米切爾·戈爾比於 2019 年 8 月 9 日下午 3 點左右在聖地亞哥的巴爾博亞海軍醫院降生。這個嬰兒看起來很健康，他的父母蒂芙尼和賴蘭欣喜若狂。但幾個小時後，一名護士注意到米切爾看起來昏昏沉沉，從未哭鬧，監護儀顯示他的身體沒有獲得足夠的氧氣。米切爾被緊急送往附近的雷迪兒童醫院的新生兒重症監護室，在那裡，檢查顯示氧氣沒有與血液中的攜氧分子血紅蛋白結合，他的紅細胞正在死亡。他沒有吸吮母乳，因此醫院插入了飼管。米切爾的醫生安排了 CT 和腦部掃描，並檢查了傳染病——但她無法找出他哪裡出了問題。作為最後的手段，她建議對米切爾的基因組進行測序。
雷迪兒童基因組醫學研究所斯蒂芬·金斯莫爾實驗室的結果在大約 48 小時內出來了。米切爾患有一種罕見的基因突變，稱為湯姆斯河血紅蛋白，它阻止氧氣與胎兒紅細胞中的蛋白質結合。這種突變——以 2011 年首次確診該問題的患者的新澤西州家鄉命名——僅影響胎兒血紅蛋白；嬰兒在幾個月內開始製造健康的成人血紅蛋白。醫生只需要讓米切爾活到那時。雷迪新生兒科醫生珍妮·卡羅爾說，“擁有他的整個基因組讓我們知道治療的起點”。她和米切爾的醫生團隊開出了一系列輸血處方，嬰兒的病情迅速好轉。不到一個月，他就足夠強壯可以回家了。
對於像米切爾這樣患有遺傳疾病出生的孩子來說，過去需要數年才能確診，到那時往往為時已晚。然而，現在，基因測序速度的進步和成本的急劇下降使得篩查數百甚至數千種兒童期發病的遺傳疾病成為可能。在過去一年左右的時間裡，幾十家醫院開始提供快速測序新生兒基因組的能力，以幫助診斷出生後不久危及生命的疾病。研究人員正在研究是否應將這種測序作為標準健康篩查的一部分提供給所有新生兒。Sema4 和 BabyGenes 等公司現在正在向父母推銷 23andMe 風格的直接面向消費者的測試，僅僅是為了更多地瞭解他們孩子的健康狀況。預計到 2027 年，產前和新生兒基因測序將增長為一個價值 112 億美元的產業，高於 2018 年的 40 億美元市場。
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支持者表示，新生兒基因檢測可以幫助診斷緊急情況下危及生命的兒童期發病疾病，並可以大大增加所有嬰兒出生時篩查的遺傳疾病的數量，從而實現更早的診斷和治療。它還可以告知父母他們可能傳給未來孩子的疾病，或者他們自身成人期發病疾病的風險。基因檢測可以檢測出數百甚至數千種疾病，比目前的足跟血篩查——美國所有新生兒出生時都要接受的篩查——多出一個數量級，或者確認此類測試的結果。
但其他人警告說，基因檢測可能弊大於利。它們可能會遺漏足跟血篩查可以檢測到的一些疾病，並對其他疾病產生假陽性，從而引起焦慮並導致不必要的後續檢測。兒童 DNA 測序也引發了知情同意和基因歧視前景的問題。
無論這些擔憂如何，新生兒基因檢測已經出現，並且很可能變得越來越普遍。但是，這項技術是否足夠先進，能夠真正對大多數嬰兒有用？家庭和社會是否為這些資訊做好準備？
