甘肃地区新生儿遗传代谢病疾病谱与基因变异分析

doi:10.12280/gjszjk.20240239

摘要/Abstract

摘要：

目的： 回顾性分析甘肃地区新生儿遗传代谢病的疾病谱、发病率和基因变异谱，探究本地区新生儿遗传代谢病的遗传特征。方法： 选择2021年1月—2023年12月在甘肃省妇幼保健院进行遗传代谢病串联质谱筛查的213 786例新生儿干血斑样本，可疑阳性患儿进行尿气相质谱和（或）高通量基因测序诊断，对确诊患儿的疾病谱、发病率和基因变异谱进行分析。结果： 在189例复筛阳性患儿中确诊145例，包含15种遗传代谢病，甘肃地区遗传代谢病总体发病率为1/1 474，其中高苯丙氨酸血症99例，占68.28%，是甘肃地区遗传代谢病中发病率最高的疾病；发现20种变异基因相关的268个变异位点，如一些热点变异：PAH基因c.728G>A、c.611A>G和MMACHC基因c.609G>A、c.567dupT，以及未报道的新变异：MMACHC基因c.298G>T、MUT基因c.2000A>G、MMAA基因c.734-7A>G。结论： 质谱学筛查联合基因检测技术可有效探究遗传代谢病的遗传特征，为该类疾病后续的临床诊断及遗传咨询提供数据支撑。

关键词: 串联质谱法, 气相色谱-质谱法, 高通量核苷酸序列分析, 遗传性疾病，先天性

Abstract:

Objective: To retrospectively analyze the disease spectrum, incidence rate and gene variation spectrum of neonatal inherited metabolic diseases in Gansu province, and to explore the genetic characteristics of these diseases. Methods: 213 786 cases with the dried blood spots were screened by tandem mass spectrometry from January 2021 to December 2023. The suspected positive children were diagnosed by urine gas chromatography mass spectrometry or (and) high-throughput gene sequencing. The spectrum of disease, incidence and gene variation were analyzed. Results: 145 cases were diagnosed in 189 high risk newborns, including 15 kinds of inherited metabolic diseases. The total incidence of inherited metabolic diseases in Gansu was 1/1 474, among which 68.28% (99 cases) were hyperphenylalanine. A total of 268 mutation sites related to 20 mutation genes were found, such as some hot spot mutations: c.728G>A, c.611A>G mutations in PAH gene, c.609G>A, c.567dupT mutations in MMACHC gene, and the new variants not reported: c.298G>T mutation in MMACHC gene, c.2000A>G mutation in MUT gene, c.734-7A>G mutation in MMAA gene. Conclusions: Mass spectrometry combined with gene detection can effectively explore the genetic characteristics of inherited metabolic diseases, which provides data support for follow-up clinical diagnosis and genetic counseling of these diseases.

Key words: Tandem mass spectrometry, Gas chromatography-mass spectrometry, High-throughput nucleotide sequencing, Genetic diseases, inborn

刘芙蓉, 王兴, 李燕婷, 张钏, 郭媛媛, 惠玲, 郝胜菊. 甘肃地区新生儿遗传代谢病疾病谱与基因变异分析[J]. 国际生殖健康/计划生育杂志, 2024, 43(5): 378-383.

LIU Fu-rong, WANG Xing, LI Yan-ting, ZHANG Chuan, GUO Yuan-yuan, HUI Ling, HAO Sheng-ju. Disease Spectrum and Gene Variation Analysis of Neonatal Inherited Metabolic Diseases in Gansu Region[J]. Journal of International Reproductive Health/Family Planning, 2024, 43(5): 378-383.

