PART V · ESSENTIALS OF NEWBORN CARE · CHAPTER 18

新生兒篩檢Newborn Screening

本章重點 Key Points

  • 新生兒篩檢(newborn screening, NBS)的價值在於及早找出這類新生兒:併發症在出生後才發展,且可能在造成不可逆傷害之前都未被察覺。
  • NBS 問世近 60 年,從只篩一種疾病擴展到目前篩檢組合中超過 60 種疾病。
  • NBS 只是「篩檢」:在診斷性檢查確認前,不應替個體貼上患病標籤。
  • 一旦確診,就應立即開始治療,以預防不可逆的臨床併發症。
  • 偽陽性無法避免,偽陰性則有可能發生。
  • 疾病的臨床光譜比預期更寬。
  • 篩出來的疾病,不一定是原本要找的那一個。
  • NBS 使用的方法由簡至繁,從等電聚焦(isoelectric focusing)、酵素分析,到串聯質譜(tandem mass spectrometry, MS/MS)與高通量基因體定序。
  • 快速進步的技術,以及針對過去無法治療之疾病而日益普及的新療法,將持續改變 NBS 的面貌。

導論:新生兒篩檢的目標與演進 Introduction

為什麼要篩檢 Rationale

  • NBS 的對象是併發症於出生後才發展的先天性疾病。
  • 代謝疾病與多數適合 NBS 的疾病,併發症來自出生後才出現的生物標記異常:此時嬰兒已失去胎兒—母體物質交換或胎兒生理的保護。
  • 因此在症狀前或早期開始治療,可降低這些疾病的罹病率與死亡率。
兩個典範例子
  • 苯酮尿症(phenylketonuria, PKU):出生時血中苯丙胺酸(phenylalanine)正常,數小時內即出現高苯丙胺酸血症。
  • 先天性甲狀腺低能症(congenital hypothyroidism, CH):胎內同樣受到保護,最可能來自母體甲狀腺素(thyroxine, T4)經胎盤傳遞。
  • 若 PKU 的高苯丙胺酸血症未以飲食控制,或 CH 未補充 T4,嬰兒會開始出現發展遲緩,之後成為智能障礙。
  • 若在出生後最初幾週內開始治療,兩者的智能障礙都可預防。

歷史:從 PKU 到串聯質譜 From PKU to MS/MS

  1. 1930 年代認識到智能障礙與 PKU 的關聯;之後發現新生兒期開始飲食治療可預防智能障礙。挑戰變成:如何在不可逆腦傷前找出所有患兒,這需要針對疾病生化標記做篩檢。
  2. 1962 年Guthrie 發展出簡單的細菌分析法,可測量滴在濾紙上幾滴血中的苯丙胺酸。扎腳跟取血、吸附在濾紙卡上形成乾血斑(dried blood spot, DBS),再郵寄到中央實驗室;苯丙胺酸濃度上升即提示可能為 PKU。
  3. 1960 年代中期美國許多州已用 Guthrie 法建立常規 PKU 篩檢。找到的 PKU 嬰兒比預期多,且治療下發展正常。
  4. 其後PKU 篩檢的成功帶動其他代謝疾病加入:半乳糖血症(galactosemia)、楓糖尿症(maple syrup urine disease, MSUD)、高胱胺酸尿症(homocystinuria),都可用同一份血液檢體檢測。
  5. 約十年內再納入內分泌疾病 CH 與先天性腎上腺增生症(congenital adrenal hyperplasia, CAH)、血紅素病,後來又加入生物素酶缺乏症(biotinidase deficiency)、囊腫纖維化(cystic fibrosis, CF)等。
  6. 1990 年MS/MS 應用於 DBS,開啟 NBS 新時代:單一分析即可準確偵測多種代謝標記,取代數種傳統分析,並增加過去測不到的標記,大幅擴展可辨識的疾病範圍。
  7. 目前美國所有計畫及歐洲與其他地區的許多計畫都已整合 MS/MS,以高特異性、極低偽陽性率篩檢多種生化疾病;有些計畫篩檢超過 60 種個別疾病。

推薦統一篩檢組合 Recommended Uniform Screening Panel (RUSP)

