Molecular-genetic diagnosis in neonatal screening for autosomal recessive inherited metabolic diseases using targeted next-generation sequencing

Abstract

АКТУАЛЬНОСТЬ Появление и совершенствование технологии высокопроцессивного секвенирования нового поколения (NGS) привело к снижению стоимости и времени, необходимых для проведения молекулярно-генетических исследований генома человека. Доступность и эффективность NGS создали предпосылки для масштабного использования данной технологии в государственных программах массового скрининга наследственно обусловленных заболеваний. ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ Разработка алгоритма неонатального скрининга новорожденных на муковисцидоз, фенилкетонурию и галактоземию с включением технологии высокопроизводительного секвенирования (NGS). МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ В исследование включены 196 217 новорожденных, обследованных в рамках существующего алгоритма неонатального скрининга в период с 01.01.15 по 01.01.18. Материалом для исследования были сухие пятна капиллярной крови. Биохимические маркеры в рамках существующего алгоритма скрининга определяли иммунофлуоресцентным, флуориметрическим или флуоресцентным методами. Для определения широкого спектра мутаций в генах CFTR (442 мутации), PAH (99 мутаций), GALT (40 мутаций) методом таргетного секвенирования использовали специально разработанную панель VariFindTM Neoscreen assay (Parseq Lab, Россия). РЕЗУЛЬТАТЫ Исследование ДНК методом NGS было успешно проведено в трех группах новорожденных (n=858) с повышенными результатами неонатального скрининга на муковисцидоз, фенилкетонурию и галактоземию. Молекулярно-генетический диагноз был установлен у 8% (69 из 858) обследованных, из них в группе с подозрением на муковисцидоз — у 12% (32 из 264), на фенилкетонурию — у 43,75% (35 из 80), на галактоземию — у 0,4% (2 из 514). Все обнаруженные мутации были проверены с помощью метода секвенирования по Сэнгеру. У остальных 92% (789 из 858) обследованных результаты биохимического неонатального скрининга оказались ложноположительными. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Анализ результатов протокола скрининга с использованием NGS продемонстрировал 100% чувствительность, специфичность и положительную прогностическую ценность. Полученные данные свидетельствуют о том, что таргетная панель полезна в качестве быстрого, высокопроизводительного и экономичного инструмента для одновременного анализа нескольких генов в неонатальном скрининге моногенных заболеваний. На основании полученных данных предложенный алгоритм был внедрен в программу неонатального скрининга Санкт-Петербурга.