遗传的筛查 完整版

-遗传病的筛查要点遗传筛查是以群体为对象，检测群体中个体是否携带某种致病基因，以防止将疾病遗传给后代依据筛查时段分为出生前筛查和出生后筛查临床常规筛查分为产前筛查、植入前筛查、新生儿筛查和携带者筛查提供遗传咨询、避免患儿出生实施早期治疗的目的筛查方法：超声筛查、生化分析和分子遗传筛查遗传筛查的定义和原则遗传筛查（geneticscreening）是以群体为对象，检测群体中个体是否携带某种致病基因，或某种疾病的易感基因型，以确定筛查个体是否罹患某种疾病或者将疾病遗传给其后代的风险。不同于遗传诊断，遗传筛查是对某种遗传病或遗传相关疾病高患病风险人群的所有个体进行筛选，筛查的结果不能作为疾病确诊的依据。医学遗传学遗传筛查的目的提供遗传咨询避免遗传病患儿的出生早期治疗医学遗传学遗传筛查的原则遗传筛查一般应坚持充分知情、自愿、保密原则。若新生儿能从疾病的早期诊断和治疗中获益，该筛查项目应该为强制性且免费进行。疾病应该是定义明确，有诊断标准，但根据临床表现和体征常难以对疾病作出早期诊断的。疾病应该是在人群中的分布情况明确，发病率较高，严重危害人体健康，甚至可能危及生命的。医学遗传学遗传筛查的原则疾病通过早期干预、治疗能显著改变病程和预后；如疾病缺乏有效治疗措施，出生前筛出阳性个体，通过遗传检测，明确诊断后可进行选择性流产以阻止患儿出生。

对筛查者提供及时的遗传咨询和随访，并提供及时的诊断、治疗和相应的预防措施。能对筛查阳性者，提供准确的确诊方法。筛查方法特异性、灵敏度高、简便、安全、成本低，具有较高的经济价值和社会效益。医学遗传学遗传筛查的方法应具有简便、安全，低成本而灵敏度和特异度高等特点。超声筛查、生化分析和分子遗传学筛查超声筛查：安全性高、操作简便、诊断迅速和无创伤等特点；可提供胎儿生长、器官发育、羊水量和胎盘情况等。可检出大多数结构畸形或染色体异常胎儿医学遗传学遗传筛查的分类出生前筛查/诊断：是筛查孕早期发生的遗传病或发育缺陷，为产前诊断提供依据。

产前筛查：母血清生化筛查和孕期无创产前检测，

产前诊断：有创、微创和无创诊断出生后筛查：明确筛查者是否携带某种致病基因或基因型，评估其是否患病或后代患病风险，为早期干预和优生优育提供依据

新生儿筛查、携带者筛查等第二十一章遗传病的筛查医学遗传学出生前筛查告知孕妇及其家属，其胎儿存在出生缺陷或遗传障碍的风险，并给他们提供如何应对此风险的遗传咨询检测孕妇所怀胎儿可能存在染色体非整倍体，神经管缺陷及其他结构异常的风险母血清生化筛查、孕期无创产前检测三个阶段：孕早（11-13周），孕中（18-24周）和孕晚（32-36周）主要缺陷：非整倍体、神经管畸形等神经管缺陷筛查

NeuralTubeDefectsHighlevelsofMSAFP(maternalserumalpha-fetoprotein)linkedtoanopenNTDElevatedMSAFPconcentrationcombinedwithabnormalfetalultrasonography(Normal1.2mmfornuchaltranslucency)At16weeks5.9mm唐氏综合症筛查

DownSyndromeFirst-Trimester(11-13weeks):Ultrasonography:Nuchaltranslucency↑PAPP-A(Pregnancy-associatedplasmaproteinA↓)FreehCG(hormonehumanchorionicgonadotropin)↑Second-Trimester(15-20weeks):MSAFP↓uE3(unconjugatedestriol)↓hCG↑InhibitionA↑无创产前筛查

母血清游离DNA分析Noninvasiveprenatalscreening/testing(NIPSorNIPT)CellfreefetalDNA(2-10%)inthematernalserumderivedfromtheplacentaltrophoblastsNGSmethodsequencesmillionsofmixtureDNAsTrisomy21andfetalsex,orsingle-genedisordersChr.21constitutes1.5%oftotalDNAinnormal理论模型正常胎儿母体Chr11,200Chr21,200正常胎儿21三体胎儿

