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第二 遗传代谢病筛查（第1页）

第二节　遗传代谢病筛查

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遗传代谢病（IMD）是指有代谢功能缺陷的一大类疾病，属于单基因遗传病的一部分。

遗传代谢病种类繁多，常见有500~600种，总数可达数千余种。

虽然单一病种的发病率较低，但总体发病率可达活产婴儿的1500。

遗传代谢病患儿出生时大多表现正常，随着喂养时间增长，会出现呕吐、昏睡、癫痫、抽搐等症状，一旦发病，会对神经系统或多种脏器造成不可逆转的损伤。

我国IMD筛查起步虽晚，但发展迅速。

目前传统的“两病”

（苯丙酮尿症和先天性甲状腺功能减退症）筛查已覆盖全国95%地区内90%以上的出生人口。

自2002年以来，针对约40种IMD的扩展的新生儿筛查已陆续在全国31个省（区、市）300余家实验室开展，估计年筛查量已逾百万次。

在技术条件较好的地区，二代测序已普遍用于遗传病的分子诊断。

为降低IMD筛查系统的假阴性率和假阳性率，对于将二代测序作为串级质谱法（MSMS）筛查的补充以及确认阳性结果的手段，也进行了一些开创性的尝试。

历经近60年的发展，IMD的筛查与诊断已不再单指代谢、酶学、基因等实验室检测，而是包含教育、筛查、随访、诊断、管理和评估等六大要素的不可分割的系统化整体。

近40年来，我国IMD的筛查诊断在筛查覆盖率、筛查病种范围、技术创新与推广、筛查系统管理及质量控制等方面取得长足进展，与国际的差距逐渐缩小，但仍存在系统不完善和临床诊断率低等问题。

遗传代谢病不仅病种数量繁多、发病机制复杂，而且其临床表现具有多样性和缺乏特异性（临床表现包括智力落后、生长发育迟缓、精神行为异常、肌张力异常、黄疸、肝脾肿大、反复呕吐、抽搐等）。

因此，在过去分析手段不健全的阶段，临床确诊遗传代谢病绝大多数依赖于医师的经验和一些非特异的生化指标，多数情况下，临床医生往往处于推测诊断遗传代谢病而难以做出具体病因诊断的尴尬境地。

近年来，随着科技进步，这种局面已经改观。

其中，液相色谱-质谱法（liquidatography-tandemmassspeetry，LC-MSMS）分析技术在遗传代谢病筛查中的应用非常重要。

一、代谢病检测的原理

LC-MSMS由液相色谱仪和串联质谱仪构成，其中液相色谱仪的主要作用是进样和初步分离，串联质谱仪是将两台质谱仪以串联的方式连接，即将第一台质谱仪作为分离器，第二台质谱仪作为分析仪来对混合物直接进行分析。

待检的样品经液相色谱仪分离后进入第一台质谱仪的离子源，由于蛋白结构、氨基酸性质不同而被电离为各种不同质荷比（mz）的分子离子和碎片离子，然后带有样品信息的离子碎片被加速送入第二台质谱仪的质量分析器，不同的离子在质量分析器中被分离并按质荷比大小依次抵达检测器，经记录即得到按不同质荷比排列的离子质量谱，也就是质谱。

串联质谱仪与单级质谱相比，能明显改善信号的信噪比；串联质谱仪对待测样品的需求量大大减少，其检测水平可以达到pg级；在进一步分离之前能对个别化合物进行筛选，大大地节约了时间和费用，既可进行微量物质定量检测，又保证了实验结果的准确性。

LC-MSMS技术可以说是高效分离与高灵敏度、高选择性的有机结合。

LC-MSMS主要是通过检测干血滤纸片中氨基酸和（或）酰基肉碱、有机酸和脂肪酸的水平，从而协助临床医师诊断不同的氨基酸、有机酸和脂肪酸代谢病。

将串联质谱技术引入遗传代谢病筛查能够同时对多种代谢物进行快速检测，实现一种实验检测多种疾病，极大地提高了检测效率。

二、检测的局限性

对于部分IMD疾病来说，串联质谱仅的检测结果缺乏特异性，难以对疾病做出精准的诊断，且检测结果极易受患儿病情、采集标本时的生理状态、前期治疗等因素影响，从而造成误诊、漏诊。

二代测序技术（NGS）通过对患儿的数百万条DNA片段进行大规模平行测序、生物信息学分析、整合基因表达及调控，可对IMD进行准确的分子诊断，有效弥补了串联质谱技术的不足。

长时间保存的干血片样本和新鲜采集的干血片均能很好地用于全基因组测序（WGS）和全外显子组测序（WES），且两张3.2mm大小的干血片样本中含有足够的DNA用于全基因组甲基化分析，因此从技术上解决了对干血片进行基因组水平检测的样本来源问题。

采用NGS进行IMD实验室筛查和诊断的最大特点和优势是在单管测试中即可对几乎所有IMD致病基因缺陷进行检测，大大缩短诊断时间，为及时、有效实施IMD早期干预和治疗赢得时机。

近来，利用NGS技术进行IMD分子诊断的研究已得到越来越多的关注，但是，NGS分子诊断不仅面临技术层面的问题（如实验操作标准化、海量变异数据的分析与报告、基因组信息的保存和管理等），还存在许多NGS特有的挑战和障碍，在将此类高通量技术广泛应用于新生儿IMD的筛查和诊断工作之前，需对其进行严格的技术验证和评价，以确保在安全、有效、规范的基础上提高我国新生儿IMD实验室筛查和诊断的能力和效率。