  • 2006 年:為統一全美篩檢組合,美國醫學遺傳學會(American College of Medical Genetics)建議 29 種核心疾病,另有 25 種次要疾病可回報結果。
  • 次要疾病的定義:在篩檢 29 種核心疾病的過程中被辨識出來,但臨床光譜尚不清楚,或尚無有效治療。
  • 審查機制:目前由新生兒與兒童遺傳性疾病諮詢委員會(Advisory Committee on Heritable Disorders in Newborns and Children)審查被提名的疾病:完成系統性實證回顧、討論證據,投票決定是否建議納入 RUSP,再交由美國衛生及公共服務部部長(secretary of Health and Human Services)做最終決定。
  • 最新納入:黏多醣症第一型(mucopolysaccharidosis type I, MPS-I)、X 性聯腎上腺腦白質失養症(X-linked adrenoleukodystrophy, X-ALD)、脊髓性肌肉萎縮症(spinal muscular atrophy, SMA)。
  • 本書出版時:RUSP 含 35 種核心疾病與 26 種次要疾病(Table 18.1、18.2)。
  • 進行中:委員會最近完成 MPS-II 與大腦肌酸缺乏症候群(cerebral creatine deficiency syndromes, CCDS)的審查,認定符合納入標準;Krabbe 病是否適合納入的審查也已開始。
Table 18.1 第一頁:RUSP 核心疾病,依有機酸、脂肪酸氧化、胺基酸、其他先天代謝異常及內分泌疾病分類,列出病名、縮寫與主要生物標記 Table 18.1 續頁:血紅素疾病、其他遺傳疾病與其他先天疾病的縮寫與主要生物標記,以及表註
📋 Table 18.1 Core Disorders in the Recommended Universal Screening Panel35 種核心疾病依類別列出縮寫與主要生物標記。星號(*)是較可能在出生第一週急性表現的疾病;† 類別(CCHD、聽力損失)不靠血斑分析。
RUSP 核心疾病分類速覽 筆記整理表,非原書表格
類別疾病(主要標記)
有機酸疾病
Organic acid disorder
PA*、MMA-Mut*、MMA-Cbl(A、B)*(C3);IVA*(C5);3 MCC、3 HMG*(C5OH);MCD*(C5OH、C3);BKT(C5:1、C5OH);GA-I(C5 DC)
脂肪酸氧化缺陷
Fatty acid oxidation defects
CUD(C0 低);MCAD*(C8);VLCAD*(C14:1);LCHAD*、TFP*(C16OH/C18:1OH)
胺基酸疾病
Amino acid disorders
ASA*(精胺琥珀酸);CIT-I*(瓜胺酸);MSUD*(白胺酸);CBS(甲硫胺酸);PKU(苯丙胺酸);TYR-I(琥珀醯丙酮)
其他先天代謝異常
Other inborn errors of metabolism
BIO(生物素酶活性);GALT*(GALT 活性;總半乳糖);Pompe(溶酶體酸性 α-葡萄糖苷酶活性);MPS-I(α-L-艾杜糖醛酸酶活性);X-ALD(C26:0 溶血磷脂醯膽鹼)
內分泌疾病
Endocrine disorders
CH(TSH;T4);CAH*(17-羥孕酮)
血紅素疾病(鐮刀化)
Hemoglobin disorders
HbSS(FS);HbS/β-thal(FS 或 FSA);HbSC(FSC)
其他遺傳疾病
Other genetic disorders
CF(免疫反應性胰蛋白酶原);SCID(T 細胞受體切除環);SMA(SMN1 exon 7 缺失)
其他先天疾病†
Other congenital disorders
CCHD(脈搏血氧儀血氧飽和度);HEAR(聽力篩檢未通過;診斷性檢查)
  • * 表示較可能在出生第一週急性表現;† 表示不以血斑分析篩檢。
  • 有機酸與脂肪酸氧化疾病的標記是醯基肉鹼(acylcarnitine);「C」後的數字是醯基的碳原子數。
  • 用來提高主要標記特異性的眾多次要標記、比值、指數與第二階檢驗,表中都未列出。
Table 18.2 第一頁:RUSP 次要疾病中的有機酸疾病、脂肪酸氧化缺陷與精胺酸酶缺乏症的縮寫及生物標記 Table 18.2 續頁:其餘胺基酸疾病與其他疾病的縮寫及生物標記,以及表註
📋 Table 18.2 Secondary Disorders in the Recommended Universal Screening Panel26 種次要疾病及其標記,多與核心疾病共用同一標記。† 標示 CPT-II、CACT、GA II 較可能在第一週急性表現。
RUSP 次要疾病分類速覽 筆記整理表,非原書表格
類別疾病(標記)
有機酸疾病Cbl C, D(C3);MAL(C3 DC);IBG(C4);2MBG SBCAD(C5);2M3HBA、3 MGA(C5OH)
脂肪酸氧化缺陷CPT-I(C0 高);CPT-II†、CACT†(C16、C18:1);DER(C10:2);GA II MADD†(C4、C5、C5DC、C8、C14、C16);HAD M/SCHAD(C4 OH);MCKAT(C8);SCAD(C4)
胺基酸疾病ARG(精胺酸);CIT-II(瓜胺酸);H-MET(甲硫胺酸);H-PHE、BIOPT (BS)、BIOPT (REG)(苯丙胺酸);TYR-II、TYR-III(酪胺酸)
其他疾病GALE、GALK(半乳糖);其他血紅素病(各種血紅素型態);T 細胞相關淋巴球缺乏(T 細胞受體切除環)
Table 18.1、18.2 代謝疾病縮寫中文對照 筆記整理表,非原書表格
縮寫中文病名縮寫中文病名
PA丙酸血症MMA-Mut甲基丙二酸血症(甲基丙二醯輔酶 A 變位酶型)
MMA-Cbl甲基丙二酸血症(鈷胺素缺陷 A、B)IVA異戊酸血症
3 MCC3-甲基巴豆醯輔酶 A 羧化酶缺乏症3 HMG3-羥基-3-甲基戊二酸尿症
MCD全羧化酶合成酶缺乏症(多重羧化酶缺乏)BKTβ-酮硫解酶缺乏症
GA-I戊二酸血症第一型CUD肉鹼攝取缺陷/肉鹼轉運缺陷
MCAD中鏈醯基輔酶 A 去氫酶缺乏症VLCAD極長鏈醯基輔酶 A 去氫酶缺乏症
LCHAD長鏈 L-3 羥基醯基輔酶 A 去氫酶缺乏症TFP三功能蛋白缺乏症
ASA精胺琥珀酸尿症CIT-I/CIT-II瓜胺酸血症第一型/第二型(citrin 缺乏)
CBS典型高胱胺酸尿症(胱硫醚 β-合成酶缺乏)TYR-I/II/III酪胺酸血症第一/二/三型
Cbl C, D甲基丙二酸血症合併高胱胺酸尿症MAL丙二酸血症
IBG異丁醯甘胺酸尿症(異丁醯輔酶 A 去氫酶缺乏)2MBG SBCAD2-甲基丁醯甘胺酸尿症(短/支鏈醯基輔酶 A 去氫酶缺乏)
2M3HBA2-甲基-3-羥基丁酸尿症3 MGA3-甲基戊烯二酸尿症第一型
CPT-I/CPT-II肉鹼棕櫚醯轉移酶 IA/II 缺乏症CACT肉鹼醯基肉鹼轉位酶缺乏症
DER2,4-二烯醯輔酶 A 還原酶缺乏症GA II MADD戊二酸尿症第二型(多重醯基輔酶 A 去氫酶缺乏)
HAD M/SCHAD3-羥基醯基輔酶 A 去氫酶缺乏症(中/短鏈)MCKAT中鏈酮醯基輔酶 A 硫解酶缺乏症
SCAD短鏈醯基輔酶 A 去氫酶缺乏症ARG精胺酸酶缺乏症
H-MET高甲硫胺酸血症H-PHE良性高苯丙胺酸血症
BIOPT (BS)生物蝶呤輔因子合成缺陷BIOPT (REG)生物蝶呤輔因子再生缺陷
GALE半乳糖表異構酶缺乏症GALK半乳糖激酶缺乏症