100基因等份/毫升血浆

（含5等份的胎儿基因;95等份的母亲基因）11号染色体:19021号染色体:19011号染色体:1021号染色体:1021三体胎儿母体Chr11,200Chr21,20511号染色体:1021号染色体:15母亲数据比较:21三体>正常胎儿产前筛查联合筛查策略

联合孕早和孕中期指标可检测upto95%ofDownsyndromewith5%false-positiverateFurtherNIPS,sensitivityforDS>99%withlessthan1%false-positiverateSensitiveforothertrisomy:90-95%withlessthan1%false-positiverateScreeningforTrisomy21Keynotes:母血清筛查，超声扫描及无创筛查是筛查策略不是确定的产前诊断检测只有孕中期四联筛查中的MSAFP水平是有助于检出开放性神经管缺陷阴性筛查结果，尽管风险降低，但不是零，必须进行一步对唐氏或其他非整倍体或NTD的风险进行咨询。产前诊断对于已经筛查出某种遗传缺陷高风险的胎儿进一步明确诊断是否罹患或携带某种遗传缺陷。前胎有遗传缺陷史，家族史，父母是阳性携带者或产前筛查的高风险人群通过羊膜穿刺术或绒毛吸取术对获得胎儿细胞或羊水进行染色体芯片或二代测序分析告知孕妇出生的胎儿可能患有某种特定出生缺陷或遗传障碍的风险和为其提供如何处理这种风险的选择方案产前诊断和筛查的区别是否孕妇已被告知有某种特定遗传障碍的风险检测的目的是否是确定性的对某种疾病进行诊断还是对人群的风险评估是否检测方法是有创或无创Invasive（有创）Chorionicvillussampling(CVS，绒毛取样）Amniocentesis（羊膜穿刺）PreimplantationGeneticDiagnosis(PGD)Non-invasive（无创）Ultrasound（超生波）MagneticResonanceImaging(MRI)（核磁）MethodsInvasive:羊膜穿刺术

AmniocentesisCollectsfetalcellsforchromosomalanalysisbyG-Binding,FISH,CMA,NGSAmnioticfluidforAFPconcentrationforNTDGenerallyperformedinthe16th-20thweekInvasive:绒毛吸取术

ChorionicVillusSampling10th-13thweekDrawnbytranscervical(cannula)orbytransabdomincal(aspinalneedle)ChromosomalanalysisbyG-Binding,FISH,CMA,NGSPreimplantationGenetic

Diagnosis(PGD植入前诊断)Testduringinvitrofertilization(IVF)toselectembryosfreeofaspecificgeneticconditionbeforetransfertotheuterus.卵裂球活检:asinglecellfroman8-16cellembryo(3dafterIVF)囊胚活检:fivecellsfromthetrophectodermbutnotfromtheinnercellmass(5-6dafterIVF)PCRforsingle-genedisorderstest;FISH,CMAorNGSforchromosomeabnormalitiestest.Embryoswithoutcarryinggeneticabnormalitiesinquestioncanbetransferredandallowedtoimplant植入前筛查

1.基于FISH的植入前筛查2.胚胎综合染色体筛查基于芯片的植入前筛查基于NGS的植入前筛查全基因组扩增技术植入前筛查的方法

植入前筛查传统植入前筛查基于荧光原位杂交(FISH)进行检测，采用卵裂球活检样本。荧光原位杂交是指用特定的荧光标记DNA探针与目标核酸杂交，在荧光显微镜下检测确定染色体数目和大片段的异常，包括缺失、重复、相互易位

、罗伯逊易位

、多倍体等。FISH很难实现对所有24条染色体的全面检测，通常采用有限的5～8个探针进行杂交，因此一般仅检测5～8条染色体的异常。经研究采用FISH在35～41周岁高龄妇女进行植入前筛查，其并不能显著提高IVF临床妊娠率和出生率。筛查方法

基于FISH的植入前筛查植入前筛查由于FISH方法的局限，发展了新的植入前筛查，其主要特点在于：（1）采用受精后第5天或第6天囊胚外滋养层细胞活检；（2）采用能进行综合染色体筛查

的检测技术，能够全面检测所有24条染色体。胚胎综合染色体筛查(comprehensivechromosomescreening,CCS)植入前筛查综合染色体筛查要求对样本首先进行全基因组扩增

