由南京医科大学附属妇产医院的王欣、孙芸、管贤伟、王艳云、洪东洋、张志雷、李亚红、杨培英、蒋涛和徐正凤等研究人员完成的一项关于新生儿基因组筛查在溶酶体贮积症中应用效果的研究，于2025年发表在学术期刊《Genome Medicine》上。这项研究是一项在中国南京进行的队列研究，旨在评估新生儿基因组筛查对于溶酶体贮积症（Lysosomal Storage Disorders， LSDS）早期发现的效能，并将其与传统以酶活性检测为主的筛查策略进行比较。
从学术背景来看，该研究属于医学遗传学、新生儿筛查和罕见病公共卫生领域。溶酶体贮积症是一组单基因遗传的罕见代谢病，虽然单一病种罕见，但总体发病率相对较高，且若不及早干预，可导致严重的、不可逆的器官损伤甚至死亡。目前，仅有美国、英国、日本、中国台湾等少数国家和地区将部分溶酶体贮积症纳入了新生儿常规筛查项目，中国大陆仅在部分省市开展自愿性筛查，尚未全面普及。传统的筛查方法主要依赖于串联质谱技术检测特定溶酶体酶的活性，但这种方法存在假阳性率较高、覆盖疾病种类有限等局限性。近年来，新生儿基因组筛查（Newborn Genomic Screening， NBGS）作为一种新兴技术，在扩展筛查疾病谱、提供更精确的遗传信息、降低假阳性率等方面展现出潜力。然而，其在普通新生儿人群中进行溶酶体贮积症筛查的有效性尚未得到充分评估。因此，本研究的目的便是在大规模新生儿队列中，系统评估NBGS筛查LSDS的产出效果，包括发病率、携带率、筛查效能指标等，并与酶活性筛查策略进行对比，为LSDS的早期发现、诊断和管理提供新的、更有效的策略依据。
研究的详细工作流程严谨而系统，主要包括以下几个核心步骤：研究人群招募与样本收集、NBGS检测、生物信息学分析与变异解读、酶活性验证检测、结果判定与长期随访，以及最后的统计分析与策略比较。首先，研究于2022年3月18日至2023年9月21日期间，在南京市妇幼保健院招募了22,687名新生儿（男性占52.88%）参与NBGS项目。在新生儿出生后48-72小时，采集足跟血制作干血斑卡片，作为后续基因组和酶学分析的样本。
其次，进行新生儿基因组筛查。研究团队采用了基于靶向捕获的高通量测序技术，检测了涵盖94种疾病（包括164个基因）的基因组变异。其中，针对溶酶体贮积症，专门设计了包含15种疾病（对应18个基因）的检测面板。具体的实验流程包括：从干血斑中提取基因组DNA，进行片段化、末端修复、加A尾、连接接头构建文库；使用定制的IDT XGen Lockdown探针进行目标区域捕获富集；最后在MGISEQ-2000测序平台上进行高通量测序。该方法并非全基因组或全外显子组测序，而是针对已知疾病相关基因的靶向测序，具有成本相对较低、报告周期短、数据解读更集中等优点。
第三，进行生物信息学分析与变异解读。对原始测序数据进行质量控制后，将序列比对到人类参考基因组（hg19）。使用GATK软件识别单核苷酸变异和小片段插入/缺失。研究人员优先报告被ClinVar数据库收录为致病性或可能致病性的变异，以及在人群中频率低于1%的截短变异、移码变异或影响剪接位点的变异。所有变异的致病性解读严格遵循美国医学遗传学与基因组学学会的标准，并结合多种生物信息学预测软件（如SIFT、PolyPhen-2等）和数据库（如OMIM、HGMD等）的综合分析结果。通过Sanger测序对所有NBGS检出的阳性变异进行验证。在本次研究中，阳性结果定义为检出与疾病遗传模式（常染色体隐性、X连锁隐性等）相符的致病/可能致病性变异组合；携带者指在常染色体隐性遗传病相关基因上携带单个致病/可能致病性杂合变异的个体。
第四，酶活性验证检测。为了对NBGS阳性结果进行生化验证并比较两种筛查策略，研究还选取了900份样本进行溶酶体酶活性检测。这900份样本包括：290名传统新生儿筛查阴性（即NBGS对LSDS也为阴性）的健康新生儿，用于建立酶活性参考范围和高风险截断值；543名NBGS鉴定出的LSDS携带者；29名NBGS阳性的LSDS疑似患儿（其中1例粘多糖贮积症II型因检测试剂盒不包含而无法检测）；以及38名NBGS检出其他非LSDS疾病的阳性患儿。酶活性检测使用NeoLSD™ MSMS试剂盒，通过液相色谱-串联质谱法，定量测定6种溶酶体酶（GALC， GAA， ASM， IDUA， GLA， ABG）的活性。
第五，结果判定与随访。对于NBGS筛查阳性的新生儿，召回并进行对应的酶活性检测。本研究对LSDS的诊断特指无症状期诊断，即新生儿在筛查时没有任何临床症状，但需同时满足两个条件：(1) 相应溶酶体酶活性低于已建立的截断值，显示酶活性缺乏；(2) 基因检测结果为阳性，且符合疾病的遗传模式。符合这两个条件的个体被定义为“LSDS无症状期个体”。所有确诊的无症状期个体均被纳入长期随访计划，定期进行体格检查和生长发育评估。随访间隔和内容根据具体疾病类型进行个体化定制。
第六，统计分析。研究计算了通过NBGS得出的各种LSDS的发病率、携带率、初始阳性率、假阳性率、阳性预测值等指标。为了比较筛查策略，研究评估了两种序贯筛查策略的效能：(1) NBGS优先策略：先进行NBGS，阳性者再进行酶活性验证；(2) 酶活性优先策略：先进行酶活性筛查，阳性者再进行基因检测验证。通过计算并比较两种策略的灵敏度、特异度、假阳性率、假阴性率、阳性预测值以及Kappa一致性指数，来评判其优劣。所有统计均使用GraphPad Prism和R软件完成，P值<0.05认为有统计学意义。