图/表 5

参考文献 21

[1]	卫生部临床检验中心新生儿遗传代谢疾病筛查室间质量评价委员会. 新生儿疾病串联质谱筛查技术专家共识[J]. 中华检验医学杂志, 2019, 42(2):89-97. doi: 10.3760/cma.j.issn.1009-9158.2019.02.004.
[2]	国家卫健委临床检验中心新生儿疾病筛查室间质量评价委员会. 新生儿疾病筛查滤纸血片采集和递送及保存专家共识[J]. 中华检验医学杂志, 2019, 42(10):836-840. doi: 10.3760/cma.j.issn.1009-8158.2019.10.005.
[3]	王兴, 刘芙蓉, 胡秀琴, 等. 甘肃地区新生儿干血斑样本11种氨基酸及相关氨基酸代谢物间浓度比值正常参考区间的建立[J]. 中国优生与遗传杂志, 2016, 24(9):11-12,35.
[4]	蒋丽红, 杨茹莱, 董敖, 等. 中国新生儿筛查进展[J]. 浙江大学学报(医学版), 2023, 52(6):673-682. doi: 10.3724/zdxbyxb-2023-0467.
[5]	王兴, 郝胜菊, 陈丕亮, 等. 甘肃省56万例新生儿苯丙酮尿症筛查结果分析[J]. 国际检验医学杂志, 2015, 36(24):3588-3590. doi: 10.3969/j.issn.1673-4130.2015.24.034.
[6]	闫有圣, 姚凤霞, 郝胜菊, 等. 中国人群中苯丙酮尿症患者苯丙氨酸羟化酶基因大片段缺失突变分析[J]. 中华医学杂志, 2016, 96(14):1097-1102. doi: 10.3760/cma.j.issn.0376-2491.2016.14.007.
[7]	张钏, 郝胜菊, 王晓黎, 等. 55个苯丙酮尿症家系产前诊断与基因突变分析[J]. 中华围产医学杂志, 2018, 21(11):764-768. doi: 10.3760/cma.j.issn.1007-9408.2018.11.009.
[8]	胡秀琴, 王兴. 甘肃省首例串联质谱筛查确诊甲基丙二酸血症病例[J]. 检验医学与临床, 2016, 13(24):3585-3586. doi: 10.3969/j.issn.1672-9455.2016.24.064.
[9]	朱永阑, 张春燕, 程昱璇, 等. 串联质谱技术筛查新生儿甲基丙二酸血症回顾性分析[J]. 国际检验医学杂志, 2020, 41(9):1138-1140,1149. doi: 10.3969/j.issn.1673-4130.2020.09.028.
[10]	Niu DM, Chien YH, Chiang CC, et al. Nationwide survey of extended newborn screening by tandem mass spectrometry in Taiwan[J]. J Inherit Metab Dis, 2010, 33(Suppl 2):S295-S305. doi: 10.1007/s10545-010-9129-z.
[11]	杨茹莱, 沈亚平, 陈迟, 等. 2009—2021年浙江省新生儿遗传代谢病基因型分析[J]. 预防医学, 2022, 34(8):760-764. doi: 10.19485/j.cnki.issn2096-5087.2022.08.002.
[12]	马胜举, 赵德华, 马坤, 等. 河南省2013—2019年新生儿遗传代谢病筛查回顾性分析[J]. 检验医学与临床, 2020, 17(14):1965-1968. doi: 10.3969/j.issn.1672-9455.2020.14.006.
[13]	Zhang R, Qiang R, Song C, et al. Spectrum analysis of inborn errors of metabolism for expanded newborn screening in a northwestern Chinese population[J]. Sci Rep, 2021, 11(1):2699. doi: 10.1038/s41598-021-81897-y. pmid: 33514801
[14]	王兴, 刘芙蓉, 张钏, 等. 甘肃省甲基丙二酸血症发病率及基因突变分析[J]. 兰州大学学报(医学版), 2023, 49(6):72-76. doi: 10.13885/j.issn.1000-2812.2023.06.012.
[15]	王艳. 甲基丙二酸血症基因型、临床表型、生化特点及预后的分析[D]. 石家庄: 河北医科大学, 2019.
[16]	Kang L, Liu Y, Shen M, et al. A study on a cohort of 301 Chinese patients with isolated methylmalonic acidemia[J]. J Inherit Metab Dis, 2020, 43(3):409-423. doi: 10.1002/jimd.12183. pmid: 31622506
[17]	王兴, 孙小红, 郝胜菊, 等. 21例甲基丙二酸血症患儿的基因变异分析[J]. 中华医学遗传学杂志, 2022, 39(4):362-365. doi: 10.3760/cma.j.cn511374-20201218-00889.
[18]	Kasper DC, Ratschmann R, Metz TF, et al. The national Austrian newborn screening program - eight years experience with mass spectrometry. past, present, and future goals[J]. Wien Klin Wochenschr, 2010, 122(21/22):607-613. doi: 10.1007/s00508-010-1457-3.
[19]	Diez-Fernandez C, Rüfenacht V, Häberle J. Mutations in the Human Argininosuccinate Synthetase (ASS1) Gene, Impact on Patients, Common Changes, and Structural Considerations[J]. Hum Mutat, 2017, 38(5):471-484. doi: 10.1002/humu.23184. pmid: 28111830
[20]	Lee BH, Kim YM, Heo SH, et al. High prevalence of neonatal presentation in Korean patients with citrullinemia type 1, and their shared mutations[J]. Mol Genet Metab, 2013, 108(1):18-24. doi: 10.1016/j.ymgme.2012.11.011. pmid: 23246278
[21]	林壹明, 余科, 李鹿丰, 等. 六例瓜氨酸血症患儿的ASS1、ASL和SLC25A13基因突变分析[J]. 中华医学遗传学杂志, 2017, 34(5):676-679. doi: 10.3760/cma.j.issn.1003-9406.2017.05.012.