，以获得足够的DNA进行后续的检测。WGA根据原理分为：基于PCR的WGA、多重链置换扩增

(multipledisplacementamplification,MDA)，以及两者的结合。筛查方法全基因组扩增技术(wholegenomeamplification,WGA)植入前筛查基于PCR的WGA：简并寡核苷酸引物PCR(DOP-PCR)。DOP-PCR因扩增均一性好，有利于检测基因组拷贝数，在胚胎染色体检测中得到广泛的应用。多重链置换扩增(MDA)产量较高，产物片段较长(10～100kb)

。MDA等位基因脱扣(ADO)率明显低于DOP-PCR。MDA在检测点突变和遗传作图等具有优势。多次退火环状循环扩增

(MALBAC)结合MDA和DOP-PCR扩增原理，可同时检测拷贝数变异和点突变。MALBAC已报道用于单精子分析，卵细胞和极体的研究。但MALBAC方法稳定性和重复性还有待验证，其在植入前筛查的应用仍需探讨。筛查方法全基因组扩增技术植入前筛查芯片(microarray)技术能进行综合染色体筛查，用于胚胎细胞WGA后产物的检测，包括比较基因组杂交芯片(arrayCGH)和单核苷酸多态芯片(singlenucleotidepolymorphismarray,SNP-array)。SNP-array和arrayCGH的原理都是将待检样本DNA进行扩增和荧光标记，再与已标记的参照DNA进行杂交，通过不同荧光信号强度的检测和分析来确定待检样本中的拷贝数变异。ArrayCGH通过待检胚胎样本与参照DNA的比较，检测胚胎染色体的数目异常和不平衡易位。SNP-array同时还可提供待检胚胎的基因型，可结合基因型来进一步分析胚胎的染色体倒位、相互易位和多倍体。筛查方法基于芯片的植入前筛查植入前筛查新一代测序(nextgenerationsequencing,NGS)也是一种综合染色体筛查技术，检测胚胎细胞WGA产物，具有高通量、高精度的特性。随之发展的单细胞测序(singlecellsequencing,SCS)技术，通过WGA和NGS实现对一个或几个细胞基因组的检测。基于NGS的植入前筛查，使用全基因组低覆盖度测序在单细胞水平检测胚胎的染色体异常。通过囊胚滋养层细胞活检，活检细胞行DOP-PCR全基因组扩增，扩增产物用NGS系统构建文库和测序。可实现在基因组低覆盖度的测序数据下准确地检测所有24条染色体的数目异常和不平衡易位。同时引入生物信息学方法对WGA扩增的偏差进行矫正，因而提高了结果的准确性。筛查方法基于NGS的植入前筛查植入前筛查筛查方法基于NGS的植入前筛查流程图Noninvasive:

UltrasonographyHigh-resolutionandreal-timescanningforassessmentoffetalage,multiplepregnanciesandfetalviabilityMajormalformationsoftenseeninfetuswithaneuploidy(trisomy21,18,13)Diagnosisofsingle-genedisordersandmultifactorialdisordersDeterminationoffetalsexPerformedat18-20weeksPrincipalindicationPreviouschildwithdenovochromosomeaneuploidyorothergenomicimbalancePresenceofstructuralchromosomeorgenomeabnormalityinoneoftheparentsFamilyhistoryofgeneticdisorderRiskforaNTD:relativesofpatientswithNTDIncreasedriskasdeterminedbyscreeningThecoupleswishesinvasivetesting出生后筛查/人群筛查Inpresymptomaticstage(症状前)Large-scaletestingofpopulationsfordiseasetoidentifypersonswithorwithoutdisease-causingmutations/unaffectedcarriers大规模人群筛查携带致病突变或携带者人群Principle(原则)Thecondition:seriousandcommon严重/普遍性Tests:widelyapplicableandinexpensive广泛应用和便宜Screeningmethods:Phenotype:b-hexosaminindaseassayforTay-SachsdiseaseGenotype:LinkageanalysisandRFLP,ASOhybridization,Sequencing,Microarray,Massspectrometry,Tandemmassspectrometry

