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以下为演讲实录:
中国科学院院士、发展中国家科学院院士、英国皇家妇产科荣誉院士、上海交通大学医学院附属国际和平妇幼保健院院长 黄荷凤
1、出生缺陷和罕见病的定义、现状及影响
出生缺陷是指在出生前就发生了结构、功能或是代谢异常。它包括两个方面,一个是先天性畸形,即新生儿的体表和内脏有严重的结构异常,比如神经性神经管缺陷、先天性心脏病;第二是功能、代谢或是行为有异常,这要在出生后几天、几个月甚至是几十年才能表现出来。
罕见病在国际上没有一个明确的定义。欧盟认为1/2000的发生率为罕见病,统计得出欧盟国家有3000万人得了罕见病,并且这种病很少有治愈方法,欧盟认为能够治愈的罕见病仅为7%。美国则将低于20万人发病的疾病定义为罕见病。据统计,美国有2500万罕见病患者,其中,能够干预的病例小于5%。虽说罕见病的发生率很低,但一直以来,已知种类已经从5000多种扩展到1万多种,它威胁着整个人类的健康。
每年全世界大概有790万有出生缺陷的小孩出生,占出生人口的6%,其中95%的病人都处在发展中国家。中国每年大概有90万到100万出生缺陷的婴幼儿,发生率是5.6%。有说法称,每30s就有一个出生缺陷的小孩出生。我国累计有近3000万个家庭曾生育过出生缺陷儿,占我国家庭总数的近1/10。这样庞大的数字对我们国家整个民族的素质及公共卫生资源产生深远的影响。
从中国出生缺陷防治报告(2012)可以看出,从1996年到2011年之间,起初,出生缺陷统计的第一顺位是唇腭裂,后来先天性心脏病慢慢位列第一顺位,第二顺位则是神经管畸形。但由于我国采取孕前孕期补充叶酸的措施得当,近年来神经管缺陷的发生率已从20%多降到4%左右,其中,农村较城市仍有更高的发生率;而先天性心脏病发生率则是万分之54.3,城市发生率远高于农村。
出生缺陷已成重大公共卫生问题。我国自二胎政策开放以来,人口出生率从1800万降到1600万,但出生缺陷率是上升的,婴幼儿死亡率保持下降,也就是说小孩本来有出生缺陷,生出来后会有一些死亡,所以这个死亡是很难防控的。衡量一个国家是发展中国家还是发达国家,有两个重要的指标。其一,婴幼儿、儿童的死亡率;其二,孕产妇的死亡率。孕产妇死亡率这一指标在近两年有所下降,尤其是上海获得显著改善。但是婴幼儿死亡率还是降不下来,其中就是因为出生缺陷的病因不能查明,无从防控。
2、出生缺陷的致病因
造成出生缺陷的原因,主要有三个方面。第一,遗传因素。其中包括三种,有染色体异常,像唐氏综合征就属于这一类,还有单基因病,以及多基因病,包括高血压、肿瘤等。第二,环境因素。大概占比5%-10%,包括药物、营养、有毒物质及感染等。包括SARS、艾滋病以及最近的新冠感染等是否会引起胎儿畸形等,还处于研究当中。第三,遗传与环境因素的综合作用。这将近占到50%的比例。
那么二胎政策的开放,在控制出生缺陷方面,又会出现哪些现状和挑战呢?二胎政策的开放,最有意愿生育的是高龄孕产妇,但由于这个年龄段的孕妇生育率下降,因此,她们多借助助孕的方式生二胎,这样出生缺陷的风险不是下降,反而是上升的。
3、三级防控策略
在讲到如何预防出生缺陷和罕见病,黄院士提及我国有三级措施来应对,需要医院、政府以及家庭共同配合才能完成。
一级预防,即夫妇做一些孕前检测,去除病因;二级预防,孕中的早筛查、早诊断,必要的情况下就选择终止妊娠。三级预防,产后的补措,通过药物、手术来保障新生儿之后的健康。
