新生儿DNA诊断“提速” 50小时快速诊断新生儿遗传病

　　50个小时，这就是解码并解读一个新生儿基因组所需要的时间，而过去常常这一过程需要数个星期甚至数个月。对于一个严重患病的婴儿来说，这短短两天时间可能就意味着生和死的差别。

　　美国研发快速DNA检测设备 可迅速诊断新生儿疾病

　　美国儿童慈善医院（Children's Mercy Hospital）的研究人员首次应用全基因组信息来诊断危重婴儿。研究小组介绍了STAT-Seq这种全基因组测序方法，从血液样品到结果返回给医生，仅需50个小时。

　　STAT-Seq的原理验证研究发表在10月3日的《科学转化医学》杂志上，证明了在Illumina的HiSeq 2500系统上的测序（全基因组测序大约需要26个小时），再加上医院内部开发的自动化分析流水线，可在50小时内给出答案，预计花费13,500美元（包括住院费用和检测费用）。

　　在这项研究中，获得结果的实际时间大约是一周，因为测序是在Illumina英国公司完成的，数据需要在堪萨斯城和英国之间运输。当医院能够自己运行检测时，周转时间将是50个小时。此外，儿科基因组医学中心的主任Stephen Kingsmore表示，到今年年底，研究小组通过改进比对和变异检出，能够将周转时间缩短至36小时。

　　案例分享

　　研究人员利用STAT-Seq步骤正确诊断了两个回顾性病例，一个患有Tay Sachs疾病，另一个患有Menkes疾病。他们还对五个未确诊新生儿中的四个进行了诊断。

　　对于一位患有严重癫痫的患者，仅仅1个小时的数据分析就确定了分子基础，而致病基因中的变异只是最近在两个无关的阿米什婴儿中报道过，也尚未收录在参考数据库中。最终，父母选择结束通气支持，患者死亡。尽管这个决定是在父母收到诊断结果之前作出的，但文章的第一作者、临床实验室主任Carol Saunders认为诊断对于父母仍然是有用的。

　　在一位患有严重皮肤病的患者中，研究小组在一个已知会导致致死皮肤病的基因中发现了一个新的de novo突变，但Saunders表示，他们需要更多证据。于是，研究小组正与其他小组合作，确定此变异是否真正致病。此患者也死亡。“这是这对父母的第一个孩子，很自然他们希望了解再次发生的风险。”

　　在第三个家庭中，研究人员认为他们可能鉴定出了一个全新的致病基因。这对父母生了两个心脏缺陷的婴儿，且有些内脏是在身体的错误一侧。最初的研究并没有发现任何已知的致病基因。但由于父母未患病，研究人员也对父母进行了测序，并试图发现父母杂合但子女共有的变异，他们在BCL9L基因中发现了两个变异。尽管之前并没有它作为致病基因的报道，但动物模型进一步支持了新的致病基因的鉴定。

　　对于第五个病例，他们未作出分子诊断。患者在五天后死亡，医生怀疑其患有线粒体疾病。对于这个病例，Saunders认为致病突变可能在他们的检测能力之外。她表示：“目前有许多重要的变异位于我们分析的区域之外，一些类型的变异也不能被这种技术很好地捕获。”她举了大的拷贝数变异和重复扩增的例子。

　　过去，基因组数据的正确阐释成为了一道难题，阻碍全基因组测序进入临床。对于STAT-Seq，研究小组开发的分析流水线扫清了主要障碍。他们开发的两个软件让大部分分析自动化。

　　其中一个名为SSAGA的工具提供了一个框架，让医生输入患者的临床表型，随后它列出与那种表型相关的候选致病基因列表，从而缩小了整个基因组的分析。目前，该程序拥有与591种遗传病相关的227个临床术语菜单，但它可以扩展，包含可导致遗传病的所有3,500个基因。

　　Kingsmore表示STAT-Seq最初将向NICU的患者提供，因为他们非常紧急。尽管13,500美元的费用并不低，但能节省几天时间或带来更有效的治疗，这可能会带来更大的经济效益，不过，Kingsmore表示经济性分析还没有开展。Kingsmore还谈到，STAT-Seq将更加简单，因为它在MiSeq上运行，只测序500个基因，而不是全基因组，且不需要富集步骤。

　　结语：基因组分析的加速要感谢测序技术的发展，加上连接了3500种儿童疾病遗传缺陷的新型软件，医生可以快速决定使用何种方案来拯救婴儿的生命。每年在产后重症监护病房收治的婴儿中，大约有30%患有遗传疾病，而新兴的基因组分析技术有望在未来几年内大大提高对他们的治疗水平。