人群筛查的类型NewbornScreening（新生儿筛查）Anidealopportunityforpresymptomaticdetectionandpreventionofdisease症状前检测和阻止疾病的理想时机Identificationoffamiliesforgeneticcounselingtomakeinformedreproductivedecisions家系的遗传咨询HeterozygoteScreening（杂合子筛查）Identifyunaffectedcarriersofdisease-causingmutationsPresymptomaticdiagnosis（症状前诊断）Identifypersonswhoinheritedadisease-causingmutationsbeforedevelopsymptoms发病前确定携带疾病突变的个体新生儿筛查指对新生儿群体，用快速、敏感的实验室方法进行某些遗传代谢性疾病或先天性畸形的筛查，主要针对一些出生时临床症状不明显，一旦发病将造成智力、机体永久性的损伤甚至危及生命，但早治早防则收效明显的疾病。我国新生儿筛查病种法定病种：先天性甲状腺功能减低症（congenitalhypothyroidism,CH）、苯丙酮尿症（phenylketonuria,PKU）等新生儿遗传代谢病和听力障碍广西广东：G-6-PD，地中海贫血江浙沪：先天性肾上腺皮质增生症，并开展串联质谱检测医学遗传学医学遗传学常用筛查方法测定滤纸全血样本中代谢物和酶的活性：大多数代谢性疾病如PKU、枫糖尿病、溶酶体病等；免疫分析法：先天性甲状腺功能减低症、先天性肾上腺皮质增生症等内分泌疾病；DNA聚合酶链反应等分子生物学技术：地中海贫血、囊性纤维化和重度联合免疫缺陷等疾病；脉搏血氧饱和度：先天性心脏缺损；脑干诱发电位：听力障碍。医学遗传学苯丙酮尿症（PKU）苯丙氨酸（Phe）代谢途径中的酶缺陷，使得Phe不能转变成为酪氨酸，导致Phe及其酮酸蓄积，影响大脑及神经系统的发育，临床特征主要表现为严重的智能发育障碍、精神神经症状、湿疹、皮肤抓痕症及色素脱失和鼠气味等。经典型PKU：为苯丙氨酸羟化酶（PAH）缺陷所致；非经典型PKU：主要因四氢生物蝶呤（BH4）缺乏所致，又称BH4缺乏症（BH4D）。医学遗传学PKU的筛查指标：Phe，新生儿出生后72h、充分哺乳后采足跟血滴于新生儿筛查专用滤纸上检测。我国通常采用荧光分析法、定量酶法、细菌抑制法和串联质谱法。荧光分析法灵敏、能定量检测并且费时较少，目前已经成为测定Phe的主要方法。Phe浓度阳性切值根据实验室及试剂盒而定。第二十一章遗传病的筛查医学遗传学新生儿血苯丙氨酸浓度持续

120μmol/L为高苯丙氨酸血症（HPA），即筛查阳性。所有阳性者均应当进行尿蝶呤谱分析、血二氢蝶啶还原酶(DHPR)活性测定，以鉴别苯丙氨酸羟化酶（PAH）缺乏症和BHD。四氢生物蝶呤（BH4）负荷试验可协助诊断。PKU：HPA排除BH4缺乏症后，Phe浓度

360μmol/L为PKU，血Phe≤360μmol/L为轻度HPA。BHD：最常见为6-丙酮酰四氢蝶呤合成酶(PTPS)缺乏症（尿新蝶呤增高，生物蝶呤及生物蝶呤与新蝶呤百分比极低），其次为DHPR缺乏症（DHPR活性明显降低），其他类型少见。第二十一章遗传病的筛查医学遗传学PKU治疗正常蛋白质摄入情况下，血Phe浓度持续

360μmol/L两次以上的PKU患者均应当给予低苯丙氨酸饮食治疗，血Phe浓度≤360μmol/L者需定期随访观察。治疗至少持续到青春发育成熟期，提倡终生治疗。定期监测血Phe浓度，如控制在理想范围内可每月监测1

2次，如异常则每周监测1次，使血Phe浓度维持在各年龄组理想控制范围。定期进行体格发育、智能发育评估。成年女性PKU患者，怀孕之前半年起严格控制血Phe浓度在120

360μmol/L，直至分娩。BH4D患者则给予四氢生物蝶呤、神经递质前质（多巴、5-羟色氨酸）等联合治疗。医学遗传学先天性甲状腺功能减低（CH）先天性甲状腺功能减低是由于患儿甲状腺先天性缺陷或因母孕期饮食中缺碘引起甲状腺激素合成不成所导致的一种疾病，可导致患儿智能发育落后、生长发育迟缓等症状，是儿科常见的内分泌疾病之一。促甲状腺激素（TSH）是新生儿CH的筛查指标。常用的检测方法有时间分辨荧光免疫分析法（Tr-FIA）、酶联免疫吸附法(ELISA)和酶免疫荧光分析法(FEIA)。Tr-FIA敏感度高、检测范围宽、重复性好并且无放射性，目前是我国筛查CH的首选方法。第二十一章遗传病的筛查医学遗传学CH的确诊指标为TSH、游离甲状腺素（FT4）浓度，血TSH增高、FT4降低者，诊断为CH。治疗：给予左旋甲状腺素（L-T4）治疗，初始治疗剂量6～15

g/（kg·d），每天1次口服，使FT4在2周内达到正常范围。维持剂量须个体化，根据血FT4、TSH浓度调整，血FT4应当维持在平均值至正常上限范围之内。定期进行体格发育、智能发育评估。第二十一章遗传病的筛查医学遗传学我国新生儿筛查流程