一级防护主要采取的措施有:一、婚检。即使现在政府取消强制婚检,但我们也要积极配合做好孕前咨询和孕前检查;二、优生优育的健康检查;三、避免近亲结婚;四、适龄生育,在适合生育的年龄完成生育;五、携带者的筛查;六、PGT技术,此技术是对还没有移植入子宫的胚胎进行遗传学的诊断。所以,做好一级防护,一方面是健康教育,另一方面是体格检查等。
女方:年龄越大,生育力越低,流产率越高,出生缺陷风险越高
通过流产率及生育能力这两个指标的数据,我们可以直观看到适龄生育的重要性。女性从20岁到45岁,流产率处在低位,但超过45岁流产率就超过了95%。与此同时,在低年龄段的孕妇生育能力非常好,但到了45岁,生育能力甚至低于5%。并且,对男性的生育年龄也有要求,男性年龄越大,精子变异率就越多,DNA损伤也越大,出生缺陷风险增高。一般认为,女性35岁即为高龄,男性40岁则为高龄。
若夫妇双方年龄较大,又有生孩子的意愿,为确保生出健康的宝宝,黄院士建议做携带者筛查。如以每年1600万活产计算,每年新增听力异常约3.5万例,苯丙酮尿症约1200到1500例,地中海贫血约1500例,唐氏综合征约2.3万例。以上鲜活的数字明确了孕前携带者筛查的必要性。最终筛查结果出来是低风险,就会建议孕妇自然分娩。若是高风险,则有两种方法,一是自然怀孕以后做好充足的产前诊断。如果检查结果正常,则无大碍;若不正常,可能会建议终止妊娠或是产后治疗。二是直接采用试管婴儿的方法。
世界上有一个携带者筛查的成功案例——泰-萨克斯病。此病在欧美国家的发病率非常高,1970年到1993年经筛查发现,其发生率为3%。未进行筛查之前,患病的欧美国家人数为50%,筛查后,都降到10%以下。这对疾病的控制和卫生经济学都起到非常重要的作用。
PGT(植入前遗传学检测)就是通过对配子或早期胚胎进行分子遗传学的诊断,移植没有疾病表型的胚胎,避免遗传病患儿的出生。在讲到PGT技术的适用人群时,黄院士指出三类人群,第一,单基因病,也就是这个家族里面这个基因是确定的,比如说多囊肾,携带率非常高,每40个人里面就有一个病例。第二,肿瘤易感基因携带者,肿瘤基因是可以筛查的。第三,HLA配型,如果第一胎生出来患病,需要通过骨髓移植来治疗的,可以采用借用PGT技术生育一个HLA配型匹配的二胎,用他的脐带血治疗第一胎的疾病。此外,高龄女性、重度少弱畸精子症男性及染色体异常者都建议做筛查。国妇婴领衔共同起草了我国的PGT专家共识。
再说二级预防策略。包括产前筛查、产前诊断和产前干预。产前筛查是通过使用无创方法对孕早、中期孕妇进行检查,将风险高的个体从群体中筛查出来,然后进行产前诊断。
筛查的时间节点和方式是什么?
一是15周到20周通过抽孕妇的血液,进行血清学筛查。主要检查18三体、21三体、开放性神经管缺陷等内容。但其风险在于检出率偏低,假阴性率和假阳性率偏高。若出现假阳性,原本是正常的孩子,检查结果却显示胎儿有问题,这就要去做进一步的产前诊断了。还有假阴性的情况,明明胎儿不正常,初步筛查结果却是正常的。
二是无创产前筛查(Non-Invasive prenatal testing,NIPT),主要利用高通量测序技术,检测母体血浆中的胎儿游离DNA来筛查胎儿染色体整倍体异常的技术,主要针对21、18、13号染色体。
1997年有研究报道:在怀有男胎的孕妇外周血中检测到了Y染色体存在,证明孕妇外周血中存在胎儿的游离DNA。这是一项新技术,大大提高了检出的准确率。到目前为止,该项技术除了查染色体,还可以应用于显性单基因疾病、胎儿性别鉴定、排除父源隐性疾病基因突变等临床筛查。
与传统的产前筛查比,NIPT没有漏检21三体,而传统筛查方法漏检20%;降低了100倍的假阳性率;在包括低危人群的整个人群中的检测效率同样好;18三体和13三体的假阳性率(0.01%和0.02%)极低,所以这个技术被广泛采纳。