疾病谱	确诊数（例）	构成比（%）	发病率（%）
高苯丙氨酸血症	99	68.28	1/2 159
甲基丙二酸血症	24	16.55	1/8 908
瓜氨酸血症	5	3.45	1/42 757
枫糖尿病	2	1.38	1/106 893
3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶缺乏症	2	1.38	1/106 893
肉碱酰基转移酶缺乏症	2	1.38	1/106 893
极长链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症	2	1.38	1/106 893
鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症	2	1.38	1/106 893
丙酸血症	1	0.69	1/213 786
3-甲基戊烯二酸尿症	1	0.69	1/213 786
酪氨酸血症	1	0.69	1/213 786
半乳糖血症	1	0.69	1/213 786
原发性肉碱缺乏症	1	0.69	1/213 786
甘氨酸脑病	1	0.69	1/213 786
β酮硫解酶缺乏症	1	0.69	1/213 786
合计	145	100.00	1/1 474

疾病谱	确诊数（例）	构成比（%）	发病率（%）
高苯丙氨酸血症	99	68.28	1/2 159
甲基丙二酸血症	24	16.55	1/8 908
瓜氨酸血症	5	3.45	1/42 757
枫糖尿病	2	1.38	1/106 893
3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶缺乏症	2	1.38	1/106 893
肉碱酰基转移酶缺乏症	2	1.38	1/106 893
极长链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症	2	1.38	1/106 893
鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症	2	1.38	1/106 893
丙酸血症	1	0.69	1/213 786
3-甲基戊烯二酸尿症	1	0.69	1/213 786
酪氨酸血症	1	0.69	1/213 786
半乳糖血症	1	0.69	1/213 786
原发性肉碱缺乏症	1	0.69	1/213 786
甘氨酸脑病	1	0.69	1/213 786
β酮硫解酶缺乏症	1	0.69	1/213 786
合计	145	100.00	1/1 474

外显子	变异频次（次）	外显子变异率（%）
exon7	61	41.50
exon11	19	12.93
exon6	17	11.56
exon12	11	7.48
exon2	11	7.48
exon3	9	6.12
exon5	6	4.08
exon9	6	4.08
exon8	4	2.72
exon10	3	2.04
合计	147	100.00

外显子	变异频次（次）	外显子变异率（%）
exon7	61	41.50
exon11	19	12.93
exon6	17	11.56
exon12	11	7.48
exon2	11	7.48
exon3	9	6.12
exon5	6	4.08
exon9	6	4.08
exon8	4	2.72
exon10	3	2.04
合计	147	100.00

外显子/ 内含子	核苷酸变化	氨基酸变化	变异频次	位点变异率（%）
exon7	c.728G>A	p.R243Q	32	17.58
exon6	c.611A>G	p.Y204C	11	6.04
exon7	c.721C>T	p.R241C	8	4.40
exon2	c.158G>A	p.R53H	8	4.40
exon12	c.1238G>C	p.R413P	7	3.85
exon3	c.331C>T	p.R111X	5	2.75
exon7	c.782G>A	p.R261Q	5	2.75
exon10	c.971T>A	p.I324N	4	2.20
exon11	c.1068C>A	p.Y356X	4	2.20
exon11	c.1197A>T	p.V399V	4	2.20
exon6	c.688G>A	p.V230I	4	2.20
exon12	c.1256A>G	p.Q419R	3	1.65
exon6	c.694C>T	p.Q232X	3	1.65
exon9	c.940C>A	p.P314T	3	1.65
exon11	c.1199G>A	p.R400K	2	1.10
exon12	c.1252A>C	p.T418P	2	1.10
exon3	c.194T>C	p.I65T	2	1.10
exon5	c.482T>C	p.F161S	2	1.10
exon7	c.722G>A	p.R241H	2	1.10
exon7	c.737C>T	p.A246V	2	1.10
exon7	c.740G>T	p.G247V	2	1.10
exon8	c.898G>T	p.A300S	2	1.10
intron4	c.442-1G>A	IVS4-1G>A	8	4.40
intron7	c.842+2T>A	IVS7+2T>A	5	2.75