分子檢驗在 NBS 的角色 Molecular Techniques

  • DNA 分析已常用於 NBS。起初僅限第二階(second-tier)檢驗,用來確認第一階異常所懷疑的疾病,例如:
    • 免疫反應性胰蛋白酶原(immunoreactive trypsinogen, IRT,CF 的主要標記)升高時,檢測 CFTR 基因已知致病突變。
    • 半乳糖-1-磷酸尿苷醯轉移酶(galactose-1-phosphate uridyltransferase, GALT)活性下降時,檢測 GALT 基因突變組合。
  • 嚴重複合型免疫缺乏症(severe combined immunodeficiency, SCID)與近年的 SMA 篩檢,把分子分析推進到第一階(first-tier):標記分別是 T 細胞受體切除環(T-cell receptor excision circles, TREC)偏低,以及 SMN1 基因 exon 7 缺失。
  • 少數計畫已採用單一基因定序作為第二階檢驗;次世代定序(Next Generation Sequencing, NGS)在 NBS 的角色仍在評估中。

篩檢流程 Screening Procedure

檢體 Specimen

  • 目前 RUSP 幾乎所有疾病都以新生兒 DBS 的實驗室分析篩檢。
  • 兩個例外直接在新生兒身上做:床邊聽力測試(聽力損失)與脈搏血氧儀(嚴重先天性心臟病,critical congenital heart disease, CCHD)。

採檢步驟 Specimen Collection Procedure

  • 血液一般取自腳跟。這個由 Guthrie 與 Susi 提出的簡單方法讓 NBS 變得可行:取血容易,又能以郵寄或快遞便宜地送到中央檢驗單位。
  • 早年曾擔心採血會造成感染或大量出血,但實際上沒有嚴重併發症。
  • 穿刺部位:腳跟的外側或內側(Fig. 18.1)。
  • 滴血方式:血液只滴在濾紙卡的一面,但每個圓圈都要浸透。
  • 污染來源:碘、酒精、凡士林、糞便、尿液、奶,或手指油脂等物質,都可能影響結果。
  • 環境:熱與濕氣會使酵素失活,造成錯誤結果。
  • 乾燥:室溫下風乾至少 3 小時,才放入信封。
新生兒腳底示意圖,腳跟內側與外側以斜線標示,箭頭指向適當的腳跟穿刺部位
📊 Fig. 18.1 Proper sites for a heel stick in the newborn斜線區是腳跟內側與外側,也就是新生兒腳跟穿刺的適當位置。

其他採血途徑

  • 檢體有時以毛細管、手背靜脈穿刺或中心導管收集,再點到濾紙上。與直接取自腳跟的血相比,分析物濃度幾乎沒有實質差異。
  • 中心導管的風險:接受全靜脈營養(total parenteral nutrition, TPN)的嬰兒若由中心導管採血,可能把胺基酸帶入檢體,造成胺基酸假性升高;導管內的肝素(heparin)也可能干擾部分分子分析。
  • 整體而言,血液篩檢最好由腳跟直接點到濾紙上。

採檢時機 Timing of the Collection

各地採檢時間 筆記整理表,非原書表格
地區採檢時間
美國多數於出生後 24 到 48 小時
歐洲、澳洲48 到 72 小時內
英國新生兒 5 到 8 天大才採檢
  • 通則:每位新生兒都應在離開嬰兒室前或出生第三天前(以先到者為準)採檢。
  • 第一份在出生 24 小時內採集(例如提早出院):應在不晚於 7 天大時採第二份,確保不漏診。
  • 每種疾病都有自己的理想篩檢期,也就是最有機會在症狀出現前診斷的時段。因此,適用於多數疾病的採檢時機,不一定適合所有疾病。
    • CAH:症狀可在第一週內出現,最佳採檢時間是出生後 24 到 48 小時。
    • 代謝疾病與 CH:仍有疑慮,認為過早(常在出生第一天)採檢時,部分新生兒的異常程度還不足以被辨識。
    • MS/MS 的敏感度與特異性提高,已大幅增進早期檢體篩檢代謝疾病的可靠性。
    • 以促甲狀腺激素(thyroid-stimulating hormone, TSH)作為 CH 主要標記,或在 T4 為主要標記時作為第二階檢驗,同樣使早期篩檢 CH 較可被接受。

特殊情況 Special Circumstances

早產或低出生體重(low birthweight, LBW)、生病及住在新生兒加護病房(NICU)的新生兒,篩檢結果可能不可靠,原因包括新生兒特有生理、治療介入,以及照護重症時注意力集中於危急處置。這一群體單靠一份檢體並不足夠,應再採檢複測。

特殊情況的採檢安排 筆記整理表,非原書表格
情況建議做法
NICU、早產、LBW、生病有人提出以下連續三次採檢作為適當且有效率的流程:
(1) 入住 NICU 時、介入前,不論年齡;
(2) 若前次檢體在出生未滿 24 小時採集,則於出生後 24 到 48 小時間再採;
(3) 出院時或 28 天大時,以先到者為準。
部分計畫建議持續住在 NICU 者每月篩檢一次,直到出院。
轉院或轉入 NICU不論年齡都應採檢:轉出前採第一份,接收醫院在 4 天大前採第二份。這個雙重採檢政策涵蓋轉送混亂中可能漏採的嬰兒。
出生 24 小時內輸血理想上輸血前採一份,輸血後 2 天再採第二份。
輸血前未採檢於最後一次輸血後 2 個月採檢,此時大部分捐血者紅血球已被取代,紅血球內分析物的檢測才可靠。