国妇婴目前已经开创了无创产前单基因病检测技术,通过特殊的计算方法以及游离DNA进行诊断,在世界范围内首次实现对人类多种常见显性单基因病的无创产前筛查。
那么,不同的技术针对哪些人群呢?比如无创产前筛查,可以诊断包括唐氏综合征在内的染色体异常等,可以及早发现;携带者筛查,如地中海贫血、脊髓性肌萎缩、囊性纤维化等隐性疾病基因突变,可以及时终止单基因的疾病;还有多种的单基因疾病的无创产前诊断,如致死性侏儒症、努南综合征等一些显性疾病,都可以终止掉。
产前诊断,又称宫内诊断或出生前诊断,是指对胎儿进行先天性缺陷和遗传病的诊断。在相应的孕周,通过绒毛膜取样、羊水穿刺、脐带血穿刺等方式获取胎儿组织进行诊断,从而确诊胎儿是否有问题,是染色体问题还是基因问题,应该继续妊娠还是选择终止妊娠。这三项技术都有严格的时间要求,怀孕26周以后,医院一般不建议终止妊娠。不管孩子是否存在畸形,都要求生下来,因此早期必须要完成产前诊断。
在形态学上,可以通过超声、磁共振等进行诊断,比如说明显的唇腭裂,一检查就看出来了,但染色体畸形是看不出来的。产前诊断常见的指征就是NT异常。孕妇在11周到13周左右做超声,胎儿颈后部透明带的厚度,厚度如果超过了2.5mm,经常代表有点问题,需请医生进行遗传咨询,再做羊水穿刺,如果穿刺结果异常,则需要终止妊娠。若没有问题,需严格随访。
有一个案例:某孕妇36岁,属于高龄产妇,怀孕14周,在国妇婴做了NT检查(这时检查已经稍晚了一点),发现胎儿颈项后面非常厚(9mm);随后通过提取样本DNA,进行基因测序后分析出有新发变异,确诊为努南综合征,最后16周终止掉了。
形态学加上分子生物学和细胞学的综合诊断异常,必要时我们可以终止妊娠。新冠肺炎疫情爆发期间,有孕妇问可不可以不来医院检查了?我曾经也在一篇科普文章里说过,第一次的检查务必要做,如果漏掉,以后就很麻烦。
还有一种情况,孩子出生后,怎么办?我们称之为三级预防。一种是新生儿的筛查,包括代谢病筛查、耳聋筛查等。小孩出生后,医院会采集足底血,有四项检查是国家免费的。若查出有代谢病,如甲状腺功能低下,要进行及时干预;若小孩出院的时候,听力不过关,那要继续筛查。这些应该早期就筛出来,越晚筛查出来,治疗效果越差;一般胎儿在宫内时,就能检查出是否有先天性心脏病,出生后就要到新生儿科手术。这些技术都要技术准入,国妇婴是准入的试点单位,得到了国家卫计委批准。有关孕前诊断和产前诊断以及新生儿筛查所有的技术平台,在国妇婴都是满足的。
举例来说:一位32岁的孕妇,她生了两个孩子,都是剖腹产。第一个孩子因为反复肺部感染而死亡,后来她生了二宝,又死亡了,这时她才把第二个小孩子做了检查。检查后我们发现这是一个免疫缺陷的毛病,是妈妈携带的一个致病基因,这个基因在X染色体上,妈妈是携带者,没有发病。所以,我们建议一定要做孕前筛查,虽然家里人都健康,但不知道是否就携带了基因。2012年,她进行了第一次胚胎植入,一共有五个胚胎,有两个是好的,她怀孕了,到13周因为子宫疤痕妊娠,又终止妊娠了。所以,没有剖腹指征的情况下,产妇千万不要剖腹产。2015年,她又来进行胚胎植入,最后终于剖腹生产了一个正常的孩子。需要提醒的是,如有不良生育史,比如死胎、胎儿异常等,一定要存留患儿的标本进行染色体或者基因学的检查,进行确诊。借助辅助生殖医学平台,精准诊断、胚胎植入前诊断等,将有效实现出生缺陷防控。
