高通量测序在出生缺陷预防中的应用

高通量测序在出生缺陷预防中的应用我的基因我知道我的健康我做主主讲人：李先卓山东省脐血库临床应用中心客户经理目录一、高通量基因测序技术的应用现状二、三级预防基因项目介绍一、高通量基因测序技术的应用现状人类基因组计划：六国参与，耗时超10年，花费30亿美金促进了诸多学科的发展带动了8万亿的产业机会2019年9月9日，华大基因为了完成人类基因组计划（中国部分）而成立5排名研究机构高通量测序仪数量国家1BGI&BGICHOP178中国2BroadInstitute101美国3TheGenomeCenteratWashingtonUniversity62美国4WellcomeTrustSangerInstitute38英国5HumanGenomeSequencingCentre,BaylorCollegeofMedicine32美国6CEA-InstitutdeGénomique23法国7McGillUniversityandGénomeQuébecInnovationCentre20加拿大8YaleCenterforGenomeAnalysis20美国9MaxPlanckInstituteforMolecularGenetics18德国10HudsonAlphaInstituteforBiotechnology17美国全球第一的基因组学（研究）中心67910出生缺陷三级预防孕前植入前产前新生儿筛查筛查/诊断筛查/诊断筛查/诊断一级预防三级预防未雨绸缪忍痛割爱亡羊补牢+高通量测序在一级预防中的应用——康孕染色体检测-100K2019/11/14检测内容•23对染色体非整倍体和100KB以上缺失、重复2019/11/14临床适应症•1、中晚孕期自然流产（孕周12周），死胎，或B超异常、多发畸形胎儿•2、先天畸形、智力低下/发育迟缓、先天性心脏病以及有语言障碍、不明原因多发系统异常等临床表征的新生儿/儿童患者和疑似患者2019/11/14临床意义•1、帮助查找中晚孕期流产，死胎，或B超异常、多发畸形胎儿的遗传原因•2、辅助患者和疑似患者的临床诊断2019/11/14样本类型•流产组织高通量测序在二级预防中的应用——无创产前DNA检测产前基因检测的必要性与可行性ü产前检测的必要性遗传变异的种类定义：遗传物质的改变称为遗传变异，常会导致疾病的产生。具体包括：染色体数目改变、染色体结构改变、基因突变。ü染色体数目改变：染色体条数增加或减少引起的遗传物质的改变，又称为非整倍体变异。ü染色体结构改变：染色体上部分片段缺失、重复、易位或倒位引起的遗传物质的改变。ü基因突变:基因内部碱基的增加、缺失或碱基种类的变化引起的遗传物质的改变。2019/11/14什么是唐氏综合征？唐氏综合征：是最常见的先天愚型疾病，也是我国危害最严重的染色体异常疾病之一，最根本的原因，是人体正常的23对染色体中，在第21对染色体上多了一条。发病率1/600——1/80020ü染色体数目改变引起的疾病：染色体非整倍体包括21-三体综合征（唐氏综合征）、18-三体综合征（爱德华氏综合征）、13-三体综合征（帕陶氏综合征），以及一些性染色体三体型及X单体型。47，XY，+2147，XY，+18ü染色体数目改变引起的疾病：ü染色体数目改变引起的疾病：唐氏综合征发病原因只是由遗传因素决定吗？由遗传因素和环境相互作用，孕妇年龄(35岁以上)和环境为主导因素，占比70%——80%。环境因素：食品安全空气污染水污染细菌及病毒感染电器辐射药物影响……发病率1/600——1/800唐氏综合征发病的遗传学原理错误分裂错误分裂正常分裂正常分裂正常分裂第一次减数分裂第二次减数分裂三体三体单体单体精子（单倍体）精子（单倍体）正常正常三体单体2019/11/14目前对于唐氏综合征的检测方法唐筛羊穿无创30%的误差准确、无风险1984年2019年30%的误差便捷准确有流产风险2019/11/14•抽取母体血液，检测母体血清中激素，甲胎蛋白等的浓度，结合孕妇的预产期、年龄和采血时的孕周，计算出唐氏儿的危险系数。