在 20 世紀 60 年代，微生物學家羅伯特·格思裡開發了一種苯丙酮尿症 (PKU) 的測試方法，這是一種導致氨基酸苯丙氨酸在體內積聚的遺傳疾病。PKU 很容易透過限制苯丙氨酸的飲食來治療，但如果不進行干預，可能會導致腦損傷和智力障礙。幾年之內，美國其他州也要求對新生兒進行格思裡測試，隨後很快就出現了其他疾病的測試。到 20 世紀 80 年代中期，大多數州都制定了強制性篩查計劃。2002 年，聯邦政府要求美國醫學遺傳學學院制定新生兒篩查指南，最終形成了推薦的通用篩查小組，其中包括 35 種核心疾病和 25 種可治療的次要疾病。現在大多數州都對這些疾病的子集進行檢測。
人類已知的遺傳疾病大約有 14,000 種，範圍從兒童期發病的疾病（如 PKU 和先天性心臟病）到成人期發病的疾病（如亨廷頓病和遺傳性癌症）。一些兒童疾病，如 PKU，如果及早發現是可以治療的。足跟血篩查僅能檢測出這些疾病中的極小一部分，因此基因檢測具有吸引力。
在 2010 年代初期，美國國家兒童健康與人類發展研究所和美國國家人類基因組研究所啟動了一個名為 NSIGHT（新生兒基因組醫學和公共衛生測序的縮寫）的專案，以探索新生兒 DNA 篩查的風險和益處。雷迪的金斯莫爾領導了 NSIGHT 資助的四個專案之一，該專案探索了快速全基因組測序在疑似患有遺傳疾病的危重新生兒中的應用。
標準測序可能需要數週時間，但金斯莫爾的團隊使用快速測序方法和將基因組與患者疾病特徵進行比較的軟體，可以在一兩天內獲得基因診斷結果。對於這些嬰兒來說，幾個小時或幾天可能是生死攸關或嚴重殘疾的區別。金斯莫爾領導的兩項試驗中的第一項於 2014 年至 2016 年在堪薩斯城兒童慈善醫院進行。第二項試驗於 2017 年至 2019 年在雷迪兒童醫院進行。在過去一年中，該小組已開始在美國各地 23 家醫院提供新生兒測序，加利福尼亞州的立法者已提出聯邦立法，以透過醫療補助計劃支付危重嬰兒的測序費用。截至去年 11 月，金斯莫爾及其同事已對 1,100 多名疑似患有遺傳疾病的嬰兒進行了測序。其中約三分之一的人獲得了確診疾病的診斷，四分之一的人的現有治療方案因此發生了改變。
米切爾·戈爾比是在雷迪接受測序的嬰兒之一（但不是 NSIGHT 的一部分）。雷迪新生兒科醫生卡羅爾說，這些資訊“幫助我們更有信心地給他輸更多血，並推遲其他檢查”。米切爾可能在沒有測試和診斷的情況下倖存下來並克服了他的疾病。但在其他情況下，測序很可能挽救了生命。此外，金斯莫爾說，測序可能大大縮短了這些孩子必須經歷的診斷奧德賽。
危重嬰兒並不是唯一可以從基因檢測中受益的人群。另一個 NSIGHT 專案調查了測序是否也可以用於臨床環境中篩查沒有明顯疾病跡象的新生兒。
在這項名為 BabySeq 專案的研究中，布萊根婦女醫院的羅伯特·格林、哈佛醫學院的艾倫·貝格斯及其同事招募了一些家庭，並將他們隨機分配到兩組，其中一半家庭對其嬰兒的基因組進行測序。他們制定了一份包含約 1,500 個基因的列表，這些基因與兒童期或青春期開始的疾病高度相關，然後將其中一部分基因的資訊返回給家庭。目標是進行最全面的測試——檢視和發現可能與基因相關的風險。去年一月，該小組報告了 159 名新生兒的測序結果——主要是健康嬰兒，但也包括一些新生兒重症監護室的患病嬰兒。科學家們發現，健康組中有 9.4% 的人有患上兒童期發病疾病的風險，而這在他們的病史或家族史中是未知的，88% 的人是隱性疾病的攜帶者。
