et al. Accelerated identification of disease-causing variants with ultra-rapid nanopore genome sequencing. Nat Biotechnol. 2022 Jul;40(7):1035-1041. doi: 10.1038/s41587-022-01221-5. Epub 2022 Mar 28. PMID: 35347328; PMCID: PMC9287171.
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