新生儿胱氨酸病和脊髓性肌萎缩症基因筛查 (GENESIS1)

基于人群的新生儿筛查（NBS）是一项重要的公共卫生计划，通过早期检测极大地改善了多种疾病的病程。 筛查疾病的选择通常遵循 Wilson 和 Jungner 概述的 10 条原则。 在德国，NBS 自 1969 年以来一直是一项自愿的国家医疗服务计划，目前涵盖 17 种疾病。 目前的 NBS 方法采用对新生儿干血斑进行串联质谱分析，无法检测许多潜在可治疗的遗传疾病。 与此同时，基于分子的 NBS 越来越可行，因为可以从干燥的血点中提取 DNA，下一代测序变得经济，并且随着遗传数据库变得更加精细和全面，分子诊断具有更高的可靠性和有效性。 肾病性胱氨酸沉积症和脊髓性肌萎缩症 (SMA) 适合接受基于分子的 NBS，因为有有效的治疗方法。

本研究将为新生儿胱氨酸病和 SMA 筛查提供科学依据，并探讨是否应建议将这些疾病纳入一般新生儿筛查。 通过观察已识别的婴儿与试点项目外有症状的诊断患者的比较，我们将确定早期诊断和开始治疗是否以及在多大程度上导致更有利的预后。

胱氨酸病：胱氨酸病是一种罕见的常染色体隐性系统性疾病，发病率和死亡率很高，由编码溶酶体胱氨酸转运蛋白胱氨酸的 CTNS 基因的致病性变异引起，导致胱氨酸在溶酶体内积聚。 口服半胱胺的终身胱氨酸消耗疗法是胱氨酸中毒的唯一特异性疗法，加上儿童时期肾脏替代疗法的可用性，显着改善了患者的预后。 有强有力的证据表明，早期开始和持续使用半胱胺治疗对于延缓进展为慢性肾病（CKD）和终末器官损伤至关重要。

目前，胱氨酸中毒的诊断是基于白细胞中胱氨酸水平升高。 该方法不适用于NBS。

脊髓性肌萎缩症 (SMA)：在德国，脊髓性肌萎缩症的患病率约为 1:10,000 活产婴儿。 它以常染色体隐性方式遗传。 患有脊髓性肌萎缩症的新生儿出生后没有临床症状。

脊髓性肌萎缩症的病因是 SMN1 基因（“运动神经元存活蛋白”的编码基因）中第 7 号外显子的缺失。 纯合子缺失缺乏脊髓前角细胞所依赖的功能性 SMN 蛋白。 杂合子携带者是无症状的。 功能性 SMN 蛋白的缺乏会导致脊髓水平的运动神经元受损，导致严重的神经源性重塑和骨骼肌萎缩。

除了 SMN1 基因之外，人类还有一个几乎相同、位置相邻的“伪基因”，即 SMN2 基因。 它与 SMN1 基因仅相差 5 个单碱基对。 SMN2 蛋白在健康人体中不起任何作用，因为存在足够的功能性 SMN1 蛋白。 SMN2基因含有一个分子开关，可以完全关闭该基因的表达。 脊髓性肌萎缩症的临床变异性可以通过 SMN2 蛋白的差异表达来解释。 因此，通过抑制关闭开关来读出包括其外显子7的SMN2基因代表了治疗SMA患者的治疗靶点。 2015/2016 年 Ionis/Biogen 的反义寡核苷酸 nusinersen (Spinraza®) 安慰剂对照多中心研究证明了一种疗法积极影响疾病进程的可能性。

在临床怀疑的情况下，通过对 EDTA 血液中的 SMN1 和 SMN2 基因以及从中分离的 DNA 进行有针对性的检测来诊断该疾病。 该测试通常在遗传学实验室中使用 MLPA（多重连接依赖性探针扩增）进行。 由于每个样本都需要一个商业试剂盒，因此作为新生儿筛查的一部分，该测试的成本太高。

程序：

研究人群 德国的医院可以自由选择向 11 家经过认证的实验室中的哪一家发送干血斑卡进行新生儿筛查，以及是否要参与试点项目。

在该项目中，慕尼黑的 Becker & Kollegen 实验室和汉诺威筛查实验室正在向其发送者通报在常规新生儿筛查中添加胱氨酸病（汉诺威）或胱氨酸病和 SMA（慕尼黑）基因筛查的可能性。