研究获得了一系列重要结果。在筛查结果方面，在22，687名接受NBGS的新生儿中，共检出1，344名携带者，总携带率约为6.03%。其中，克拉伯病（Krabbe disease）携带率最高（2.56%， 1/39）。初始筛查阳性（即基因型阳性）的新生儿有30名，总体初始阳性率为0.13%。经过酶活性验证和家系分析后，排除了4例（例如顺式变异或酶活性复查正常），最终确诊了15例LSDS无症状期个体。这15例包括法布里病（Fabry disease， 5例）、克拉伯病（8例）、糖原贮积病II型（Glycogen Storage Disease type II， GSD II， 1例）和尼曼-匹克病A/B型（Niemann-Pick disease type A/B， NPD-A/B， 1例）。由此计算出南京地区新生儿LSDS的合计出生发病率为1/1，512（0.066%），远高于基于临床有症状患者统计的发病率，提示NBGS能够发现大量尚未出现症状的早期个体。在确诊的15例中，法布里病（X连锁遗传）的基因阳性率（1/1，512）高于通过酶活性确诊的男性患者率（1/4，537），说明NBGS在发现女性携带者（可能为迟发型患者）方面具有优势，而酶活性检测在女性法布里病患者中代表性不足。
在筛查策略效能比较方面，本研究最核心的发现是：NBGS作为一线筛查策略，其表现显著优于酶活性优先策略。在900名同时接受两种检测的亚组队列分析中，对于克拉伯病、GSD II和NPD-A/B（排除了酶活性检测不具代表性的法布里病），NBGS优先策略的假阳性率显著低于酶活性优先策略（例如克拉伯病：0% vs 0.78%），而阳性预测值则显著更高（例如克拉伯病：100% vs 46.15%）。NBGS优先策略的灵敏度达到100%（未漏诊），而酶活性优先策略则出现了2例假阴性（漏诊）。统计检验显示，NBGS的阳性预测值显著高于酶活性筛查（P < 0.05）。Kappa指数也表明，NBGS在识别无症状期个体方面与金标准（基因+酶学确诊）的一致性更高。研究进一步分析发现，酶活性筛查的效能受到多种因素干扰：一是携带者个体。数据显示，约50%的携带者其相应酶活性处于健康新生儿群体的最低20%水平，这直接增加了酶活性筛查出现假阳性的风险。当从酶活性筛查数据中排除已知携带者后，所有评价指标均有改善。二是其他疾病状态。研究发现，患有杜氏肌营养不良症（DMD）的新生儿，其ASM和IDUA酶活性会异常升高，这可能增加这两种酶活性筛查的假阳性风险。这些干扰因素凸显了基于基因型检测的NBGS的优势，它不受上述生化因素干扰，结果更为稳定和直接。
此外，研究还探讨了影响溶酶体酶活性的因素。除了携带状态外，携带多个不同LSDS致病基因变异的个体，其对应的多种酶活性均会降低。而携带LSDS基因变异的同时又携带其他非LSDS疾病基因变异的个体，其溶酶体酶活性则不受影响，说明非LSDS的致病基因变异通常不会干扰溶酶体酶活性的检测。
基于以上结果，研究得出结论：新生儿基因组筛查是一种有效的溶酶体贮积症筛查工具，能够显著提高无症状期个体的检出率，其作为一线筛查策略，相比传统的酶活性筛查，具有更高的灵敏度、特异度和阳性预测值，以及更低的假阳性率。早期发现这些无症状期个体，对于启动及时的疾病监测、管理以及在适当时机进行干预至关重要，有助于改善患儿预后和家庭生活质量。因此，将NBGS整合到常规新生儿筛查项目中，可为LSDS的识别和管理提供一种有效且主动的途径。
本研究的亮点和价值主要体现在以下几个方面：首先，研究具有首创性。据研究者所知，这是首个专注于评估NBGS在普通新生儿人群中进行LSDS筛查作用、并系统比较其与现行酶活性筛查方法的大规模前瞻性队列研究。其次，研究结果具有重要的公共卫生意义。计算出的LSDS合计发病率（1/1，512）表明这类疾病在新生儿中的负担被低估，NBGS有望改变这一现状，实现真正意义上的早期诊断和干预。第三，研究方法学严谨，通过头对头比较两种序贯策略，为未来筛查方案的优化提供了强有力的循证依据。第四，研究揭示了酶活性筛查中容易被忽视的干扰因素（如携带者状态、其他疾病影响），深化了对筛查技术局限性的认识。第五，研究不仅关注筛查本身，还建立了对无症状期个体的长期随访框架，体现了从筛查到管理的全流程理念。
当然，研究也指出了自身的局限性，如样本局限于单一中心、未能涵盖所有LSDS的酶学验证方法、对检出的无症状期个体尚需更长期的随访以明确其临床转归等。研究者建议未来应开展多中心、更大规模的研究，并持续优化筛查策略，例如可考虑将NBGS作为一线筛查，再对阳性结果进行靶向酶学验证的混合模式，以平衡成本与效益。同时，需加强公众教育、降低检测成本、完善遗传咨询和随访服务体系，以推动NBGS在全国范围内的合理应用。
这项由南京团队完成的研究为LSDS的新生儿筛查领域贡献了重要的中国数据和创新思路，证明了基因组学技术在提升罕见病早期发现能力方面的巨大潜力，为相关卫生政策的制定和临床实践的改进奠定了坚实的基础。