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分子诊断在新生儿脑病的应用进展

来源：世展网分类：医疗器械，实验仪器行业资讯 2023-08-27 18:25 阅读：1224

摘要

新生儿脑病（neonatal encephalopathy，NE）是一类重要的临床综合征，其病因、预后异质性大，循证治疗手段有限。随着分子诊断技术的发展，新生儿脑病的诊疗已经进入分子时代。了解新生儿脑病的分子诊断进展，有助于开拓临床医生的诊疗思路。

关键词

新生儿；脑病；分子诊断作者单位：国家儿童医学中心复旦大学附属儿科医院新生儿科，上海 201101通信作者：周文浩，电子信箱：.cn新生儿脑病（neonatal encephalopathy，NE）是指出生胎龄≥35周的新生儿出现以早期中枢神经系统功能障碍为特征的一种临床综合征。主要临床表现为意识障碍、肌张力反射异常、惊厥、呼吸暂停、喂养困难等，活产儿中发病率为0.25%～0.35%［1］。在临床中容易通过上述临床表现进行早期的症状性识别，但是NE的病因、预后异质性极大，且基于循证的治疗手段有限［2］。因此，目前NE的管理难点并不在于早期的识别，而在于潜在病因的判断、治疗的选择以及预后的预测。目前仅通过临床中常规的影像检查手段或生化指标是无法实现NE的精准诊疗。近年来，分子诊断（molecular diagnosis）在临床医学领域崭露头角，例如肿瘤医学，推动了相关医学领域实现质的突破。故此，本文就分子诊断在NE中的应用情况进行简述。1　分子诊断的概念分子诊断是应用分子生物学方法，通过检测自身组织、体液或其携带病原体中的蛋白质、DNA或RNA等分子来识别疾病的过程，其特点在于检测时间短、灵敏度高、特异度强。从分子诊断技术的发展来看，分子诊断技术主要包括核酸分子杂交技术（如荧光原位杂交）、核酸扩增技术（聚合酶链式反应）、基因芯片技术、基因测序技术（如二代测序技术、三代测序技术）以及其他小分子分析方法（核磁共振、质谱法等）。目前已广泛应用于传染性疾病、辅助生殖、遗传性疾病、肿瘤等领域。2　分子诊断拓宽了NE病因谱NE的病因诊断一直是临床的难点，而明确病因是治疗和预后评估的首要步骤。目前认为NE的病因众多且复杂［3］。但是早期的各项研究主要聚焦于新生儿缺氧缺血性脑病（hypoxic-ischemic encephalopathy，HIE），且对全面病因认识有限，因此，NE的确切病因构成目前尚不完全清楚。其实，在20世纪80年代，分子诊断技术初步形成的时期，有学者就提出先天性疾病、Prader-Willi综合征、代谢性疾病可以导致NE，甚至可合并一些缺氧因素。通过现今发展较为成熟的基因测序技术，也进一步证实了早期的推断［4-6］。

在实际的临床工作中，随着围生期管理的优化，急性缺氧所致的NE逐渐减少，而临床中半数以上的脑病患儿病因不明确。在一项除外HIE的NE的队列研究中，共纳入19例患儿，其中，36%（5/19）通过全外显子测序技术（whole-exome seque-ncing，WES）明确病因，包括癫痫性脑病、脂质合成代谢障碍等［7］。另一项366例的NE（除外HIE）队列中，利用WES明确了11.7%（43/366）的患儿为遗传性病因［8］。借助分子诊断技术的高速发展，通过串联质谱分析、多重连接依赖性探针扩增分析技术、二代测序技术等，极大地丰富了NE的病因谱，包括：癫痫性脑病、线粒体疾病、维生素B6缺乏、非酮性高甘氨酸血症、二氢嘧啶脱氢酶缺乏症、亚硫酸氧化酶缺乏症等和综合征类（如CHARGE综合征）；同时分子诊断技术有助于发现新的致病原因，比如在以惊厥为表型的队列中，发现了SETD1A基因的新变异位点，通过动物实验证实了该基因位点的致病性［9］。另有研究表明，检测转录组水平的差异可以区分HIE和感染所致的脑病［10］。另一方面，在对新生儿危重症的表型组和基因组相关性分析中，发现在新生儿人群中惊厥（OR值：2.47，95% CI：1.73～3.50）、肌张力减低（OR值：3.41，95% CI：1.63～6.80）是遗传性疾病的高风险表型［11］。感染所致的NE也是高发原因，但是脑脊液培养、常规生化检测限制了对病原谱的认识以及诊断的效率。从荧光原位杂交、聚合酶链式反应、基因芯片到宏基因（metagenomic next generation sequencing，mNGS）的应用极大拓宽了我们对病原体的认识［12-13］。在一项168例新生儿疑似感染的队列中，利用mNGS检测血液、脑脊液、呼吸道分泌物提高了临床诊断率，如病原体的阳性诊断率为70.2%（118/168），最终临床诊断率为68.6%（81/118），病毒感染的占比达到22%，病毒合并细菌感染的占比高达14%。这对临床抗生素的使用有巨大提示作用［12］。从以上几个方面可见NE的诊断已经进入了分子诊断时代。3　分子标志物可助力NE严重度评估治疗及预后预测分子诊断在疾病诊断方面给出了精准答案，基于此才可能实现靶向治疗、预见性评估，如肿瘤诊疗方案。同样，在NE方面，除了前述的诊断谱扩展外，分子标志物的检测也在NE严重程度的评估、靶向治疗、预后预测方面进行了初步探索［14-15］。

