新生儿全基因组测序引发疑问

对每个新生儿进行一系列已知基因风险的检测在技术上是可行的。 一些人担心结果可能弊大于利

斯蒂芬·马克斯 盖蒂图片社; 仅用于说明目的的照片

改编自《基因机器:基因技术如何改变我们生育孩子的方式以及我们所拥有的孩子》作者:邦妮·罗克曼,经大众科学/法勒、施特劳斯和吉鲁出版社(美国),中国人民大学出版社(中国)安排。 版权所有 © 2017 邦妮·罗克曼。 保留所有权利

2010 年在德克萨斯州,詹妮弗·加西亚生了一个宝宝,是她四岁儿子的弟弟。 她给他取名卡梅伦。 加西亚选择对两个儿子进行产前检查,检查包括唐氏综合征和囊性纤维化。 检查结果都很好。 儿子出生后,她毫不犹豫地让医院的工作人员在他们的脚后跟上扎针,并将由此产生的血滴扫描大约 30 种疾病,这些疾病构成了在孤星州各地医院出生的婴儿的标准新生儿筛查测试。

几个月过去了,卡梅伦长大了,抬起了头,对着父母笑了。 他看起来健康强壮,身高和体重都徘徊在他这个年龄段婴儿的 90% 分位。 他对着家里的狗笑了。 他学会了在地板上打滚以够到玩具。 然后,在他七个月大的时候,他得了肺炎。 在医院里,他癫痫发作,不得不插管。 随后进行了 CT 扫描和 MRI,然后是 EEG、脊髓穿刺和输血。


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没有人知道哪里出了问题。 首先,医生认为卡梅伦患有脑膜炎,然后是百日咳,然后是肺结核,所以他们为了以防万一,给他服用了抗癫痫药物、抗菌药、抗病毒药和抗真菌药。 专家来了又去,来自重症监护、儿科、神经病学、癫痫病学、毒理学、免疫学、传染病、呼吸治疗的团队。 在他被送往休斯顿一家大型医疗中心十天后,卡梅伦患病的原因终于浮出水面:一位免疫学家怀疑他患有重症联合免疫缺陷病,这是一种遗传性疾病,也被称为泡泡男孩病。 患有重症联合免疫缺陷病 (SCID) 的儿童没有功能正常的免疫系统,这就是卡梅伦病情没有好转的原因。

诊断结果让加西亚和她的丈夫约翰感到困惑。 他们没有 SCID 家族史。 事实上,他们甚至从未听说过它。 无论如何,卡梅伦的新生儿筛查测试不是应该检查出来吗? 加西亚开始研究,她发现的一切让她难以置信。 重症联合免疫缺陷病可以通过新生儿筛查检测出来,使用与德克萨斯州州卫生服务部分析的其他疾病相同的干血斑。 但当时的德克萨斯州以及大多数州都没有筛查 SCID。 当 SCID 在婴儿病情严重之前被早期发现时,骨髓移植通常可以治愈这种原本致命的疾病,因为它有助于用健康的免疫系统取代受损的免疫系统。 超过 90% 在生命的前三个半月接受移植的婴儿可以康复。 卡梅伦在被诊断出患有 SCID 时已经八个月大了,病情危重,正在为生命而战。

可以理解的是,卡梅伦的母亲强调了如果不筛查技术上可行的疾病的缺点。 卡梅伦出生在一个月后,SCID 被添加到国家推荐的核心新生儿筛查条件清单中。 然而,德克萨斯州还需要两年多的时间才能开始对每个婴儿进行 SCID 筛查。 这对卡梅伦来说太晚了,他于 2011 年 3 月 30 日去世。他九个月大了。

自从她离开医院时没有抱着卡梅伦后,加西亚成为了一名积极分子,最终在说服德克萨斯州将 SCID 纳入其筛查的疾病之列方面发挥了重要作用。 知道所有在德克萨斯州医院出生的婴儿现在都接受 SCID 检测,这让加西亚的失去变得稍微可以忍受。“我希望他短暂的生命对我们家不仅仅意味着这些……。我希望人们知道这个小宝宝改变了事物,并为很多人打开了眼界……,”加西亚在一段关于 SCID 筛查重要性的视频中说道。“如果我们知道卡梅伦患有 SCID,如果我们能够在任何感染之前发现这一点,绝对是 100% 的,卡梅伦今天还会在这里。”

但是,如果我们不必经历耗时的过程,将新的疾病逐个添加到新生儿筛查可以检测到的疾病列表中,那会怎么样? 如果一项测试可以查找新生儿筛查可以识别的许多疾病,以及更多疾病,那会怎么样?

这个问题不是假设性的。 在备受期待的研究中,这项研究有望彻底改变我们对生命最初时刻的健康的认识,美国国立卫生研究院已责成四所大学医疗中心研究使用基因组测序绘制婴儿完整基因代码的医疗、行为、经济和伦理影响。 对每个婴儿的基因组进行测序是否明智?