那麼，對於父母來說，這項測試值得嗎？一位名叫娜塔莉的母親要求我們只使用她的名字，以保護她家人的隱私。娜塔莉是一名醫生，居住在華盛頓特區。她承認自己對這項測試感到有些緊張。“每當您有機會了解孩子的健康狀況時，就會有機會感到焦慮，”她說。但總的來說，她和她的丈夫對這個專案感到滿意。“因為他們只關注影響兒童期的基因缺陷，以及只有一些預防措施的疾病，我們覺得它可能有用，”她說。
幸運的是，對她的兒子羅素進行的測試結果沒有發現任何兒童期發病的遺傳疾病。檢查確實表明他可能是高雪氏病（一種隱性代謝紊亂）的攜帶者，但這種基因的測序特別容易出錯，因此他需要進行後續測試以確認。對於其他家庭來說，測序的好處更為明確：一個孩子患有一種疾病——被標準篩查遺漏——導致身體無法回收一種名為生物素的維生素；如果不治療，這種情況會導致昏迷和死亡，但可以透過補充劑輕鬆治療。
儘管 BabySeq 最初只關注兒童期發病的疾病，但研究中發現一名嬰兒攜帶 BRCA2 基因的變異，該基因與乳腺癌和其他癌症的高風險相關，因此研究人員徵求了父母的許可，如果他們選擇，可以告知他們成人期發病疾病的風險。娜塔莉和她的丈夫選擇不接收這些資訊，但表示他們會將其留給羅素，如果他想在長大後接受測試。“我們覺得這應該是我們兒子的決定，”娜塔莉說。
由於其複雜性和成本，BabySeq 從未打算成為標準新生兒篩查的可行補充。“我們沒有試圖在臨床實踐中提倡這一點，”布萊根婦女醫院的格林說。但測序測試不再侷限於臨床實踐。現在有幾家公司為新生兒提供直接面向消費者的 DNA 測試。Sema4 公司銷售一種售價 379 美元的測試，該公司表示該測試可以篩查 190 多種在 10 歲之前可能發生的遺傳疾病，並且可以透過藥物、飲食或其他干預措施進行治療。該公司在測試後約四到六週的遺傳諮詢會議上向父母提供結果。Sema4 的執行長埃裡克·沙特說，該測試可以檢測出與疾病相關的基因變異，準確率達到 99%。Sema4 只報告外顯率大於 80% 的疾病的結果——即具有基因變異的人最終患上該疾病的比例。它還披露有關兒童對某些藥物敏感性的資訊，儘管美國食品藥品監督管理局最近一直在向公司施壓，要求它們不要提供此類資訊，因為它表示尚未審查這些測試，並且這些測試可能沒有臨床證據支援。
另一家公司 BabyGenes 提供了一種測試，可以搜尋 100 個基因，尋找 72 多種疾病。它以面頰拭子或幹血斑測試的形式提供，零售價為 349 美元。
沙特承認，Sema4 不知道它提供的這種測試是否能給患者帶來整體益處，儘管他說該公司正在進行研究以找出答案。人們有理由懷疑。這些測試在檢測疾病方面的準確性仍然不確定。在加州大學舊金山分校的詹妮弗·帕克、芭芭拉·柯尼希和郭培彥領導的第三個 NSIGHT 專案中，研究人員對新生兒足跟血篩查後留下的幹血斑的 DNA 進行了測序（自 20 世紀 80 年代初以來，加利福尼亞州一直保留著所有的血斑）。雖然測序確實檢測出了一些標準新生兒篩查小組未檢測的遺傳疾病，但它遺漏了一些標準篩查檢測到的疾病。帕克說，它還標記了很多意義不明的基因變異：“新生兒篩查與您面前有一個患病個體，您試圖對其進行診斷的情況截然不同。”
然而，當與標準篩查結合使用時，DNA 檢測確實減少了假陽性的數量。帕克認為，當出現異常結果時，測序可以作為標準篩查的附加項，但她認為不應將其用於篩查所有健康嬰兒。“我們還沒有達到可以充分預測序列價值的程度，以說‘是’或‘否’，這是一種疾病或不是，”她說。
