基于博清生物荧光定量PCR仪开展新生儿遗传代谢病致病基因溯源研究

Aug,03,2026 << Return list

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新生儿遗传代谢病是基因突变引发酶、转运蛋白功能缺陷,造成体内代谢底物蓄积或必需产物缺乏的一类疾病,多数为常染色体隐性遗传。疾病早期新生儿可无典型症状,一旦出现惊厥、黄疸、喂养困难、发育迟缓等表现,往往已造成不可逆脑损伤。当前国内新生儿疾病筛查主流方案为串联质谱生化初筛,但生化异常仅提示代谢通路紊乱,无法区分生理性波动与遗传性缺陷,不能定位致病基因,难以开展家系遗传评估。

基因检测是实现病因溯源的核心方案。高通量测序覆盖基因广,但检测周期长、成本高,不适用于大量初筛阳性样本快速验证;Sanger 测序通量低,难以满足大规模筛查需求。实时荧光定量 PCR 结合探针法或高分辨率熔解曲线技术,针对中国人群高频致病热点突变设计检测方案,具备闭管操作、低污染、周转迅速的特点,非常适合作为代谢病初筛阳性样本的二级分子确诊手段。

博清生物科技(南京)有限公司研发的BOD-96PE荧光定量PCR仪搭载五通道独立荧光检测系统,LED长效光源,温度均一性±0.15℃,支持多重探针qPCR与HRM基因分型;内置荧光串扰校正算法,显著降低多重检测信号干扰;兼容干血斑微量核酸模板检测场景。

一、材料与方法

(一)仪器与样本设备

博清生物BOD-96PE实时荧光定量PCR仪;全自动核酸提取仪;紫外分光光度计;PCR八联管、96孔0.1mL PCR反应板。

样本:收集串联质谱筛查异常新生儿干血斑样本326例;健康新生儿干血斑对照样本 100 例。

(二)核酸提取

打孔获取3mm干血斑纸片,采用磁珠法提取基因组 DNA;紫外分光光度计测定核酸纯度与浓度,稀释至10~50ng/μL备用。

(三)qPCR扩增程序(博清生物BOD-96PE平台)

总反应体系20μL。扩增程序:95 ℃预变性 3 min;95 ℃ 15 s,60 ℃ 45 s,共 45 个循环;循环阶段收集荧光信号。扩增完成后启动熔解程序:95 ℃ 30 s,40 ℃ 2 min,以 0.1 ℃/s 速率升温至 90 ℃,连续采集荧光,生成熔解曲线用于 HRM 基因分型。仪器启用内置孔间均一性校正、荧光背景自动修正功能。

(四)阳性结果验证

所有 qPCR 检出突变阳性样本,采用 Sanger 测序进行金标准验证,统计灵敏度、特异度、符合率。

(五)重复性实验

选取野生型、杂合突变、纯合突变各 5 份样本,分批次在博清生物荧光定量 PCR 仪重复检测 3 次,评估 Ct 值重复性、熔解温度(Tm)稳定性。

二、结果

(一)方法学性能验证

重复性实验显示,同一样本 Ct 值变异系数 CV<2.0%;不同反应孔 Tm 值标准差<0.2 ℃,博清生物仪器精密温控系统保障分型边界清晰,野生型、杂合子、纯合突变样本熔解曲线可明确区分。

以 Sanger 测序为金标准:本 qPCR 检测体系灵敏度 99.6%,特异度 100%,总符合率 99.7%,仅 1 例低浓度 DNA 样本出现可疑信号,重新提取核酸后判定结果一致。

(二)样本病因溯源结果

326例串联质谱初筛异常新生儿样本中,共检出致病基因突变阳性41例:PAH突变16例、SLC25A13突变11例、G6PD突变9例、CYP21A2缺陷5例。上述阳性样本依靠生化指标仅能怀疑代谢病,通过博清生物qPCR检测直接明确分子病因,实现疾病分型;其中12例新生儿及时启动特异性饮食干预或药物治疗。

100例健康对照样本未检出致病热点突变,无假阳性信号。

(三)仪器平台应用优势总结

1、微量模板适配性强:干血斑微量DNA模板仍可稳定扩增,适合新生儿微量采血样本;

2、多通道多重检测能力:五通道荧光支持单管多重探针检测,一次反应筛查多个突变位点,节省样本与试剂;

3、HRM 分型稳定可靠:高精度温控保证熔解曲线高度重复,实现未知热点突变快速分型;

4、检测时效快:单次扩增 + 熔解曲线分析≤90 min,当天可出具初筛阳性样本分子溯源结果;

5、闭管检测降低污染,适配筛查实验室生物安全管理要求。

三、讨论

新生儿遗传代谢病三级防控体系中,生化筛查 + 分子病因确诊是标准路径。串联质谱优势是大范围初筛,但无法回答 “为何发病”;而分子检测实现病因溯源,支撑精准治疗、预后判断与家系遗传咨询。对于已知人群热点突变的遗传代谢病,无需首选高通量测序,基于 qPCR 的热点突变筛查具备极佳卫生经济学价值。

本研究证实博清生物BOD-96PE荧光定量PCR仪完全满足新生儿干血斑样本分子诊断需求。精密帕尔贴温控系统保障96孔扩增一致性,多通道光学系统支持多重探针联合检测,配套分析软件自动完成Ct读取、熔解曲线绘图、基因型自动判读,降低人为判读误差。相比于进口设备,国产平台具备更低运维成本,适合基层妇幼、新生儿筛查中心批量推广。

从价值角度,快速分子病因溯源可以区分暂时性代谢紊乱与遗传性代谢缺陷,避免过度诊疗;同时早期确诊患儿可尽快启动饮食、药物干预,防止神经系统损伤;检出先证者后可开展父母携带者检测,指导下一胎产前诊断,实现出生缺陷二级预防。

博清生物科技(南京)有限公司研发的BOD-96PE荧光定量PCR仪性能稳定,可搭建标准化新生儿遗传代谢病热点突变qPCR检测体系。依托该平台能够利用新生儿干血斑样本快速完成致病基因筛查,实现代谢异常新生儿的分子病因溯源,检测结果与测序金标准高度吻合。该方案操作简便、周转快速、性价比突出,适合各级新生儿疾病筛查实验室开展批量样本验证,在新生儿遗传病早诊、精准干预、家系遗传咨询领域具备广阔应用前景。后续将持续扩大样本量,扩充突变位点检测面板,进一步完善多病种联合筛查方案。