篩檢檢驗 Screening Tests

  • NBS 通常在集中的州、省或區域實驗室進行。區域型計畫中,檢體可先送州計畫再轉到區域州立或私人實驗室,也可直接寄到區域實驗室。無論哪種方式,各州計畫都是該州的資料與追蹤中心。
  • 檢驗從篩檢檢體打下小圓片開始(每片通常直徑 3 mm),再以不同方法分析各標記。
NBS 主要檢驗方法 筆記整理表,非原書表格
方法對象與重點
MS/MS同時測定胺基酸(amino acids, AA)與醯基肉鹼(acylcarnitines, AC),涵蓋很大比例的代謝疾病;個別分析物的測量準確度優於早期用於胺基酸的細菌分析或螢光法。
免疫分析(螢光免疫分析、酵素連結免疫吸附分析)內分泌疾病(CH、CAH)、感染性疾病(如先天性弓形蟲症)、CF。
血紅素分析由濾紙洗脫血液,以高效液相層析(high-performance liquid chromatography, HPLC)、毛細管電泳(capillary electrophoresis, CE)或等電聚焦(isoelectric focusing, IEF)辨識與鐮刀型血紅素病相關的異常血紅素變異型(Hb)。
酵素分析常用於半乳糖血症;生物素酶缺乏症與溶酶體儲積症(lysosomal storage disorders, LSD)則一律使用。
定量聚合酶連鎖反應(qPCR)定量 TREC 以辨識 SCID,TREC 是新生成、抗原未接觸之胸腺輸出 T 細胞的標記。另一種 qPCR 分析辨識 SMN1 exon 7 同型合子缺失,預期見於 95% 的 SMA 患者。
多工平台DNA 微陣列、微球分析等平台可將多項分子與免疫分析多工化,供高通量篩檢使用。
NGS高通量大規模平行定序大幅降低定序成本與時間,可定序全外顯子及基因完整編碼區。少數實驗室已作為第二階檢驗提供補充基因型資訊;未來有望成為第一階檢驗,篩檢目前無可辨識生物標記的遺傳疾病。
  • TREC 分析是第一個以 DNA 為主要分析物的 NBS 檢驗。在 SCID 篩檢實施前,分子分析僅用於標記超出範圍後的第二階檢驗,例如 CF 的標靶突變。

第二階檢驗 Secondary Tests

  • NBS 異常不等於診斷:異常可能是暫時性的,也可能是人為誤差。
  • 發現異常時,先以原檢體重測異常的主要分析物;篩檢實驗室也可再做生化或分子的次要檢驗,以佐證並提高特異性。
  • 主要分析物、第二階檢驗乃至判讀演算法,各計畫都不相同。

各疾病的例子

  • CH:許多計畫以 TSH 為主要分析,TSH 偏高時再測 T4 以提高特異性;也有計畫先測 T4,低 T4 檢體再測 TSH,TSH 升高即提示 CH。
  • 半乳糖血症:有些實驗室在半乳糖升高時加做 GALT 活性;另一些則在 GALT 活性下降時加測半乳糖。
  • CF:IRT 超出範圍可觸發第二階分子檢測,找 CFTR 致病突變。觸發的 IRT 濃度、突變選擇與偵測方法、組合中的突變數差異很大:有的只測最常見突變 F508del,有的超過 400 種。
    • 因此敏感度與特異性因地而異,但採兩階 IRT-DNA 的計畫最多可找出 99% 的 CF 患者,陽性預測值(positive predictive value, PPV)介於 1/9.5 到 1/25。
  • 其他分子第二階檢驗:半乳糖血症的 GALT 突變組合,以及 X-ALD 與 LSD 的相關基因定序,應用仍隨 DNA 技術進步而擴大。
第二階檢驗的目的與界線
  • 最終判讀依據主要分析,以及可取得的第二階結果。
  • 第二階檢驗的用途有二:減少回報的陽性數,或提供補充資訊、依疾病機率分類結果。
  • 篩檢本身不是診斷;異常結果必須有確認性檢查支持。確認檢查需要額外檢體,由臨床實驗室或有時由篩檢實驗室執行。

異常結果的醫師聯繫 Physician Contact for Abnormal Results

Table 18.3 與 18.4 依主要分析物整理異常篩檢結果的疾病與其他原因。例如:T4 低加 TSH 高表示 CH;17-羥孕酮(17-hydroxyprogesterone, 17-OHP)明顯升高表示可能為 CAH;某一醯基肉鹼升高可能表示有機酸或脂肪酸氧化疾病。