醫生和醫學倫理學家擔心的另一個問題是，基因檢測可能會給父母帶來不必要的焦慮，擔心可能會在晚年出現或永遠不會出現的疾病。“當涉及到您孩子的基因資訊時，很多人都無法很好地解釋結果的含義，”杜克大學法學院法律和哲學教授尼塔·法拉哈尼說，她是遺傳學和生物倫理學專家。“如果他們被告知他們的孩子患[某種疾病]的風險高出四倍，但人群風險為 1%，他們該如何對待自己的孩子？”美國已經存在遺傳諮詢師短缺的問題，因此沒有足夠的人來幫助父母理解他們孩子的基因結果。
然後是隱私問題。如果孩子的基因資訊儲存在檔案中，誰有權訪問它？如果資訊公開，可能會導致僱主或保險公司進行歧視。《基因資訊非歧視法案》(GINA) 於 2008 年透過，禁止此類歧視。但 GINA 不適用於員工人數少於 15 人的僱主，也不涵蓋長期護理、人壽或殘疾保險。它也不適用於受僱於軍隊 Tricare 系統並由其投保的人員，例如賴蘭·戈爾比。當他兒子的基因組被測序時，研究人員也獲得了對賴蘭的基因組進行測序的許可，以確定他是否是罕見血紅蛋白疾病的攜帶者。由於它只在兒童時期表現出來，戈爾比認為進行測試是值得承擔可能遭受歧視的風險的。
成本是另一個考慮因素。布萊根婦女醫院的格林表示，臨床測序的費用仍然在 500 美元到 800 美元左右，而解讀費用可能高達 1,000 美元以上。對於負擔不起醫療保險的家庭來說，這是遙不可及的。一些專家還擔心，基因檢測可能會導致大量後續專科檢查，這可能會使本已資源緊張的醫療保健系統不堪重負。如果測序最終能夠從長遠來看節省資金，保險公司可能會承擔費用，但這無法保證。
另一個問題是，迄今為止，大多數測序都是在家庭富裕且白人嬰兒中進行的，這引起了人們的擔憂，即這可能會成為特權階層的專屬領域。種族同質性可能會扭曲結果：在白種人中更常見的疾病可能會在測試小組中過度代表，而在少數族裔中更常見的疾病可能會代表性不足。（新的醫療資料專案旨在解決這種差距 [參見“我們所有人”]。）
加州大學舊金山分校的 NSIGHT 專案包括一個工作組，該工作組調查了其中一些倫理和政策問題，最終形成了紐約州加里森生物倫理學非營利組織黑斯廷斯中心於 2018 年釋出的一份報告。報告的結論是，新生兒測序在幫助診斷患病嬰兒方面具有許多好處，並且可以擴大符合嚴格新生兒篩查標準的疾病數量。但作者表示，使用基因組測序代替新生兒篩查“充其量是不成熟的”，直接面向消費者的測序不應用於診斷或篩查目的。
加州大學舊金山分校醫學人類學和生物倫理學教授、該報告的合著者之一芭芭拉·柯尼希強調，測序雖然前景廣闊，但尚未成熟到可以常規用於篩查健康兒童的程度。“對於健康嬰兒來說，這項技術尚未準備好投入黃金時段使用，”柯尼希說。
儘管存在這些擔憂，但新生兒測序時代已經來臨，並且隨著成本下降以及結果變得更加準確和有用，這種做法可能會變得更加普遍。與此同時，必須根據具體情況權衡測序的風險和益處。危重新生兒與明顯健康的、容易受到基因檢測公司營銷影響的憂心忡忡的父母的情況完全不同。
對於米切爾·戈爾比來說，測序當然是值得的。出院兩個月後，他一切都很好，體重增加了一倍。他的父母正在適應新的生活，雖然有些睡眠不足，但很高興能帶著他們健康的男嬰回家。