棘手的问题

有明显的益处。 可以识别出更多处于危险之中的儿童,从而为像卡梅伦·加西亚这样生命取决于早期发现的人提供更早的治疗。 但不可避免的是,一些父母将不得不应对发现无法缓解的健康问题,以及称为意义不明的遗传变异,其影响尚不清楚:它们可能表明存在问题,或者它们可能只是 DNA 乱码。

根据返回给父母的结果,许多父母最终会发现他们孩子的大部分基因组仍然难以理解。 米歇尔·哈卡比·刘易斯是一位受过培训的儿科医生和律师,她在约翰·霍普金斯大学伯曼生物伦理研究所研究遗传学政策,她担心这可能会导致问题。“遗传学和亚专科劳动力将无法充分配备以满足日益增长的需求,”她在《JAMA Pediatrics》的一篇评论中写道。“此外,与亚专科医生的令人垂涎的预约可能会被那些病情可能在晚年才会显现的儿童填满,从而使那些需求更迫切的人更难获得医疗服务。”

新生儿已经通过足跟采血来检测一系列遗传疾病。 足跟采血还可以提供足够的血液来筛查更多此类疾病。 图片来源:丹·麦考伊 盖蒂图片社

无论如何,这似乎是医疗保健的发展方向。“我们正在走向一个技术会变得非常好、成本会变得非常低的世界,以至于将测序应用于不仅是病人,而且是健康人,都非常有吸引力,”遗传学家罗伯特·C·格林说。 格林共同领导 BabySeq 项目,这是一项新生儿筛查研究,部分在哈佛大学附属的布莱根妇女医院和波士顿儿童医院进行,这两个医院是联邦政府资助的四个研究地点之一。

BabySeq 正在研究父母和医生如何使用基因组数据来改善儿童的医疗保健。 格林和他的共同领导者艾伦·贝格斯正在研究 240 名患病新生儿和 240 名健康新生儿。 他们正在随机对每组的一半进行测序,以评估患病儿童的父母对测序结果的反应是否与健康婴儿的父母不同。 患病婴儿的父母是否觉得额外的信息有帮助,而健康婴儿的父母是否觉得信息量过大? 两组人都更喜欢传统新生儿筛查提供的更有限的图像吗? 医生将大量数据纳入最年幼和最脆弱患者的护理的最佳方式是什么? 格林说,其目的是回答一些问题:“这可怕吗? 这有用吗? 这可能会让人感到困惑吗?”

在研究的先导阶段,格林和他的同事在孩子出生后不久对父母进行了调查,询问他们是否愿意对婴儿的 DNA 进行测序。 他们发现人们对新生儿测序有着巨大的兴趣。 三个月后,他们更加详细地向父母解释了基因组测序可以产生关于他们孩子的哪些类型的数据——例如,癌症风险或帕金森病易感性。

仍然感兴趣的父母的百分比几乎没有变化。“这表明,即使是对健康婴儿,人们对此也有巨大的需求,”格林说。“这将很难抗拒。”

尽管如此,格林将婴儿测序并“将结果呕吐给家人”的行为描述为“感觉非常危险”。 焦虑的父母和试图解释不确定结果的医生之间的结合似乎特别不稳定。“人们对自己了解情况比对孩子了解情况更乐观,”格林指出。“最重要的问题是伤害。 根据你与谁交谈,关于伤害——关于焦虑、痛苦、误解信息,存在各种各样的理论。 当谈论婴儿时,所有这些问题都会加剧,因为他们无法做出选择。 这是寻找伤害的第一个机会。”

模拟未来

当我在 2015 年春天访问波士顿时,该项目正处于招募第一名婴儿的风口浪尖。 我以为我会见到一位研究人员,也许两位,但迎接我的是六个人——新生儿科医生、遗传学家、遗传咨询师——在一个医院会议室里。 养育一个孩子需要一个村庄——而详细讨论孩子的测序也需要一个村庄。 他们解释说,BabySeq(截至 2016 年底,已招募约 100 个家庭)将把返回给父母的结果限制为仅与儿童时期扎根的疾病相关的基因变化。 婴儿的父母和他们的儿科医生也将参加这项研究,目的是评估医疗结果和对亲子关系的影响,以及数据是否有用以及如何将其纳入儿童的医疗保健中。 换句话说,来自基因组测序的大量信息是否转化为更好的儿童医疗保健? 收益是否证明成本是合理的,包括经济成本和情感成本?

“如果你想象一个世界,每个婴儿都可以快速测序,那么他们的医生将如何使用这些信息来促进他们的护理、做出诊断、开药?” 格林问道。“我们正试图在测序并不容易或便宜,医生也不习惯处理它的时代,模拟这种情况。 我们正在努力模拟未来。”

但如果格林的预测是正确的,那不是一个投机性的、遥远的未来。“我预测在五年内,测序将作为免费赠品赠送,”他断言。

更多探索

新生儿筛查争议:过去、现在和未来。 米歇尔·哈卡比·刘易斯,《JAMA Pediatrics》,第 168 卷,第 3 期,第 199–200 页;2014 年 3 月。

影响父母对新生儿基因组测序兴趣的心理社会因素。 苏珊·E·韦斯布伦等,《Pediatrics》,第 137 卷,增刊第 1 号,第 S30–S35 页;2016 年 1 月。

BabySeq 项目:新生儿外显子组测序随机试验的初步结果。 R. C. 格林等。 在 2016 年美国人类遗传学会年会,温哥华,2016 年 10 月 18–22 日上发表。

来自我们的档案

新生儿筛查的风险。 阿里尔·布莱彻;2012 年 7 月。

邦妮·罗克曼是一位报道科学、健康和育儿的记者。 她曾担任《时代》杂志的专栏作家,并曾为《纽约时报杂志》和《华尔街日报》等撰稿。

更多作者:邦妮·罗克曼
大众科学杂志第 316 卷第 3 期本文最初以“应该对婴儿进行测序吗?”为标题发表在大众科学杂志第 316 卷第 3 期(),第 72 页
doi:10.1038/scientificamerican0317-72
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