助产机构检测机构追踪随访机构确诊治疗机构新生儿遗传代谢性疾病筛查告知不同意筛查同意筛查并签字告知如不筛查可能导致不良后果，并签字新生儿出生72h并充分哺乳后足跟采血，制成血样标本送实验室检测检测结果阳性结果阴性结果追踪随访确诊实验排除确诊治疗，定期随访儿童常规系统保健新生儿听力筛查

正常出生新生儿实行两阶段筛查：出生后48h至出院前完成初筛，未通过者及漏筛者于42d内均应当进行双耳复筛。复筛仍未通过者应当在出生后3个月龄内转诊至省级卫生行政部门指定的听力障碍诊治机构接受进一步诊断。新生儿重症监护病房（NICU）婴儿出院前进行自动听性脑干反应（AABR）筛查，未通过者直接转诊至听力障碍诊治机构。具有听力损失高危因素的新生儿，即使通过听力筛查仍应当在3年内每年至少随访1次，在随访过程中怀疑有听力损失时，应当及时到听力障碍诊治机构就诊。在尚不具备条件开展新生儿听力筛查的医疗机构，应当告知新生儿监护人在3个月龄内将新生儿转诊到有条件的筛查机构完成听力筛查。医学遗传学新生儿听力损失高危因素（1）新生儿重症监护病房（NICU）住院超过5d；（2）儿童期永久性听力障碍家族史；（3）巨细胞病毒、风疹病毒、疱疹病毒、梅毒或毒浆体原虫（弓形体）病等引起的宫内感染；（4）颅面形态畸形，包括耳郭和耳道畸形等；（5）出生体重低于1500g；（6）高胆红素血症达到换血要求；（7）病毒性或细菌性脑膜炎；（8）新生儿窒息（Apgar评分1min、0～4min或5min0～6分）；（9）早产儿呼吸窘迫综合征；（10）体外膜氧；（11）机械通气超过48h；（12）母亲孕期曾使用过耳毒性药物或袢利尿药、或滥用药物和酒精；（13）临床上存在或怀疑有与听力障碍有关的综合征或遗传病。医学遗传学听力测试方法采用筛查型耳声发射仪或自动听性脑干反应仪进行测试。听力诊断应当根据测试结果进行交叉印证，确定听力障碍程度和性质。疑有其他缺陷或全身疾病患儿，指导其到相关科室就诊；疑有遗传因素致听力障碍，到具备条件的医疗保健机构进行遗传学咨询。对确诊为永久性听力障碍的患儿应当在出生后6个月内进行相应的临床医学和听力学干预。医学遗传学遗传携带者筛查定义：在隐性单基因病的遗传中，具有一个致病等位基因的杂合子即为遗传病携带者。携带者本人虽不患病，但具有生育该病患者的潜在风险。根据孟德尔分离定律，如果婚配的双方恰巧都是携带者（常染色体隐性遗传病），或女方为携带者（X连锁隐性遗传病），则其后代有1/4的概率成为患者

，若能在两者生育之前及时将其检出，提供遗传咨询、婚育指导和产前诊断，就能有效避免遗传病患儿的出生。医学遗传学常染色体隐性遗传第二十一章遗传病的筛查医学遗传学伴X隐性遗传第二十一章遗传病的筛查医学遗传学携带者筛查

携带者筛查（carrierscreening）是基因检测的一种类型，用于检出自身无遗传病症状，但是可能将遗传病传递给后代的个体。通过携带者筛查，可在特定人群中筛选出携带有隐性致病基因的个体，及时地为其提供婚育指导、遗传咨询、产前诊断等干预，防止遗传病患儿的出生，控制遗传病的发病率。通过携带者筛查得到的人群携带率、等位基因频率等流行病学数据可作为公共卫生决策的立足点，也可为其他相关研究提供基础。医学遗传学临床水平：在临床水平，可以发现有利于进一步检测的线索，例如某些红细胞缺乏症的杂合子有轻度贫血表现，眼白化病女性杂合子的眼