还有一个遗传性肿瘤健康婴儿诞生的案例。这是一个患甲状腺癌的男孩,他爸爸也是甲状腺癌。这个疾病是显性遗传的,他结婚后不敢生孩子,生孩子有50%遗传的危险性,所以我们给他做了试管婴儿,最后这个小孩不带有癌基因了。从此,这个家庭的这个甲状腺癌相关基因就被阻断掉了,意义非常大。如果不做的话,肿瘤就会一代代传下去。
国妇婴也是上海市胚胎原形疾病重点实验室的物理单位,在上海市胚胎源性疾病重点实验室的网站()上有许多染色体病、单基因病的资料和案例信息,有需求的可以登录查看。目前为止,我们的PGT的综合技术指标已经在国际领先,PGT-M临床妊娠率达到55.2%,成功率非常高。通过胚胎的植入前诊断/筛查,从2015年底到今日已经做了389个PGT-M周期,涉及237个家系,已经出生了69个健康新生儿,另有18个家系正在妊娠中。
总之,国妇婴可以提供孕前、产前以及新生儿的各种筛查,涵盖三级预防。孕前,可以做胚胎植入前遗传学诊断、常见隐性遗传病携带者100+种筛查、扩展性携带者250+种筛查;产前,可以做常见染色体病以及显性单基因病的无创产前筛查;对于新生儿,可以做新生儿代谢病、耳聋以及新生儿80+种基因筛查,做到早发现、早干预。
我们目前已经对3万余孕产妇进行了无创产前筛查,对22712人进行了产前遗传学诊断,对1000余家系进行了DNA变异的致病性分析,已诊断的单基因遗传病达170余种。同时,我们的胚胎植入前诊断技术的诊断成功率到达了98%,健康新生儿符合率达到百分之百。
最后,想告诉大家:科学可以帮助家庭生育正常的小孩,要相信科学助孕,要相信在出生之前进行出生缺陷和罕见病的防控具有重要意义。因为直到目前,对于小孩出生之后的缺陷和罕见病,我们还没有满意的治疗手段,我们希望早发现,早干预。
提问汇编
【提问】今年新冠肺炎疫情波及全球,令不少准妈妈和新手妈妈十分焦虑。从目前观察和研究来看,它会不会母婴垂直传播?妈妈如果感染了新冠肺炎,能否继续母乳喂养?
【黄荷凤】关于新冠疫情母婴传播的问题,很新、很专业。新冠疫情在全世界爆发,我们在母婴传播方面的研究还在一个初步阶段。根据目前的一些资料分析,没有足够的证据可以证明新冠病毒通过母婴垂直传播。
到目前为止,上海没有一例本地的孕产妇的新冠感染病例。我们的资料来自于武汉大学人民医院、武汉中心医院、武汉妇幼保健院的孕产妇感染的情况。我们在胎盘、羊水和阴道分泌物中都没有发现新冠病毒,但是有一例孕妇的乳汁里发现了新冠病毒阳性。这个样本一共有30位孕产妇,我们认为证据还不是非常足。也有报道新生儿出生后,在他的体内发现了新冠病毒的IgG,IgG是很小的一个分子量,可以通过胎盘进入到胎儿体内,这是一个保护性的抗体。如果他从母亲获得了这个抗体,一般他不会生病。小孩6个月之内比较好养,因为他从妈妈那里得到了一些抗体,6个月以后抗体没有了,他可能就会生病。我们还在他体内发现了IgM,IgM分子是非常大的,无法通过胎盘,这是新近感染的证据。有两例武汉人民医院的标本,从小孩身上发现了IgM,但两周后他的IgM降的非常低。我们对这个诊断的准确率以及试剂的合格率尚不确定,因为什么都是新的,所以到目前为止证据还不足。
要注意的是,不能说新冠病毒一定通过乳汁可以垂直传播,但在哺乳之前,一定要对每一个新冠病人的乳汁进行新冠病毒检测。还要提醒的是,新冠期间,我收到三例孕妇在怀孕早期时终止妊娠,她们认为得了新冠太危险了,就终止了,我不主张这么做。目前为止,国内的这些资料、报道中孕产妇没有重症,都是轻症,轻症是可以继续妊娠的;一旦妊娠晚期,如果是重症的话,必要时需要终止妊娠。但我们病例很少,经验不足,接下去看其他的一些国家是否有不一样的报道或者有更好的证据。
【提问】当今职场妈妈工作压力很大,请问压力过大是否会导致胎儿出生缺陷?
