多发性先天性畸形（MCAs）在指存在两个或两个以上先天性结构畸形，其发病原因不明。MCAs已成为新生儿发病和死亡的重要原因，MCAs可能有着复杂的畸形表现，或伴有涉及不同系统的功能异常。从畸形表现来看，大多数MCAs并无致病遗传关联，但也有少数例外存在，包括染色体非整倍体，拷贝数变异（CNVs）和致病性单核苷酸变异（SNVs）可能会引起MCAs。自年以来，基于aCGH/CMA分析已被推荐为CNV检测的金标准，并作为诊断发育障碍或不明原因先天性异常儿童的第一级检测方法，诊断率约为15%-20%。尽管如此，大多数患儿在aCGH/CMA检测后仍未确诊，这需进一步的基因检测，给患儿家属留下了漫长的诊断之旅。凭借大规模平行测序技术的优势，临床和分子实验室在基因检测中大量采用了NGS，该技术正在迅速改变临床诊断的格局。准确的分子诊断是有效预防和治疗的关键，为患儿及家属提供了精准治疗效果。它也有利于评估预后，验证新治疗方法与遗传咨询。
最近发表的研究提到了一些应用NGS技术对MCA病例的诊断分析。然而仍没有大规模队列研究集中于新生儿MCAs的NGS检测。本研究旨在分析MCA的临床特点、临床转归和遗传学表现。使用临床外显子组测序（CES）、外显子组测序（ES）或基因组测序（GS），本研究数据表明NGS最大限度地检测到基因微缺失/重复及致病性/可能的致病变异。数据显示，SNV的致病变异在MCAs新生儿中与CNV一样常见，这表明NGS在MCAs患者的诊断上比aCGH/CMA更具优势。
该项为多中心队列研究，包括上海医院、医院、医院、新疆医院、广西壮族自治区妇幼保健院、医院、泉州市妇幼保健院、医院、海南省妇幼保健院。
入组情况
本研究为上海医院临床遗传学实验室通过NGS对MCAs患儿进行了队列研究。纳入年12月1日至年12月1日于新生儿重症监护室（NICU）医院新生儿病房的先天畸形新生儿。这些可能存在遗传病的先天畸形患儿被纳入中国新生儿基因组计划（CNGP），并提供基因检测。对存在两个或两个以上畸形特征的患儿进行回顾性鉴定。
纳入标准为：新生儿（≤28天，试验年龄）出现MCAs，至少存在两种类型的先天畸形，包括脑畸形、先天性心脏病、消化道畸形、骨骼畸形和特殊面部特征等。
主要排除标准如下：入组前已被临床或基因诊断的患儿。
图1研究流程图
检测方法
主要应用ES与CES检测，平均深度为X与X；
另外应用三组优化基因组测序（OTGS）对4例患儿进行分析，OTGS具有成本效应，对于患儿测序深度约40-50X，父母样本为8-10X；13例患儿进行快速GS（rGS）分析，测序深度为60X。
结果
临床与队列特征
在年12月1日至年12月1日期间，CNGP共招募了名患有先天畸形和疑似遗传病的新生儿，共纳入例有两种或两种以上畸形的新生儿患者，排除5例产前诊断病例和4例临床诊断病例，最终分析共纳入名患儿，其中名（24%）来自中国8医院。在这项研究中大多数患儿（/，70.4%）接受了患儿专用CES测试，包括个疾病基因，将成本从-年的元人民币（约美元）降低到-年的元人民币（约美元）。共有96名患者接受了仅限患儿的ES检测，主要在-年，共有61名患儿采用trio-ES测序，17名患儿采用trio-GS测序。
入组男性患儿例（58.8%），女性患儿例（41.2%）。约28.4%（/）为早产儿。95.6%（/）患儿具有产前超声监测记录，例患儿产前超声表现异常，包括胚胎畸形和宫内生长迟缓。入组患儿存在两个系统畸形为例（53.7%），3～4个系统畸形为例（42.3%），5个或以上为23例（4%）。新生儿MCA最常见系统是心血管异常，先天性心脏病患儿/例（60%），腹部畸形/例（37.2%），颅面畸形33.7%（/），手指/脚趾畸形/例（18%），例（69.9%）患儿伴功能异常。共有例MCAs患儿接受遗传诊断，其中71例CNV和90例SNV，诊断率为27.38%（表1）。例早产儿中，10例诊断为CNV和15例诊断为SNV，诊断率低于足月新生儿（15%vs32.3%，p0.），两组均未见特殊遗传模式。26例无产前超声监测异常的新生儿中，CNV的检出率（14/26，53.9%）高于SNV发现（3/26,11.5%），未确诊数9例（9/26，34.6%）。此外，例产前超声检查的新生儿CNV和SNV均高于未发现产前异常超声DE新生儿（17.2%vs8.3%、p=0.；21.6%vs13.9%、p=0.）。