•优势：简单、安全、方便•不足：存在30%的误差唐氏筛查12羊水穿刺•抽取孕妇羊水，检测羊水中胎儿细胞内的染色体（DNA）数目。•优势：准确率高达99.9%。•不足：有创伤风险（流产、术后感染）2019/11/14•唐筛的安全源自于采集母血•羊穿的准确源自于检测胎儿的染色体（DNA）•无创之所以安全、准确是因为采集母血、检测胎儿的DNA3无创检测2019/11/14无创产前基因检测282019年香港中文大学医学院卢煜明(DennisLo)教授发现母体外周血浆中存在游离胎儿染色体，随孕周增加稳定存在，可以作为非创伤性产前诊断的理想材料。结合新一代染色体基因测序技术诞生无创基因检测2019/11/14新一代染色体基因检测方法——无创产前检测。2019/11/14安心：无创安全、无风险无创基因检测只需抽取5ml母体静脉血即可检测所以：•无创伤性。•无感染、无流产风险。•极大地缓解了孕妇及家属的心理负担2019/11/14贴心：早期便捷、无忧虑早期12周15周20周28周18周唐氏筛查穿刺羊水穿刺：18——28周无创产前：12——24周相比唐氏筛查提前3-6周即可检测便捷一次筛查一步到位唐氏筛查：15——20周无创检查相比提前3——6周即可检测12周15周20周18周24周唐氏筛查羊水穿刺无创检测2019/11/14舒心：准确私密、有保障准确•准确率高达99.7%私密•保证对受检者所有信息保密有保障•保险知情同意书充分保障产妇利益：•高危孕妇免费做穿刺•检测结果假阴性，产前2万产后40万巨额保险，从未出现赔付情况。高通量测序在三级预防中的应用——新生儿遗传代谢病筛查48项——遗传性耳聋基因检测——“安馨可”新生儿基因检测新生儿遗传代谢病筛查（48项）我国每年1600万左右出生人口中约有40-50万的儿童患有遗传代谢病。遗传代谢病主要影响神经系统和运动系统发育，很多患儿因未及时诊断和治疗，造成因脑肝肾等损害而导致智力或身体发育障碍，甚至死亡，给家庭带来莫大的遗憾，给社会造成沉重的负担。对遗传代谢病的患者而言，越早发现越早治疗越好。新生儿疾病筛查是减少出生缺陷的第三级预防措施，是婴儿迈入健康人生的第一道“安检”。国家《母婴保健法》及其实施办法已明确规定医疗保健机构应逐步开展新生儿疾病筛查，并将其列入母婴保健技术服务项目。新生儿遗传代谢病筛查（48项）目前，全国采用传统的生化方法只能对新生儿2-5种疾病进行筛查，而采用串联质谱检测可以做到一滴血几分钟内一次性检测48种遗传代谢病，是目前世界上最先进、最经济、最高效的筛查方法。发达国家普遍采用这一技术进行新生儿代谢病筛查，但我国覆盖度不足5%。近几年的数据表明：采用串联质谱所检测的疾病发病率为1/5000～1/3000，而有些发病率较高的遗传代谢病（如甲基丙二酸血症、丙酸血症等疾病）只能采用质谱检测。全面推广质谱检测对新生儿遗传代谢进行更多病种、更高覆盖率的检测是关乎我国人口素质、人力资源的健康存量和经济社会可持续发展的重大公共卫生问题。。检测内容检测技术\疾病种类串联质谱检测（48种疾病）基因检测（82个基因）氨基酸代谢缺陷病21种29个有机酸代谢缺陷病12种15个脂肪酸氧化缺陷病15种38个适用人群科室新生儿科、产科儿科妇产科适用人群所有刚出生的新生儿所有疑似有遗传代谢病的儿童婚前夫妇双方、孕前双方、产前孕妇临床意义尽早发现疾病，及时进行治疗明确病因，协助诊断指导婚育，避免出生缺陷检测意义Ø扩大常规（2-5种）遗传代谢病检测范围，挽救新生儿，降低出生缺陷Ø早筛查、早诊断、早治疗，避免或减轻儿童致残Ø分析人群和患者亲属的致病基因携带情况，预估子代潜在患病风险，提供健康保障Ø利用基因检测平台，辅助临床患者诊断，明确致病基因位点，辅助健康再育和植入前诊断新生儿遗传代谢病检测技术平台串联质谱技术将新生儿足跟血经过萃取、衍生化处理，通过添加同位素内标（IS）对样本中的氨基酸、酰基肉碱进行定量分析，一滴血几分钟内一次性分析五十多种代谢物检测48种遗传代谢病。