【黄荷凤】出生缺陷和职场压力偏大的直接证据是非常难关联的,目前没有很多类似资料,不太好说。但是职场妈妈的精神状态、睡眠跟小孩子的健康,是公共卫生要考虑的一个问题。当职场女性备孕时,要有正常的生活规律,没有很大的精神压力,最好不要日夜颠倒,这是怀孕应该有的生活方式。
【提问】5G、AI、大数据等新技术在甄别遗传疾病、防控出生缺陷等方面能否发挥作用?
【黄荷凤】我们都知道,一个人的基因是一本天书,用A4纸叠起来,可能有演播厅这么高。我们希望通过5G、云计算分析,方便快捷地进行检测分析,给孕产妇家庭带来便利。我们做过一些场景试验,一个人的全基因数据10分钟就可以传输过来,同时可以云计算。通过5G可以做云输送、云计算、云存储,帮助减少病人的负担。
还有AI,举个简单的例子,人有46条染色体,要逐个看完,才知道它是不是正常。一个人坐在那里一动不动,一天大概可以看3个人的片子。我们让AI去学习、看片子,它看得快,通过不断学习越看越快,AI完成以后再通过专业技术人员审核,这样就快很多,这就是AI的作用。在遗传病上,可以通过5G、AI帮助我们。比如你在新疆,通过5G连接,我远程就可以给你做B超或者磁共振。如果线上观众是外地的,尤其是新冠期间不方便来沪,你也可以通过线上跟我们联系,我们一样可以进行诊断和治疗。
【主持人】孕妇有甲状腺癌,术后怀孕正常,有必要出生后做进一步检查吗?
【黄荷凤】甲状腺癌,有些是有基因,有些是没有的。如果她已经怀孕,就没有必要检查了。如果做出来有基因的话,你还很担心。如果还想生二胎,妈妈本人应该做一个筛查。假如她带有基因的话,我们看那个基因,除了针对甲状腺,是否还针对其它癌症,以便提前做好其他癌症的防控;如果她希望第二个孩子不要带有这个基因,一般孩子生出来就把甲状腺切掉了,补甲状腺是一辈子的事。如果甲状腺有结节,小孩最好也做一个基因筛查。
【提问】新生儿内脏反位是什么原因导致的?对将来的健康有没有影响?
【黄荷凤】如果新生儿的内脏全部反过来,没有其它的畸形,这不要紧。如果内脏全反位合并有严重的心血管畸形,需要早期手术矫正。新生儿内脏全反位,有很多是有反位基因的。如果还想再生一个孩子,建议先筛查孩子的基因,如果他有基因,再去查父母亲的基因,看是不是父母亲遗传给孩子的。如果是孩子自己的问题,一定要查是否合并内脏器官的畸形,很大一部分是合并大血管的畸形或者是心脏畸形。
院士简介
黄荷凤,中国科学院院士,发展中国家科学院院士,英国皇家妇产科学院荣誉院士。主任医师、教授、博导,上海交通大学讲席教授,浙江大学求是特聘教授。上海交通大学医学院附属国际和平妇幼保健院院长,上海市胚胎源性疾病重点实验室主任,教育部生殖遗传重点实验室主任,中国科学院大学存济医学院副院长,中国医学科学院学部委员,香港大学荣誉教授,澳大利亚阿德莱德大学客座教授,中国妇幼保健协会副会长,中国优生优育协会副会长。国家重大研究计划首席科学家、"十二五"国家科技支撑计划项目牵头人、863项目负责人、国家自然科学基金重大国际合作项目负责人,国家重点研发计划重点专项负责人。
在国际上首次提出"配子源性疾病"理论学说,对精/卵源性疾病的代间及跨代遗传/表观遗传机制进行了开创性研究。针对辅助生殖技术(ART)出生子代近远期健康的关键科学问题,通过ART出生队列和基础研究,创建生殖新技术,提高了试管婴儿安全性,源头阻断遗传性出生缺陷,作为第一完成人获国家科技进步奖二等奖。
本文来源:陆家嘴金融网
文字:吴天宇、韩静
图片:陈奕屹
主持人:张宏妹
统筹:张宏妹、李志琴