Table 18.3:各醯基肉鹼與胺基酸標記的升降方向、相關疾病(標的及偶然發現)及可能造成偽陽性的原因
📋 Table 18.3 Disorders and Other Factors Associated With Positive Screens for Acylcarnitines and Amino Acids以標記為索引:左欄是 AC 或 AA 的升降方向,中欄是標的與偶然發現的疾病,右欄是可能的偽陽性原因。收到陽性報告時可由此反查。
Table 18.3 逐項中文整理 筆記整理表,非原書表格
標記相關疾病(標的與偶然發現)可能的偽陽性原因
↓C0(游離肉鹼)肉鹼攝取疾病(CUD);其他有機酸疾病餵食不良;valproic acid 治療;CUD 帶因者;母體 CUD/肉鹼缺乏
↑C0(游離肉鹼)CPT-I 缺乏肉鹼補充
↑C3丙酸血症;甲基丙二醯輔酶 A 變位酶缺陷;鈷胺素疾病 A、B、C、D、F、J嬰兒溶血或高膽紅素血症;相關疾病帶因者;母體鈷胺素缺乏
↑C4SCAD;乙基丙二酸腦病變(EE);GA II;IBG低血糖;FIGLU 升高;相關疾病帶因者
↑C5:1BKTVLBW 新生兒;檢體受熱/濕
↑C5IVA;2MBGVLBW 新生兒;TPN/HA;IVA 帶因者;含 pivalic acid 抗生素;FAS 血紅素型態
↑C5-DCGA-IGA-I 帶因者;MCAD 帶因者(衍生化方法)
↑C5-3M-DCHMG嚴重呼吸窘迫;接受 ECMO 的新生兒
↑C5OHMCC;HMG;MCD相關疾病帶因者;母體 3MCC 缺乏;母體生物素缺乏
↑C8MCAD;GA II;MCKATMCAD、GA-II 帶因者;MCT 補充
↑C14:1VLCADVLCAD 帶因者
↑C16OH、↑18:1 OHLCHAD;TFPLCHAD/TFP 帶因者;腎功能不全
↑C16、↑C18:1CPT-IICPT-II 帶因者;嚴重溶血
↑精胺酸精胺酸酶缺乏症TPN/HA;精胺酸酶帶因者
↑精胺琥珀酸精胺琥珀酸尿症污染
↓瓜胺酸NAGS、CPS、OTC、P5CS 缺乏餵食不良;腸閉鎖或腸切除
↑瓜胺酸CIT-I;CIT-II;丙酮酸羧化酶缺乏CIT I/CIT II 帶因者;西瓜污染檢體
↑苯丙胺酸典型 PKU;良性高苯丙胺酸血症;生物蝶呤合成/再生缺陷TPN/HA;阿斯巴甜污染檢體
↑白胺酸MSUDTPN/HA;羥脯胺酸血症(良性)
↓甲硫胺酸再甲基化缺陷:甲基四氫葉酸還原酶缺乏;鈷胺素缺陷 C、D、E、F、G、J餵食不良
↑甲硫胺酸CBS;甲硫胺酸腺苷轉移酶 I/III 缺乏;甘胺酸 N-甲基轉移酶缺乏TPN/HA;肝功能不全
↑酪胺酸酪胺酸血症第二、三型;Hawkinsinuria早產;酵素暫時不成熟;肝功能不全
↑琥珀醯丙酮酪胺酸血症第一型未列

表註:HA/TPN 指含胺基酸的高營養輸液或全靜脈營養;VLBW 指極低出生體重。提高主要標記特異性的眾多次要標記、比值與指數未列於表中。

Table 18.3 常見偽陽性原因歸納 筆記整理表,非原書表格
原因類別影響的標記(↑↓)
TPN/高營養輸液(含胺基酸)↑C5、↑精胺酸、↑苯丙胺酸、↑白胺酸、↑甲硫胺酸
餵食不良↓C0、↓瓜胺酸、↓甲硫胺酸
帶因者↓C0(CUD);↑C3、↑C4、↑C5OH(相關疾病);↑C5(IVA);↑C5-DC(GA-I;衍生化方法下亦含 MCAD 帶因者);↑C8(MCAD、GA-II);↑C14:1(VLCAD);↑C16OH/↑18:1 OH(LCHAD/TFP);↑C16/↑C18:1(CPT-II);↑精胺酸(精胺酸酶);↑瓜胺酸(CIT I/CIT II)
母體因素↓C0(母體 CUD/肉鹼缺乏);↑C3(母體鈷胺素缺乏);↑C5OH(母體 3MCC 缺乏、母體生物素缺乏)
藥物與補充品↓C0(valproic acid);↑C0(肉鹼補充);↑C5(含 pivalic acid 的抗生素);↑C8(MCT 補充)
極低出生體重(VLBW)↑C5:1、↑C5
溶血或高膽紅素↑C3(溶血或高膽紅素血症);↑C16/↑C18:1(嚴重溶血)
重症與器官功能↑C4(低血糖);↑C5-3M-DC(嚴重呼吸窘迫、接受 ECMO);↑C16OH/↑18:1 OH(腎功能不全);↑甲硫胺酸、↑酪胺酸(肝功能不全);↓瓜胺酸(腸閉鎖或腸切除)
檢體問題↑C5:1(檢體受熱/濕);↑精胺琥珀酸(污染);↑瓜胺酸(西瓜污染);↑苯丙胺酸(阿斯巴甜污染)
其他↑C4(FIGLU 升高);↑C5(FAS 血紅素型態);↑白胺酸(良性的羥脯胺酸血症);↑酪胺酸(早產、酵素暫時不成熟)

Table 18.3 中 ↑琥珀醯丙酮沒有列出偽陽性原因。另須留意同一標記常對應多種疾病,例如 ↓瓜胺酸對應 NAGS、CPS、OTC、P5CS 缺乏;↑瓜胺酸對應 CIT-I、CIT-II 與丙酮酸羧化酶缺乏(PC);↓甲硫胺酸對應再甲基化缺陷(甲基四氫葉酸還原酶缺乏、鈷胺素缺陷 C、D、E、F、G、J)。