研究人群包括父母希望参与试点项目并已提供书面知情同意书的新生儿。 提供了胱氨酸病和 SMA 筛查的附加信息和同意书，其中包括对筛查过程和目标、预期益处、不参与可能产生的不利后果以及测试结果的意义的解释。 家长被告知，只有在提出要求时，他们才会被告知正常、无异常的结果。 同意书上必须有至少一位家长的签名以及通知医生的签名。 试点项目的同意书还包括同意在筛查结果异常时与专门中心分享联系信息和调查结果。

如果结果呈阳性，实验室必须首先通知发送者并澄清孩子是否仍在医院。 如果孩子仍在住院治疗，发送者会从家长那里获取初步信息，并通知专家进行相应的诊断。 如果孩子已经出院，实验室会直接联系相应的专家（Cystinosis：Priv.-Doz. 医学博士。 凯瑟琳娜·霍恩菲尔纳，罗森海姆； SMA：教授、博士、医学博士。 沃尔夫冈·穆勒·费尔伯 (Wolfgang Müller-Felber)，慕尼黑）。

采样 分子遗传筛查使用与常规 NBS 相同的干血卡（滤纸卡上的血滴）进行。 无需额外采集血液。 如果可用材料很少，则首先进行常规 NBS，然后筛查胱氨酸病和 SMA。 根据儿科指南，NBS 的血液样本应在出生后 36 至 72 小时内采集。

一般来说，对于所有无效结果（即，如果对照反应失败）和所有异常结果，都会在内部重复测试，以使用可用的血液样本进行确认。 如果血液样本的质量较差（例如，血液太少），实验室将要求提供新的血液样本。 如果材料太少而无法进行所需的下一代测序，实验室还将要求另一份干燥的血液样本。

测量和方法 胱氨酸中毒：对于胱氨酸中毒筛查，在第一阶段进行多重 PCR 以检测德国最常见的三种 CTNS 突变，即 57kb 缺失（欧洲和北美约一半的胱氨酸中毒） c.18_21delGACT，p .T7Ffs*7 和 c.926dupG，p.S310Qfs*55 。 杂合样本将接受基于扩增子的下一代测序，以检测 101 个致病突变。 该方法预测检测率为 96.5%。

SMA 上述针对 CTNS 突变的三重 PCR 得到了另一种检测 SMN1 基因中外显子 7 的 PCR 的补充。 通过这种四重 PCR，可以获得正常样本（SMN1 基因的两个等位基因中没有或有杂合外显子 7 缺失的样本）的特异信号。 如果在 SMN1 基因中检测到纯合外显子 7 缺失，则 SMA 筛查被视为阳性。 PCR 扩增的缺失表明不存在功能性 SMN1 拷贝，即受影响的新生儿。 该方法无法检测出杂合个体 检出率、假阳性和假阴性结果 假设两种疾病的总体检出率均超过 95%。 假阴性筛查结果不太可能出现。 在胱氨酸中毒中，由于以前未知的罕见突变或患者不携带三种最常见突变中的任何一种，可能会出现假阴性结果。 在 SMA 中，不考虑杂合性缺失与点突变相结合的患者。 对于有胱氨酸中毒或 SMA 症状的患者，将独立于筛查进行进一步的诊断测试。

筛查结果出现假阳性的可能性也很小。 在胱氨酸中毒中，杂合样本可能由于“等位基因缺失”（由于引物结合区突变导致等位基因 PCR 失败）而错误地显示为纯合样本。

确诊胱氨酸病：在发现 CTNS 基因纯合或复合杂合突变的患者中，通过测定 EDTA 血液中白细胞内胱氨酸水平来确认诊断。 该样本在出生后 14 天内被送往明斯特的代谢实验室。

SMA：如果 SMN1 基因中的外显子 7 是纯合的，则必须假定为 SMA（> 50% I 型，病程最严重）。 为了对 SMA 的严重程度进行分类，需要通过记录 SMN-2 拷贝数进行进一步诊断。 另一份血样将由责任护理中心送往乌尔姆的参考实验室。 验证测试结果将转发给筛选实验室进行质量控制。

照顾受影响的儿童 胱氨酸病：胱氨酸病筛查结果呈阳性的儿童将被转诊至最近的代谢疾病中心。 确诊后将立即开始半胱胺治疗。

SMA：SMA 筛查结果呈阳性的儿童会被转诊至冯豪纳博士儿童医院（巴伐利亚）社会儿科中心的神经肌肉疾病中心或埃森和明斯特大学医院。

项目范围 该项目最初仅限于 200,000 个样本，并有可能扩大。