高通量测序技术通过高通量基因检测技术平台对外周血样本DNA中目的基因进行捕获测序和生物信息学分析找出可疑致病突变，从基因水平为临床辅助诊断和治疗提供专业指导。耳聋是世界范围内的多发病2019/11/1441亿人年全球WHO（NewEnglJMed，2019）我国耳聋现状2019/11/14在我国，听力残疾（耳聋）占各类残疾之首，成为严重危害我国人口健康及生活质量的疾病。全国第二次残疾人抽样调查，2019我国耳聋现状•我国目前耳聋致残人口2780万人•每年新生聋儿3.5万名•国家非常重视耳聋的预防和康复，在全国范围内开展了新生儿普通听力筛查工作•将每年的3月3日定为全国“爱耳日”。耳聋现状如何改善？•问：能治疗吗？答：无药可治，听力损失不可逆。同时一旦出现耳聋，将会面临：1、由聋致哑-残疾加重2、人工耳蜗昂贵-生活负担加重3、再生育风险遗传性耳聋基因检测•耳聋致残人群中遗传因素耳聋占比60%以上，成为最主要致聋原因。•新生儿普通听力筛查对于遗传因素耳聋存在漏检。耳聋的原因是什么？耳聋非综合征型（70%）遗传因素(约60%)常染色体隐性（77%）环境因素（约20%）综合征型（30%）Alport综合征Pendred综合征Waardenburg综合征BOR综合征Usher综合征……等四百余种常染色体显性（22%）X—连锁（~1%）线粒体(1%)不明原因（约20%）细菌感染病毒感染耳毒性药物外伤磕碰声损伤……很可能是遗传因素遗传性耳聋基因检测耳聋预防要从新生儿抓起。不是只有耳聋残疾人才会生育聋儿。80%的聋儿是由听力正常的父母所生中国人群遗传性耳聋的特点耳聋基因突变携带者7800万人平均100个人中有6个人携带耳聋基因主要致聋基因基因耳聋表现正常人所占比例聋人中所占比例GJB2先天性耳聋2-3%21%SLC26A4（PDS）先天性耳聋迟发性耳聋1-2%14.5%12SrRNA药物性耳聋0.3%4.4%GJB3后天性耳聋我国本土上克隆的第一个遗传疾病基因主要致聋基因GJB2：先天性耳聋基因导致生下来就聋PDS：大前庭水管综合征导致后天性耳聋对震荡高度敏感提示人工耳蜗植入有较好的效果！大前庭水管综合征听力正常人群可以是耳聋基因携带者•父母双方都是耳聋基因携带者的情况下：1、听力正常且没有耳聋遗传性的孩子25%2、听力正常但具有耳聋遗传性的孩子50%3、聋儿25%主要致聋基因12SrRNA：药物性耳聋基因“一针致聋”基因；母系遗传携带药物性聋基因的个体及其母系家族成员应禁用氨基糖甙类药物！主要致聋基因u线粒体基因属于母系遗传，即下一代的线粒体基因来自于母亲。u原因：在受精时，精子的细胞核进入卵子，与卵子的细胞核融合，精子中的线粒体会被卵子中的泛素水解酶水解掉。因此，下一代的线粒体全部来自卵子。主要致聋基因GJB3：我国克隆的第一个遗传病基因后天高频听力损失补救方法：佩戴高频助听器避免使用耳毒性药物遗传性耳聋基因检测芯片n多指标：同时检测针对先天性耳聋药物致聋后天迟发性耳聋4个基因（GJB2,GJB3,12SrRNA和PDS）9个突变位点n高精度：301医院、协和医院和吉大第一医院对1088例临床样本作双盲对照实验证明芯片与测序法符合率为100％激光共焦扫描仪自动判读软件遗传性耳聋检测芯片试剂盒获国家医疗器械证（2009）芯片杂交仪芯片洗干仪1555AG1494CT耳聋基因芯片产品社会影响力•国家863项目•北京国家工程研究中心研制资质国家分管部门《医疗器械注册证》CFDA（国家食品药品监督管理局）医疗新技术准入国家卫生和计划生育委员会新增医疗服务国家发展改革委员会物价部门新生儿基因检测——常见遗传病及儿童药物基因组宝宝的第一次体检新生儿基因检测药物敏感基因检测20种（17gene）新生儿常见遗传病50种（88gene）•遗传代谢病40种•遗传性耳聋1种•先天性免疫缺陷6种•其他高发单基因疾病3种•神经用