新生兒全基因組測序引發疑問

對每個新生兒進行一系列已知基因風險的檢測在技術上是可行的。 一些人擔心結果可能弊大於利

斯蒂芬·馬克斯 蓋蒂圖片社; 僅用於說明目的的照片

改編自《基因機器:基因技術如何改變我們生育孩子的方式以及我們所擁有的孩子》作者:邦妮·羅克曼,經大眾科學/法勒、施特勞斯和吉魯出版社(美國),中國人民大學出版社(中國)安排。 版權所有 © 2017 邦妮·羅克曼。 保留所有權利

2010 年在德克薩斯州,詹妮弗·加西亞生了一個寶寶,是她四歲兒子的弟弟。 她給他取名卡梅倫。 加西亞選擇對兩個兒子進行產前檢查,檢查包括唐氏綜合徵和囊性纖維化。 檢查結果都很好。 兒子出生後,她毫不猶豫地讓醫院的工作人員在他們的腳後跟上扎針,並將由此產生的血滴掃描大約 30 種疾病,這些疾病構成了在孤星州各地醫院出生的嬰兒的標準新生兒篩查測試。

幾個月過去了,卡梅倫長大了,抬起了頭,對著父母笑了。 他看起來健康強壯,身高和體重都徘徊在他這個年齡段嬰兒的 90% 分位。 他對著家裡的狗笑了。 他學會了在地板上打滾以夠到玩具。 然後,在他七個月大的時候,他得了肺炎。 在醫院裡,他癲癇發作,不得不插管。 隨後進行了 CT 掃描和 MRI,然後是 EEG、脊髓穿刺和輸血。


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沒有人知道哪裡出了問題。 首先,醫生認為卡梅倫患有腦膜炎,然後是百日咳,然後是肺結核,所以他們為了以防萬一,給他服用了抗癲癇藥物、抗菌藥、抗病毒藥和抗真菌藥。 專家來了又去,來自重症監護、兒科、神經病學、癲癇病學、毒理學、免疫學、傳染病、呼吸治療的團隊。 在他被送往休斯頓一家大型醫療中心十天後,卡梅倫患病的原因終於浮出水面:一位免疫學家懷疑他患有重症聯合免疫缺陷病,這是一種遺傳性疾病,也被稱為泡泡男孩病。 患有重症聯合免疫缺陷病 (SCID) 的兒童沒有功能正常的免疫系統,這就是卡梅倫病情沒有好轉的原因。

診斷結果讓加西亞和她的丈夫約翰感到困惑。 他們沒有 SCID 家族史。 事實上,他們甚至從未聽說過它。 無論如何,卡梅倫的新生兒篩查測試不是應該檢查出來嗎? 加西亞開始研究,她發現的一切讓她難以置信。 重症聯合免疫缺陷病可以透過新生兒篩查檢測出來,使用與德克薩斯州州衛生服務部分析的其他疾病相同的幹血斑。 但當時的德克薩斯州以及大多數州都沒有篩查 SCID。 當 SCID 在嬰兒病情嚴重之前被早期發現時,骨髓移植通常可以治癒這種原本致命的疾病,因為它有助於用健康的免疫系統取代受損的免疫系統。 超過 90% 在生命的前三個半月接受移植的嬰兒可以康復。 卡梅倫在被診斷出患有 SCID 時已經八個月大了,病情危重,正在為生命而戰。

可以理解的是,卡梅倫的母親強調了如果不篩查技術上可行的疾病的缺點。 卡梅倫出生在一個月後,SCID 被新增到國家推薦的核心新生兒篩查條件清單中。 然而,德克薩斯州還需要兩年多的時間才能開始對每個嬰兒進行 SCID 篩查。 這對卡梅倫來說太晚了,他於 2011 年 3 月 30 日去世。他九個月大了。

自從她離開醫院時沒有抱著卡梅倫後,加西亞成為了一名積極分子,最終在說服德克薩斯州將 SCID 納入其篩查的疾病之列方面發揮了重要作用。 知道所有在德克薩斯州醫院出生的嬰兒現在都接受 SCID 檢測,這讓加西亞的失去變得稍微可以忍受。“我希望他短暫的生命對我們家不僅僅意味著這些……。我希望人們知道這個小寶寶改變了事物,併為很多人打開了眼界……,”加西亞在一段關於 SCID 篩查重要性的影片中說道。“如果我們知道卡梅倫患有 SCID,如果我們能夠在任何感染之前發現這一點,絕對是 100% 的,卡梅倫今天還會在這裡。”

但是,如果我們不必經歷耗時的過程,將新的疾病逐個新增到新生兒篩查可以檢測到的疾病列表中,那會怎麼樣? 如果一項測試可以查詢新生兒篩查可以識別的許多疾病,以及更多疾病,那會怎麼樣?

這個問題不是假設性的。 在備受期待的研究中,這項研究有望徹底改變我們對生命最初時刻的健康的認識,美國國立衛生研究院已責成四所大學醫療中心研究使用基因組測序繪製嬰兒完整基因程式碼的醫療、行為、經濟和倫理影響。 對每個嬰兒的基因組進行測序是否明智?

