国际人类遗传学大会首次在亚洲举办,无创产前筛查与诊断高新技术“NIPD-cSMART”和“NIPT-plus”精彩亮相

近日,“第13届国际人类遗传学大会(The 13th International Congress of Human Genetics, ICHG2016)”在日本举行,这是五年一度的人类与医学遗传学领域世界最高水平的盛会首次在东亚国家召开。中南大学湘雅医院产前诊断中心主任、中国医师协会医学遗传医师分会会长邬玲仟教授、中南大学医学遗传学国家重点实验室梁德生教授和湖南家辉遗传专科医院基因检测中心主任吕卫刚博士等应邀参加大会。

 

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图1. 大会开幕式

大会上,邬玲仟教授和梁德生教授分别在会上作了题为“单基因病无创产前诊断(NIPD-cSMART)”和“微小染色体异常无创产前检测新技术(NIPT-plus)的研发和临床验证”的学术报告,并组织主持了“产前、围产前和生殖遗传学”专题研讨会,与会专家对cSMART和NIPT-Plus技术方法的创新性和临床应用前景给予了高度评价。

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图2. 梁德生教授作会议报告

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图3. 梁德生教授主持会议

现状:我国每年出生33.5万严重(致愚、致残、致死性)遗传病

严重(致愚、致残、致死性)遗传病包括染色体病和部分严重单基因病,其新生儿发病率约2%,估计我国每年出生这类患儿总数达33.5万。这类病人难以治疗,预后差,需终生照顾,给家庭和社会造成重大负担,我国《母婴保健法》明确规定应当通过诊断和产前诊断阻止严重遗传病患儿出生。

“全面二孩”新政实施后,高龄孕产妇增多,阻断出生缺陷的发生将面临更大的挑战,是一场关乎人类健康的战役。这场战役中,中南大学邬玲仟教授团队冲锋在前沿,在产前诊断技术上,邬玲仟教授团队的研究成果达到国际先进水平。

邬玲仟教授介绍,染色体病是指先天性染色体数目或结构异常所引起的疾病,包括由微小染色体异常导致的微缺失微重复综合征,常会造成智力障碍、生长发育迟缓和多发畸形。染色体病是遗传病中发病率最高的一类,其新生儿发病率约1.5%,估计我国每年新增染色体病患儿25万。因为绝大部分染色体病系新发突变引起(并非由父母遗传的),需采取全人群筛查诊断策略才能有效防控,而常规的有创产前诊断方法耗时耗力、并存在1%的流产风险,无法针对全部孕妇开展产前筛查和诊断。

领先:无创产前检测法精度全球最高

尽管目前国际上已经研发出染色体异常无创产前检测新技术,但这些方法也局限于检测大于7Mb和/或靶向数种常见的染色体微缺失微重复综合征,仅覆盖30%~50%的染色体病。在此次大会上,梁德生教授介绍了目前其研究团队与北京贝瑞和康生物技术股份有限公司(简称贝瑞和康)共同研发的一种可覆盖全基因组范围的胎儿染色体微小异常的无创产前检测新技术(NIPT-Plus)。

NIPT-Plus是在经典NIPT基础上升级现有测序流程、增加测序深度的升级技术,同样依托于NextSeq CN500基因测序仪及配套的EZ-PALO快速建库核心技术与RUPA快速分析流程。在7例双盲临床样本中,研究人员采用NIPT-plus技术从孕妇外周血中检出了小至0.56Mb的全部胎儿染色体片段缺失和重复,与有创羊水取样的微芯片检测结果完全吻合。随后在3513例前瞻性临床样本研究中,成功地检出了71例染色体非整倍体和29例染色体微缺失微重复综合征的胎儿。该方法首次实现了从染色体非整倍体至微缺失微重复无创产前检测的飞跃,可覆盖90%以上的染色体病,是迄今国际上涵盖疾病种类最多、检测精度最高的无创产前检测方法。

突破:仅需10mL就能检测胎儿特定单基因突变

尽管染色体非整倍体无创产前检测技术已经广泛应用,但单基因病无创产前诊断迄今没有取得突破。由于存在于母血游离DNA片段中的胎儿目标基因含量太低,采用通用PCR扩增子测序和目标区捕获测序等技术应用于血浆DNA单基因突变检测时,存在假阳性率高、灵敏度低、偏好严重等问题。

邬玲仟教授团队与贝瑞和康共同研发出基于“环化单分子扩增和重测序技术(Circulating Single-Molecule Amplification and Resequencing Technology,cSMART)”的无创产前检测新方法,可将目标区域DNA悉数捕获、富集,再通过高通量测序,实现对突变区域单分子的定性和绝对定量,达到仅需10mL孕妇外周血就能检测胎儿特定单基因是否发生突变的目的。

在一项包括父母双方都是Wilson病(一种严重单基因遗传病)携带者的4个妊娠的临床研究中,该团队证明在父母携带的ATP7B基因突变序列已知的情况下,cSMART技术实现了准确产前诊断。研究结果在美国临床化学协会(AACC)官方杂志《Clinical Chemistry》2015年1月特刊发表,被国际同行誉为“分子诊断的革命性突破”,并引起了国际学术和产业界的高度关注。

全球最大的企业新闻发布机构美通社-美国有线新闻(PRNewswire-USNewswire)对此发表了“新的分子诊断方法可以降低遗传病产前检测的流产风险”的新技术突破进展报道。路透社(Reuters)、雅虎(Yahoo)、微软通讯(MSN)和美国广播公司(ABC)等近百家媒体即时转载或相继发表了评论报道。应杂志主编Nader Rifai博士的邀请,梁德生接受了AACC的专访,于2015年2月8日在Clinical Chemistry Podcasts播出。

在此次会议上,邬玲仟教授介绍了cSMART技术目前在遗传性耳聋、苯丙酮尿症(PKU)、β-地中海贫血、肝豆状核变性等单基因病无创产前检测中的临床试验进展。该技术应用到其它常隐、常显和X连锁遗传单基因病的无创产前诊断,准确度高于99%,灵敏度高达1/10000。而且,cSMART技术在肿瘤早期诊断这个新兴领域中具有更广泛的应用前景,比如它可以准确定量血液中低水平的肿瘤特异性循环DNA和用于监测病人对治疗的反应,与我们共同研发该技术的合作单位贝瑞和康,目前正在进行评估该方法灵敏度和准确性的临床试验。若结果如我们所期望的,我们将很快可以通过检测癌症患者的一管血,就可以了解到癌症患者的突变基因型,并获知患者是否处在癌症的早期或经过治疗后肿瘤是否缩小等信息,引领癌症“液态活检”这个国际前沿高新技术领域的发展。

文章参考:潇湘晨报

 

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