NE的严重程度早期评估，主要目的为筛选亚低温治疗对象、评估治疗效果以及预测预后。临床主要是依据改良版Sarnat以及Thompson评分［16］。这些评分标准是通过临床表现进行分度，具体将NE分为轻（Ⅰ）、中（Ⅱ）、重度（Ⅲ），在临床中主要应用于HIE。比如通过观察临床表现的改善情况，可以一定程度预测远期预后，若Sarnat总分≥5，预测远期神经系统不良结局的准确性在0.83［16］。在用于亚低温治疗的筛选时，Sarnat评分体系对于早期新生儿神经系统的临床评估并不准确，容易受到围生期母亲状况以及药物的影响［17］。因此，探索更多客观和深入的神经标志物有助于准确判断目标治疗人群、治疗转归以及预测预后。

大量研究表明，神经生化标志物对于HIE的诊疗有重要价值，这些生物标志物多为与神经元和突触相关的蛋白。随着分子检测技术的发展，这些分子生物标志物已逐一转化为床旁可用的参考指标［18-19］。比如S100钙结合蛋白-β、神经丝轻链蛋白、神经元特异性烯醇化酶、单核细胞趋化蛋白1、骨桥蛋白、分泌神经素、激活素A和神经元外泌体、Tau样蛋白［20］、泛素C端水解酶L1、胶质纤维酸性蛋白等［21］。研究表明，这些蛋白的变化与临床远期预后、影像学变化、神经电生理改变的一致性较高［22-23］。另外，还有一些氧化应激（如丙二醛、超氧化物歧化酶）［24］、炎症反应（如肿瘤坏死因子-α、干扰素-γ和各种白细胞介素）［20］、代谢类生物标志物（如氨基酸、N-乙酰天冬氨酸）［25］、肌酸激酶、乳酸脱氢酶、谷丙氨酸转移酶、肌钙蛋白Ⅰ水平的早期改变）［15，26-27］也提示与HIE的严重程度、预后相关。与此同时，上述分子标志物的变化也作为亚低温等的治疗反馈［18，28］。

除了蛋白质水平的标志物，有研究利用二代测序技术分析45例HIE患儿（患儿来源于随机化HELIX随机化临床研究），初步发现在HIE患儿中远期神经系统转归与RGS1和SMC4基因表达显著相关，在预后不良患儿中，多数基因聚集在褪黑素相关通路中［29-30］。另一方面，一些单链microRNA（miRNA）也参与HIE的病理过程［31］，如hsa-miR-374a、miR-210和miR-199的变化与HIE严重程度和临床预后相关［31］。同时，miR-210拮抗剂可减少缺氧后新生大鼠的小胶质细胞炎症和脑梗死［32］，通过分子诊断技术也探索出一些有前途的潜在的治疗靶点。4　结语近些年，分子诊断技术在NE的应用范围逐渐增宽，已经从单纯的实验室概念演变为临床实践中不可或缺的工具。不仅用于诊断，而且渗入到制定精准诊疗方案，预估预后等方面。但是在制定诊疗方案方面，多数仍停留在研究领域，对于临床实用性方面还有待于进一步验证。参考文献 (略)

来源：中国实用儿科杂志

编辑：雪墨 | 校对：甜宝 | 责编：小舟

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