有趣的是，随着受累系统的数目从2个增加到3-4个，然后增加到≥5个，总的诊断率分别从23.1%逐渐增加到30.5%，然后增加到52.2%，CNV和SNV诊断率均逐渐上升，并且SNV检出数高于各组CNV数。尽管3-4个畸形组和≥5畸形组涉及的器官未存在规律性，但研究发现在2个畸形组的例患儿中，前3位的两个器官组合（颅面畸形-颅面畸形，颅面畸形-心血管畸形，心血管畸形-指/趾畸形）占患者的31.5%，前10个两个器官组合占患者的65.8%。
患儿CES和ES的总体诊断率相似（24.2%对25%），此外，SNVs的诊断率从患儿应用CES上升到ES、Trio-ES和Trio-GS分别为10.9%逐渐上升到17.7%、34.4%和41.2%。
表1例MCA患儿的人口学及临床特征分析
变异信息
90例患儿均检出致病SNV并可解释MCAs病因，68例被诊断为常染色体显性疾病。其中59个基因新型变异，6个基因变异是从同一疾病亲本遗传下来，3个基因未进行家系验证。16例确诊为常染色体隐性疾病，其中5例为纯合型，11例为复合杂合变异。3例被诊断为X连锁隐性疾病，3例为X连锁显性疾病，并伴有新型变异（图2a）。
图2基因诊断结果
（a）致病CNV和SNV分布。左圆圈显示例MCAs的诊断结果分布,中间向上饼图表示按大小和收益/损失分组的CNV百分比，中间向下饼图表示SNV的遗传类型。右边的列表分别显示了前五名CNVs和SNVs的发现；
（b）本研究发现致病CNV分布，染色体左侧CNV缺失显示为红色，右侧CNV重复显示为蓝色。条带长度表示染色体上每个缺失或重复区域大小。
AD，常染色体显性；AR，常染色体隐性；CNV，拷贝数变异；DEL，缺失；DUP，重复；NEG，阴性；SNVs，单核苷酸变异；XLD，X连锁显性；XLR，X连锁隐性
前5位疾病分别为CHD7基因引起的CHARGE综合征（13例）、SMC1A和NIPBL基因引起的CorneliadeLange综合征（6例）、COL2A1基因引起的Stickler综合征/软骨发育不全（6例）、FGFR2突变引起的异常（5例）、PTPN11、SHOC2和LZTR1引起的Noonan综合征和Noonan样综合征（5例）。基因本体（GO）术语和检索相互作用基因的搜索工具（STRING）分析表明，疾病基因聚集在心脏、骨骼和面部发育。
此外，本研究还发现例中有24例存在不确定意义变异，这些变异被认为具有致病性，但不符合美国医学遗传学和基因组学学院指南的标准（数据未显示）。
致病性CNVs的复发模式和染色体分布
在诊断为致病CNVs的71例患儿中，11例合并多个CNVs（1例有3个CNVs，10例有2个CNVs）。共有51个缺失和32个重复，11例缺失小于1Mb，22例缺失在1～5Mb，18例大缺失（5Mb）;共发现28例大重复（5Mb），4例1-5Mb范围内重复（图2b）。9例复发区为22q11.21（2.Mb），其中7例缺失，2例重复。非复发性缺失包括3例16p11.2缺失（0.39-0.52Kb），3例7q11.23（12Kb-0.7Mb），4例3q24-3q29重复（18.7-49.2Mb），4例4p16.3缺失/重复（2.46-24.64Mb）。其他CNV分散在不同染色体上，大小不同。11例诊断为小CNVs（小于1Mb），占诊断CNVs的15.5%（11/71）。