Table 18.4:非醯基肉鹼與胺基酸類主要標記(酵素活性、激素、血紅素型態、IRT、TREC、SMN1)對應的疾病與偽陽性原因
📋 Table 18.4 Disorders and Factors Associated With Positive Screens for Primary Markers涵蓋酵素活性、半乳糖、C26:0 LPC、激素、血紅素型態、IRT、TREC 與 SMN1 等主要標記。血紅素列的方括號內是對應的 Hb 疾病。
Table 18.4 重點整理 筆記整理表,非原書表格
標記相關疾病可能的偽陽性原因
↓生物素酶活性生物素酶缺乏症(完全或部分)檢體受熱/濕;早產兒常見暫時性缺乏
↑總半乳糖GALT 缺乏(典型及 Duarte/良性變異)、表異構酶缺乏、半乳糖激酶缺乏、citrin 缺乏奶或奶油污染;門體分流
↓GALT 活性GALT 缺乏(典型;Duarte/良性變異)檢體受熱
↓GAAPompe 病假性缺乏
↓IDUAMPS-I假性缺乏
↑C26:0 LPCX-ALD、Zellweger 光譜疾病Omagaven 補充;相關疾病帶因者
↑TSH原發性 CH暫時性升高;治療性低溫;接觸 betadine
↓T4原發性 CH、次發性(中樞性)甲狀腺低能症、甲狀腺素結合球蛋白缺乏早產兒低甲狀腺素血症;euthyroid sick syndrome
↑17-OHP先天性腎上腺增生症新生兒壓力(NICU 嬰兒常見);極低出生體重;檢體含 EDTA
↑IRTCF、CFTR 相關代謝症候群CF 帶因者;新生兒壓力
↓TRECSCID、其他 T 細胞淋巴球減少早產;肝素污染;水腫;乳糜胸;腹裂;胸腺切除術後
SMN1 exon 7 缺失SMA未列
血紅素型態判讀(方括號內為疾病)
  • 新生兒正常:FA。
  • 鐮刀化疾病:FS [HbS/S;HbS/β⁰thal;HbS/HPFH];FSC [HbS/C];FSA [HbS/β⁺thal];FSD [HbS/DPunjab];FSE [HbS/E];FSX [HbS/其他變異]。
  • 地中海型貧血與其他血紅素病:僅 F [β⁰thal];FABart's [HbH 病]。
  • 鐮刀特質類:FAS [HbS];FAC [Hb C];FAD [Hb DPunjab];FAE [Hb E];FAX [其他 Hb 變異]。

收到異常報告後的處理

  • 任何篩檢異常的嬰兒,都應由主要照護者盡快評估,以利後續確診與處置。
  • 許多疾病極罕見,第一線醫師可能缺乏足夠資訊。美國醫學遺傳學暨基因體學會(American College of Medical Genetics and Genomics)網站提供 ACTion(ACT)Sheets and Algorithms:一到兩頁的說明,涵蓋可能疾病、建議追蹤行動及確認性檢查。篩檢報告常也附類似說明。

依可能性分級回應

  • 凡標記越過閾值都算篩檢陽性,但患病可能性並不相同。多數僅輕度異常者較不可能患病;濃度超過閾值數倍者可能性較高。
  • 對所有陽性都用同一套急迫程度與檢查,可能造成不必要的父母焦慮與醫療費用;依異常的潛在意義量身調整建議,兩者都可降低。
  • 部分計畫將陽性結果再分級,並提供分類化事實說明單給主要照護者,內容包括:相關疾病、估計患病可能性、可能疾病的臨床表現、造成偽陽性的因素、後續處置建議。
  • 建議範圍可從立即住院,到幾天後再採一份 DBS 重驗。其他計畫做法不同,但目標都是讓主要照護者有足夠資訊,向家屬說明結果的脈絡。

依臨床狀況分流

  • 嬰兒生病,或可能疾病屬於出生頭幾天急性表現者(Table 18.1、18.2 已標示),且篩檢計畫未提供個別指引:應聯繫專科醫師,嬰兒可能需住院,立即展開評估與治療。
  • 初步評估臨床良好,且疑似疾病不需立即處理:可再採第二份 DBS 送篩檢實驗室重驗,或以較不緊急的方式做確認檢查。
  • 許多情況下,只有第二份檢體也提示疾病時才需確認檢查或轉介。但追蹤方式不一:有些情況下,特定確認檢查才是陽性篩檢的適當第一步,懷疑程度較低者則時程可放寬。
篩檢正常或尚未回報,但嬰兒有症狀
  • 嬰兒的症狀提示 NBS 組合內疾病時,即使報告正常或尚未報告,醫師都應聯繫篩檢實驗室。
  • 實驗室可查核結果;若檢驗已完成且檢體仍保存,可能會取回重驗。
  • 醫師應再向實驗室查詢複驗結果,並盡快告知家屬;第二次結果正常時,可縮短家屬焦慮的時間。

從採檢到確診的流程整理

  1. 採檢依時機規定由腳跟採血點到濾紙卡,室溫風乾至少 3 小時,避免污染、受熱與潮濕,再寄送到中央或區域實驗室。特殊族群依前述規定連續採檢。
  2. 第一階分析打下小圓片,以 MS/MS、免疫分析、血紅素分析、酵素分析或 qPCR 測各標記,與實驗室自訂閾值比較。
  3. 重測與第二階異常時以原檢體重測主要分析物,並視計畫加做生化或分子第二階檢驗,用來減少陽性數或依機率分類。
  4. 通知結果回報主要照護者,可能附 ACT Sheets 類說明或分級事實說明單;由主要照護者盡快評估嬰兒。
  5. 分流生病或疑似第一週急性疾病者聯繫專科並可能住院;臨床良好且不急者重採 DBS 或安排較不緊急的確認檢查;高機率者直接轉介專科中心。
  6. 確認以額外檢體做確認性檢查,由臨床實驗室或有時由篩檢實驗室執行。確診後立即開始治療,以預防不可逆併發症。

