我们应该为每个新生儿做基因组测序吗？

本文来自微信公众号：学术经纬（ID：Global_Academia），药明康德内容团队编辑，原文标题：《〈科学〉特别关注：未来有没有可能每个婴儿一出生就做基因组测序……》，头图来自：视觉中国

Cora今年5岁，是一个活力四射的小女孩，看起来很健康。这得益于她刚出生时额外做过的一项基因检测。

2016年，Cora在波士顿出生。在48小时内，医护人员在她的脚后跟扎出了一点血，用来筛查几十种罕见遗传病，这是美国新生儿都要做的一种标准筛查，主要使用生化测试。但除此之外，在她父母的同意下，研究人员还用Cora的血液进行了另一项试验性的测试：更广泛地检测她的整个基因组，搜索了大约1500个致病基因。

标准筛查的结果提示可能有一种加工B族维生素的酶，即生物素酰胺酶，发生紊乱；但后续儿科医生的检查结果呈阴性。面对矛盾的测试结果，基因组测序给出了判断：Cora体内携带的基因突变，确实会造成生物素酰胺酶缺乏，尽管轻微，还是可能在将来导致视力问题、学习困难等。

在获知基因组测序的结果后，Cora的父母根据医生的建议及时采取了治疗措施，让她每天补充生物素。

像Cora这样，一出生就对整个基因组进行测序，从大量遗传信息中识别出是否有需要治疗的疾病，使其在生命早期及时得到干预，从而在以后的生活中改善健康——这会是未来的普遍做法吗？

《科学》杂志在最近一期关于人类基因组的专刊中，探讨了这种可能性，以及目前人们的一些尝试和担忧。

《科学》封面（图片来源：Science官网；Graphic: Martin Krzywinski/Canada's Michael Smith Genome Sciences Center; Data: OMIM; E. Pleasance et al., Nat. Cancer 1, 452 (2020)）

2001年，人类基因组计划（Human Genome Project）发布了第一份人类基因组的草图。当时担任美国国立人类基因组研究所（NHGRI）所长的Francis Collins博士在电视采访中预测，根据婴儿的DNA序列得出一份所谓的“质量报告分析”，在20年里是“可行的”。2010年，美国国立卫生研究院（NIH）计划了四个试验项目，探索新生儿基因组测序。

在圣地亚哥Rady儿童医院开展的一个试验项目取得了巨大的成功。研究人员通过全基因组测序，检查婴儿是否患有致命而罕见的遗传疾病，从而帮助一些病情危急的婴儿逃脱了死神的魔爪。

就在前不久，研究团队在知名医学期刊《新英格兰医学杂志》上报告了这样一个病例：在去年10月，一个出生才41天的小男孩被父母带到了急诊室，孩子不知为什么止不住地嚎哭。脑部扫描显示，这个孩子的大脑异常。而在近十年前，类似的一幕曾在这个家庭上演过，这对父母的上一个孩子出生后不久出现过同样的症状，并且最终因无法查明的问题而夭折。

这一次，借助于基因组测序项目，医生们在短短半天时间里从孩子的基因组中找到了病因，他们发现了一个出现突变的基因，会导致严重的B族维生素代谢紊乱，这是一种大约100万个新生儿才会出现一例的罕见遗传病。对症下药——补充相应的维生素后，这个孩子很快安静下来，此后至今健康地成长着。

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这名婴儿不是唯一的幸运儿。Rady儿童医院的项目负责人Stephen Kingsmore医生报告说，过去十年里，他和其他团队通过基因组测序，让1839名重病儿童中的36%得到了基因诊断，而根据基因诊断的结果，有533名患儿获得了新的医疗处理，一些婴儿的生命得以挽救。

美国国家儿童健康与人类发展研究所所长Diana Bianchi博士评论说，基因组测序“正在成为治疗危重新生儿的一种新形式”。

不过，除了这些令人振奋的积极结果外，《科学》文章中也指出了基因组测序作为婴儿健康筛查工具在目前面临的局限。要在更大的范围内开展新生儿基因组筛查，除了需要复杂的设备和高昂的检测成本外，还有巨大的伦理和其他实际问题。

由美国NIH资助的伦理组织在2018年的一份报告中指出，许多基因突变对健康的影响现在并不清楚，还有许多遗传疾病仍然无法治疗。这意味着，即使知道检测结果，对于孩子和孩子的父母来说，未必有指导意义或能提供帮助。

在Cora参与的试验项目中，研究人员给127名看起来健康的婴儿和32名患病婴儿做了致病基因的筛查。他们发现，在这些婴儿中，14人具备引起儿童遗传病的突变基因，包括了10名看起来健康的婴儿。有88％的婴儿都携带了遗传病基因，家长们很可能对这一发现感到不安，虽然这些疾病需要基因的两个拷贝都发生突变才会发病、而婴儿多半只有一个拷贝。

在10名看起来健康但具有致病基因的婴儿中，只有Cora后来需要接受治疗，其他大部分孩子尽管带有突变基因，始终没有任何症状，也可能永远不会出现症状。

正如伦敦大学学院的精神病遗传学家David Curtis教授所说，他担心，识别出一些永远不会使婴儿发生重病的基因突变可能导致不必要的检测和家人的焦虑。

另一个不确定性有关筛查哪些疾病。尽管全基因组测序可以早期发现数百种现在没有生化检测方法的疾病，但不少疾病目前并没有治愈或预防的方法。有一位家长的说法很有代表性，他很高兴在儿子出现杜氏肌肉萎缩症的症状之前，他并不知道儿子有这种疾病，因此他们获得了无忧无虑的四年。

尽管如此，随着针对罕见遗传病的新兴疗法不断发展，比如基因疗法通过递送正常基因纠正突变，这些令家长担忧的不确定性将有希望得到解决。

就像Cora的父母那样，他们很庆幸在拿到基因检测结果后，立刻有基因顾问和生物素酰胺酶缺乏症专家来告诉他们要怎么做，从而改变了Cora的生命道路。这或许将会是很多其他家庭的前景。

参考资料

[1] Sequencing every newborn’s genome to detect diseases faces ethical and practical obstacles, but the United Kingdom is pushing ahead with a major test. Retrieved Sep. 26, 2021 from https://www.science.org/content/article/sequence-every-newborn-s-dna-despite-obstacles-uk-pushes-ahead

[2] Own et al., (2021). Rapid Sequencing-Based Diagnosis of Thiamine Metabolism Dysfunction Syndrome. New England Journal of Medicine, DOI: 10.1056/NEJMc2100365

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