_美国新生儿筛查的现状与展望
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美国新生儿筛查的现状与展望
李丽娜(美国国立卫生研究院,心、肺、血液研究所,生化遗传室)
StatusofnewbornscreeningprogramsintheUnitedStates.LIli-na.(Lab.BiochemicalGenetics,NationalHeart,Lung
andBloodInstitute,NationalInstitutesofHealth,USA)
Abstract:Mandatedstatenewbornscreening(NBS)programsfortheapproximately4millioninfantsborneachyearintheUni-t
edStatesdetectnearly3000newcasesofmetabolicdisorderssuchasphenylketonuria(PKU),hematologicdisorderssuchassickle-
celldisease,andendocrinopathiessuchascongenitalhypothyroidism.NBSleadsdirectlytoimprovingtheabilitytopreventdiseaseand
disabilityinchildhoodandthroughoutlife.Currently,therearedifferencesfromonestatetoanotherwithrespecttoconditionsincluded
innewbornscreeningprograms:manystatesscreenforlessthan10conditions,whereasotherstatesincludeover35conditions.Tan-
demmassspectrometry(MS/MS)asamoreaccurateanalyticalmethodthanconventionalnewbornblood-spotscreeninghasgreatly
increasedthenumberofdiseasesthatcanbedetected.Apotentialtechnology,DNAmicroarray,couldbedevelopedandputinplace
tocorrecttheexistingshortcomings.
Keywords:Newbornscreening;Geneticdisease;Tandenmassspectrometry
关键词:新生儿筛查;遗传性疾病;串联质谱
中图分类号:R7221文献标识码:A文章编号:1006-9534(2006)09-0005-02
新生儿筛查(newbornscreening,NBS)是指一些目前还
无法在产前作出诊断的先天性疾病,在新生儿期间取少量血
液进行快速地检查,从而来判别新生儿是否患有遗传性的疾
病。这些疾病多数不致死,但可以严重影响患儿的智力和体
格,造成痴呆和残疾。新生儿筛查的实施,有助于早期诊断
及早期治疗,从而能将新生儿出生缺陷造成的损害减低到最
小,例如避免夭折、减少智能发育迟缓或永久性功能丧失等。
世界上不同的国家,由于技术水平及发展程度的不同,
地理位置的不一样以及高发疾病的种类的差异,所进行的新
生儿筛查的疾病的种类也有不同。目前,美国的各州及华盛
顿特区都法定实施了新生儿筛查[1,2]。美国的新生儿筛查开
始于上世纪六十年代初,主要是运用生化检测方法对所取血
样进行苯丙酮尿症等八种(见表1)疾病的筛查[3]。进入90
年代,美国引入了快速、可靠的串联质谱技术(tandemmass
spectrometry,MS/MS)[4-7],使得新生儿筛查的疾病扩大到
了30多种。目前,全美范围内每年大约对400万新生儿进
行筛查[3,8],约有3000例新生儿被查出患有遗传性疾病,其
中主要包括代谢性疾病,如苯丙酮尿症;血液病,如鐮刀n紅
血球貧血;内分泌性疾病,如先天性甲n腺功能低下(表2)。
表1常规新生儿筛查的疾病
1.苯丙酮尿症(phenylketonuria,简称PKU)
2.先天性甲n腺功能低下(congenitalhypothyroidism)3.半乳糖血症(galactosemia)4.枫汁尿症(maplesyrupurinedisease)5.全胱氨酸尿症(homocystinuria)6.生物素缺陷症(biotinidasedeficiency)7.鐮刀n红细胞贫血(sickle-cellanemia)8.先天性肾上腺增生性肥大(congenitaladrenalhyperplasia)美国各州对新生儿筛查的要求各不相同,所投入的费用
也不统一。目前许多州只做常规的新生儿筛查,而有些州则
作者为美国阿拉巴马大学病理学系博士生及医学系博士后,现为美国国立卫生研究院研究学者,做病毒基因治疗的研究。表2美国新生儿筛查的29种疾病
疾病名称英文缩写内分泌疾病先天性甲n腺功能低下CH先天性肾上腺增生性肥大CAH血红素疾病鐮刀n紅血球貧血HBS/SC型鐮刀n貧血HBS/CS-Beta型地中海貧血HBS/A其它听力HEAR囊性纤维化CF生物素缺陷症BIO半乳糖血症GALT有机酸代谢病*异戊酸血症IVAI型戊二酸血症GA-13-羟,3-甲基戊二酸血症HMG多发性碳酸羧羧酶病MCD甲醛巴比妥酸血症MUT
3-甲基巴豆-辅酶A碳酸羧羧酶病3-MCC
甲基丙二酸血症CblA,B丙酸血症PROP酮硫醇酶血症BKT
脂肪酸代谢病*中等链乙酰辅酶A脱氢酶缺陷MCAD超长链乙酰辅酶A脱氢酶缺陷VLCAD长链l-3-羟酰辅酶A脱氢酶缺陷LCHAD三功能蛋白缺乏症TFP肉毒碱摄入不全CUD氨基酸代谢病*苯丙酮尿症PKU枫汁尿症MSUD全胱氨酸尿症HCYI型西瓜氨基酸血症CIT-1精氨基琥珀酸血症ASAI型高酪氨酸血症TYR1
*可用串联质谱仪检测
要求做35种以上疾病的筛查(表1和表2)。据美国国
家总会计局(USGAO)统计,显示大多数州在2001财政年
里,平均每例只做常规筛查的花费为29.44美元[3]。5中国优生与遗传杂志2006年第14卷第9期在过去的40年里,美国新生儿筛查主要采用的方法有:
(1)常规的生化方法:刚出生的新生儿(平均38h),在
脚后跟取几滴血,放于一定的滤纸上,晾干后送至实验室做
生化检查,主要做常规的八种疾病的普查(表1)。美国少数
几个州也在做其它几种遗传病的新生儿筛查,如6磷酸葡萄
糖脱氢酶缺乏,I型糖尿病等。
(2)串联质谱仪检测法:运用串联质谱仪对凉干的血迹
中的蛋白质和脂肪代谢产物进行分析。此项先进的技术可
在1~2min内检测多种氨基酸血症、有机酸血症及脂肪酸氧
化紊乱。以中等链乙酰辅酶A脱氢酶缺陷为例,在820万新
生儿筛查中的检出率为1:14600,是临床表现型的2到3倍,
主要为985A>G(K329E)基因突变,突变率为54%~90%,
其中纯合子占47%~80%[9]。到目前为止,在美国的新生
儿筛查中,串联质谱仪检测法已用于23种初级靶蛋白及25
种次级靶蛋白的分析与诊断。尽管如此,串联质谱仪检测法
还不能单独使用,必须与常规的生化检测方法同时使用,因
为四种常规新生儿筛查中查出的遗传病,如半乳糖血症等,
并不能用串联质谱仪检测法查出,而且,串联质谱仪的操作
和维持费用较高,大约每做1例筛查需要几千美元[3,10]。
当前,美国国立儿童健康及人类发育研究所(NICHD)
正在计划将来用DNA芯片来解决目前新生儿筛查中的不
足[11]。具体方法是:先提取晾干血迹中的DNA,提取的DAN
经多聚酶链反应(PCR)扩增后,与具有25,000个以上基因
的芯片进行杂交以检测新生儿基因的突变,然后再用目前实
施的其它方法进行疾病的确定。此技术一旦实施,将使得许
多基因遗传疾病的筛查通过一次实验完成。其检测的疾病
可包括目前还未含盖的遗传性代谢病,如神经退行性病变、
免疫缺陷病、肌肉营养失调等。
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