篩檢的疾病 Disorders Screened

總則 Overview

  • RUSP 疾病及常用主要標記列於 Table 18.1、18.2。各州 NBS 組合包含大多數 RUSP 疾病,但新疾病的實施可能比建議晚幾年;有些州還篩檢額外疾病。
  • 本章只談與 NBS 相關的要點,疾病本身及罕見變異請見本書其他章節。
  • 高機率陽性者應直接轉介專科中心,做確認檢查並及時考慮治療。
  • 高機率陽性且可能在第一週急性表現的疾病,需立即行動,可包括急診評估及收住具相關專科服務之醫學中心的 NICU。這些猛爆型疾病已標示於 Table 18.1、18.2。
較可能在第一週急性表現的疾病(依 Table 18.1、18.2 標記) 筆記整理表,非原書表格
類別疾病
有機酸疾病丙酸血症、甲基丙二酸血症(變位酶型、鈷胺素 A、B)、異戊酸血症、3-羥基-3-甲基戊二酸尿症、全羧化酶合成酶缺乏症
脂肪酸氧化缺陷MCAD、VLCAD、LCHAD、三功能蛋白缺乏症;次要疾病中的 CPT-II、CACT、GA II
胺基酸疾病精胺琥珀酸尿症、瓜胺酸血症第一型、楓糖尿症
其他典型半乳糖血症、先天性腎上腺增生症
原文明確要求及時處理的情境 筆記整理表,非原書表格
情境原文建議的行動
MSUD 高機率陽性需立即行動,因可在第一週急性表現
UCD 高機率陽性立即諮詢代謝專科,或轉到代謝中心急診;新生兒重度高血氨是醫療急症
FAOD 高機率 AC 圖譜不論後續檢體或突變結果,都轉介做診斷檢查
篩檢提示 OA立即諮詢代謝專科
半乳糖升高合併 GALT 活性下降,或測不到 GALT 活性立即到代謝中心就診,停止哺乳或含乳糖配方,需要時給含葡萄糖靜脈輸液
初步評估時嬰兒生病,且無個別指引聯繫專科醫師,可能需住院並立即展開評估與治療

代謝疾病:以胺基酸或醯基肉鹼為主要標記 Metabolic Disorders—Amino Acid or Acylcarnitine as Primary Marker

分析通則

  • NBS 可偵測的胺基酸疾病、尿素循環障礙(urea cycle disorders, UCD)、有機酸疾病(organic acid disorders, OA)與脂肪酸氧化疾病(fatty acid oxidation disorders, FAOD),各有特徵性 AA 或 AC 作為主要標記,以 MS/MS 同時分析;各實驗室的前處理或內標準可能不同。
  • 同時分析的優勢:可看生化圖譜,不只看單一主要分析物。圖譜以比值、指數、分數量化,有助於區分真陽性與偽陽性,並在同一分析物對應多種疾病時判斷最可能者。
    • 例:C3(propionylcarnitine)是丙酸血症(propionic acidemia, PA)、甲基丙二酸血症(methylmalonic acidemia, MMA)及鈷胺素缺陷 C、D(Cbl C, D)的主要標記。C3 陽性時可同時看甲硫胺酸(高胱胺酸尿症的主要標記):若偏低,最可能是 Cbl C, D。
  • 質荷比限制:MS/MS 定量的訊號,是所有與標的同質荷比(m/z)離子的總和。例如 C4 同時代表 butyrylcarnitine 與 isobutyrylcarnitine。因此非主要標的的疾病也會在過程中被找到。
  • 醯基肉鹼的寫法:「C」加數字,數字是肉鹼酯中醯基的碳原子數。

胺基酸疾病 Amino Acid Disorders

  • 機轉:胺基酸分解路徑的酵素缺陷,使阻斷點上游的特定胺基酸累積;篩檢即偵測 DBS 中升高的胺基酸。
  • 臨床表現來源:累積的胺基酸或替代路徑代謝物的毒性、正常路徑產物不足,或兩者兼有。
  • PKU 是最知名的胺基酸疾病,也是新生兒篩檢的典範。PKU、MSUD 與高胱胺酸尿症是 MS/MS 擴展前就已篩檢的代謝疾病;UCD 等其他疾病則要到 MS/MS 出現後才能篩檢。

苯酮尿症(PKU)

  • 主要篩檢特徵是苯丙胺酸升高。以 MS/MS 篩檢,最早在出生後第一天就能可靠辨識。
  • 苯丙胺酸升高不一定是 PKU:偶爾為輔因子缺乏(pterin)疾病;肝病(如伴隨半乳糖血症、第一型酪胺酸血症或 citrin 缺乏)也會升高。

楓糖尿症(MSUD)

  • 主要指標為白胺酸(leucine)升高。
  • 典型 MSUD 不太可能漏掉,但較輕變異可能漏掉:出生頭幾天採檢時白胺酸升幅可能低於閾值。
  • 間歇型 MSUD 在新生兒期血中白胺酸正常,要到嬰兒後期或兒童期,由發燒疾病或手術誘發急性代謝發作時才升高。
  • 良性疾病羥脯胺酸血症(hydroxyprolinemia)的羥脯胺酸升高,在 NBS 可能被誤認為白胺酸;第二階羥脯胺酸分析或血漿定量胺基酸分析可區分。
  • 部分計畫加做第二階別白胺酸(alloisoleucine)分析以提高特異性,這是 MSUD 特徵性(pathognomonic)的白胺酸鏡像異構物。
  • MSUD 可在第一週急性表現,高機率陽性都需立即行動。

高胱胺酸尿症(homocystinuria)

  • 特徵代謝物高半胱胺酸(homocysteine, Hcy)在血漿中大多以 S-連結形式存在(與蛋白結合或成雙硫化物)。準確測量需先去蛋白與還原,無法與其他 AA、AC 在高通量 MS/MS 中同時分析。
  • 因此胱硫醚 β-合成酶缺乏(cystathionine β-synthase deficiency, CBS)造成的典型高胱胺酸尿症,NBS 是靠甲硫胺酸升高來辨識。若甲硫胺酸升幅不足以回報,就會漏診。
  • 調低閾值也無法完全消除偽陰性,主要是維生素 B6(pyridoxine)反應型。
  • 部分計畫以第二階分析測 Hcy、甲基丙二酸與 2-甲基檸檬酸,提高甲硫胺酸篩檢的特異性。這種兩階策略可大幅減少偽陽性,但可能漏掉篩檢當時甲硫胺酸升高而 Hcy 未如預期升高的 CBS。
  • 即使以 Hcy 為主要標記,pyridoxine 反應型 CBS 能否被辨識仍有爭議。
  • 甲硫胺酸明顯升高的其他原因:單純高甲硫胺酸血症(甲硫胺酸 S-腺苷轉移酶 I/III 缺乏)、S-腺苷高半胱胺酸水解酶缺乏、伴肝病的甘胺酸 N-甲基轉移酶缺乏,以及非代謝性肝病。
  • 第一型酪胺酸血症或非特異性肝病造成的高甲硫胺酸血症,通常同時有酪胺酸升高。
  • 近來有計畫開始回報甲硫胺酸下降,以找出再甲基化缺陷造成的高胱胺酸尿症:甲基四氫葉酸還原酶缺乏,以及鈷胺素缺陷 C、D、E、F、G、J。