棘手的問題

有明顯的益處。 可以識別出更多處於危險之中的兒童,從而為像卡梅倫·加西亞這樣生命取決於早期發現的人提供更早的治療。 但不可避免的是,一些父母將不得不應對發現無法緩解的健康問題,以及稱為意義不明的遺傳變異,其影響尚不清楚:它們可能表明存在問題,或者它們可能只是 DNA 亂碼。

根據返回給父母的結果,許多父母最終會發現他們孩子的大部分基因組仍然難以理解。 米歇爾·哈卡比·劉易斯是一位受過培訓的兒科醫生和律師,她在約翰·霍普金斯大學伯曼生物倫理研究所研究遺傳學政策,她擔心這可能會導致問題。“遺傳學和亞專科勞動力將無法充分配備以滿足日益增長的需求,”她在《JAMA Pediatrics》的一篇評論中寫道。“此外,與亞專科醫生的令人垂涎的預約可能會被那些病情可能在晚年才會顯現的兒童填滿,從而使那些需求更迫切的人更難獲得醫療服務。”

新生兒已經透過足跟採血來檢測一系列遺傳疾病。 足跟採血還可以提供足夠的血液來篩查更多此類疾病。 圖片來源:丹·麥考伊 蓋蒂圖片社

無論如何,這似乎是醫療保健的發展方向。“我們正在走向一個技術會變得非常好、成本會變得非常低的世界,以至於將測序應用於不僅是病人,而且是健康人,都非常有吸引力,”遺傳學家羅伯特·C·格林說。 格林共同領導 BabySeq 專案,這是一項新生兒篩查研究,部分在哈佛大學附屬的布萊根婦女醫院和波士頓兒童醫院進行,這兩個醫院是聯邦政府資助的四個研究地點之一。

BabySeq 正在研究父母和醫生如何使用基因組資料來改善兒童的醫療保健。 格林和他的共同領導者艾倫·貝格斯正在研究 240 名患病新生兒和 240 名健康新生兒。 他們正在隨機對每組的一半進行測序,以評估患病兒童的父母對測序結果的反應是否與健康嬰兒的父母不同。 患病嬰兒的父母是否覺得額外的資訊有幫助,而健康嬰兒的父母是否覺得資訊量過大? 兩組人都更喜歡傳統新生兒篩查提供的更有限的影像嗎? 醫生將大量資料納入最年幼和最脆弱患者的護理的最佳方式是什麼? 格林說,其目的是回答一些問題:“這可怕嗎? 這有用嗎? 這可能會讓人感到困惑嗎?”

在研究的先導階段,格林和他的同事在孩子出生後不久對父母進行了調查,詢問他們是否願意對嬰兒的 DNA 進行測序。 他們發現人們對新生兒測序有著巨大的興趣。 三個月後,他們更加詳細地向父母解釋了基因組測序可以產生關於他們孩子的哪些型別的資料——例如,癌症風險或帕金森病易感性。

仍然感興趣的父母的百分比幾乎沒有變化。“這表明,即使是對健康嬰兒,人們對此也有巨大的需求,”格林說。“這將很難抗拒。”

儘管如此,格林將嬰兒測序並“將結果嘔吐給家人”的行為描述為“感覺非常危險”。 焦慮的父母和試圖解釋不確定結果的醫生之間的結合似乎特別不穩定。“人們對自己瞭解情況比對孩子瞭解情況更樂觀,”格林指出。“最重要的問題是傷害。 根據你與誰交談,關於傷害——關於焦慮、痛苦、誤解資訊,存在各種各樣的理論。 當談論嬰兒時,所有這些問題都會加劇,因為他們無法做出選擇。 這是尋找傷害的第一個機會。”

模擬未來

當我在 2015 年春天訪問波士頓時,該專案正處於招募第一名嬰兒的風口浪尖。 我以為我會見到一位研究人員,也許兩位,但迎接我的是六個人——新生兒科醫生、遺傳學家、遺傳諮詢師——在一個醫院會議室裡。 養育一個孩子需要一個村莊——而詳細討論孩子的測序也需要一個村莊。 他們解釋說,BabySeq(截至 2016 年底,已招募約 100 個家庭)將把返回給父母的結果限制為僅與兒童時期紮根的疾病相關的基因變化。 嬰兒的父母和他們的兒科醫生也將參加這項研究,目的是評估醫療結果和對親子關係的影響,以及資料是否有用以及如何將其納入兒童的醫療保健中。 換句話說,來自基因組測序的大量資訊是否轉化為更好的兒童醫療保健? 收益是否證明成本是合理的,包括經濟成本和情感成本?

“如果你想象一個世界,每個嬰兒都可以快速測序,那麼他們的醫生將如何使用這些資訊來促進他們的護理、做出診斷、開藥?” 格林問道。“我們正試圖在測序並不容易或便宜,醫生也不習慣處理它的時代,模擬這種情況。 我們正在努力模擬未來。”

但如果格林的預測是正確的,那不是一個投機性的、遙遠的未來。“我預測在五年內,測序將作為免費贈品贈送,”他斷言。

更多探索

新生兒篩查爭議:過去、現在和未來。 米歇爾·哈卡比·劉易斯,《JAMA Pediatrics》,第 168 卷,第 3 期,第 199–200 頁;2014 年 3 月。

影響父母對新生兒基因組測序興趣的心理社會因素。 蘇珊·E·韋斯布倫等,《Pediatrics》,第 137 卷,增刊第 1 號,第 S30–S35 頁;2016 年 1 月。

BabySeq 專案:新生兒外顯子組測序隨機試驗的初步結果。 R. C. 格林等。 在 2016 年美國人類遺傳學會年會,溫哥華,2016 年 10 月 18–22 日上發表。

來自我們的檔案

新生兒篩查的風險。 阿里爾·布萊徹;2012 年 7 月。

邦妮·羅克曼是一位報道科學、健康和育兒的記者。 她曾擔任《時代》雜誌的專欄作家,並曾為《紐約時報雜誌》和《華爾街日報》等撰稿。

更多作者:邦妮·羅克曼
大眾科學雜誌第 316 卷第 3 期本文最初以“應該對嬰兒進行測序嗎?”為標題發表在大眾科學雜誌第 316 卷第 3 期(),第 72 頁
doi:10.1038/scientificamerican0317-72
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