分析畸形及伴发功能异常的表型和基因型相关性
畸形及伴随功能异常的分布如图3所示，基于从每个患儿表型中提取的人类表型本体（HPO）术语。与畸形相关HPO术语共有个。前3位为心血管畸形（26.84%）、腹部内脏畸形（16.98%）、呼吸系统异常（10.8%）。心血管畸形是最大的HPO术语，在CNV和SNV中占最高诊断率，74.9%的MCAs患者（1～5HPO，共例）至少有1例伴有功能异常。HPO功能异常前3位依次为心律异常（25.17%）、消化系统异常（18.88%）和感染/免疫功能异常（11.13%）。
图3基于HPO项的结构异常及伴随功能异常数据图左：分布于不同器官系统和部位的结构畸形（12个亚组）；右：12个亚组伴发功能异常。
临床干预及结果
共有97%（/）的确诊家庭接受过遗传咨询，然而，只有16%（69/）未确诊家庭进行了遗传咨询。对于确诊患儿，后续就诊的主要临床干预是改变临床治疗策略，总共有77例有基因发现的患儿被转诊到专科疾病诊所，他们将在那里接受多学科治疗/精确治疗，或在罕见病诊所接受长期随访护理。对17个接受基因诊断且预后良好的家庭，建议进行手术和医疗支持，并对9个家庭进行下次妊娠指导。
对患儿进行手术效果、药物治疗及康复训练分析中，有93例患儿的先天性畸形通过手术治愈，其中8例确诊为致病CNVs，6例检出致病SNVs，79例无特定基因诊断。主要畸形为腹部内脏畸形（73/93，78.5%）、心血管畸形（45/93，48.4%）、手指/脚趾畸形和生殖系统畸形。有77例患儿术后/术中情况有所改善，但仍需更多手术干预。共有例患儿接受了医疗/康复训练（其中一些患者还接受了手术）。共计例（18.7%）患儿死亡，例（21.8%）患儿失去随访（其中45例接受了基因诊断）。尽管伴或不伴功能异常的患儿间没有诊断差异，但死亡患儿的伴发功能异常明显高于经手术治愈的患儿（86.4%对67.7%）。
REF：WangH,XiaoF,DongX,LuY,ChengG,WangL,LuW,YangL,ChenL,KangW,LiL,PanX,WeiQ,ZhuangD,ChenD,YinZ,YangL,NiQ,LiuR,LiG,ZhangP,QianY,LiX,PengX,WangY,LiuF,WangD,LiH,ShenC,QianL,CaoY,WuB,ZhouW.Diagnosticandclinicalutilityofnext-generationsequencinginchildrenbornwithmultiplecongenitalanomaliesintheChinaneonatalgenomesproject.HumMutat.Jan27.doi:10./humu..Epubaheadofprint.PMID:.
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小编解读
该研究是目前国内关于新生儿MCAs问题最大的基因队列研究，充分表明了NGS在新生儿MCAs的诊断价值，但不论ES还是CES，诊断率均低于20%，这可能说明以先天性畸形为表型的分子机制研究还是不够透彻，仍可能存在诸多新基因深藏其中，小编建议国内儿科学者可以就该研究阴性数据深挖下去，整合阴性ES数据，追踪患儿成长路径，发现相似表型进行聚类研究，以此有望实现更有价值的纵向分析。
中国新生儿基因组计划（ChinaNeonatalGenomesProject，CNGP）于年由上海医院发起，将在未来5年内开展10万例样本的新生儿基因检测，旨在构建中国新生儿基因组数据库，建立新生儿遗传病基因检测标准，促进新生儿遗传病基因检测的产业化，制定新生儿遗传病遗传咨询标准，医院进行遗传咨询培训，完善遗传咨询培训体系。
长按