酪胺酸血症(tyrosinemia)

  • 第一型(TYR-I):以 MS/MS 測到琥珀醯丙酮(succinylacetone)升高。本病由酪胺酸分解路徑末端酵素 fumarylacetoacetate hydrolase 缺乏引起;值得注意的是,時機恰當的 NBS 檢體中酪胺酸通常不升高,高酪胺酸多在新生兒期較晚或肝功能異常明顯後才出現。
  • 第二、三型:路徑起始酵素 tyrosine aminotransferase 與 4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase 分別缺乏,NBS 見酪胺酸升高。
  • Hawkinsinuria:由編碼 4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase 的基因某些異型合子突變引起,已在篩檢酪胺酸升高的新生兒中發現。
  • 多數酪胺酸陽性是暫時性的,見於早產兒(酪胺酸路徑酵素不成熟)或繼發於維生素 C 缺乏。任何原因的肝功能異常也常有酪胺酸升高。

尿素循環障礙 Urea Cycle Disorders

  • MS/MS 常規篩檢的三種:瓜胺酸血症(citrullinemia)、精胺琥珀酸血症(argininosuccinic acidemia)、精胺酸酶缺乏症(arginase deficiency)。
  • 三者都可能造成新生兒高血氨,但精胺酸酶缺乏症通常在兒童期才表現,出現痙攣、嬰兒期發展遲緩等神經症狀及輕度高血氨,而非新生兒重度高血氨。
  • 新生兒重度高血氨是醫療急症:高機率陽性應立即諮詢代謝專科,或轉到代謝中心急診。
  • 透過 NBS 及早辨識,並在症狀前或早期症狀時治療,是保護 UCD 患者的關鍵。
  • New England Newborn Screening Program 以瓜胺酸下降篩檢近端 UCD:鳥胺酸胺甲醯基轉移酶缺乏(ornithine transcarbamylase deficiency)、胺甲醯磷酸合成酶缺乏(carbamylphosphate synthetase deficiency)、N-乙醯麩胺酸合成酶缺乏(N-acetylglutamate synthase deficiency)。

脂肪酸氧化疾病 Fatty Acid Oxidation Disorders

  • 分類:一類與肉鹼有關,長鏈脂肪酸無法穿過粒線體膜進入基質氧化;另一類是脂肪酸氧化本身的缺陷。兩類的問題都是無法完全氧化脂肪酸。
  • 主要臨床後果:不耐空腹,造成低酮性低血糖、嗜睡、高血氨、代謝性酸中毒、肝腫大,有時猝死。
  • 每種 FAOD 在 MS/MS 上都有特異或近乎特異的 AC 圖譜。

中鏈醯基輔酶 A 去氫酶缺乏症(medium chain acyl CoA dehydrogenase deficiency, MCADD)

  • 最常見的 FAOD。NBS 問世前,常在不明原因猝死後才回溯診斷,通常是屍檢發現脂肪肝。
  • 這種悲劇性結局,加上 1:15,000 到 1:20,000 的頻率(與 PKU 相當),是 MS/MS 加入 NBS 的主因。
  • 主要發現是辛醯肉鹼(octanoylcarnitine, C8)與其他中鏈 AC 升高。
  • 部分計畫以第二階標靶檢測 ACADM 基因 c.985 A>G 突變提供補充資訊。此突變見於多達 90% 的 MCADD 患者,能大幅提高 C8 篩檢的預測值;但沒有此突變不能排除本病。
FAOD 的陷阱
  • 受影響的嬰兒在沒有代謝壓力時,AC 可落在正常範圍。
  • 因此第一份檢體 AC 圖譜屬高機率者,不論後續檢體或標靶突變結果如何,都需轉介做診斷檢查。
  • 多數 FAOD 可治療。即使早期治療可能無效(如新生兒型肉鹼棕櫚醯轉移酶 II 缺乏),篩檢仍能帶來早期診斷與家族遺傳諮詢。
  • 短鏈醯基輔酶 A 去氫酶缺乏症(short-chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency)在 NBS 前被視為嚴重疾病,現在則認為可能是良性的。

有機酸疾病 Organic Acid Disorders

  • OA 是一群以有機酸累積為特徵的異質性疾病,許多可由 DBS 中特徵性 AC 升高辨識。
  • NBS 找到的主要 OA:PA、MMA、鈷胺素(維生素 B12)缺陷、異戊酸血症(isovaleric acidemia)。
  • 典型 OA 可在新生兒期表現為危及生命、類似敗血症的樣貌:餵食困難、嗜睡、嘔吐、癲癇發作。
  • 篩檢提示 OA 時,應立即諮詢代謝專科。

生物素酶缺乏症 Biotinidase Deficiency

  • 機轉:生物素回收才能維持足夠的細胞內生物素,以活化羧化酶。生物素酶是回收的關鍵酵素;本病是有機酸疾病「多重羧化酶缺乏」(multiple carboxylase deficiency)的一種形式。
  • 篩檢:證明 DBS 中酵素活性不足。
  • 嚴重度分級:
    • 完全型(profound):低於平均正常酵素活性的 10%。
    • 部分型(partial)變異:為平均正常活性的 10% 到 30%。
  • 臨床表現(主要見於完全型):發展遲緩、癲癇、視力問題、聽力損失、皮膚異常。
  • 治療:症狀前開始生物素治療,可預防本病所有表現。
  • 部分型偶爾在壓力下(如感染)出現症狀。
  • 部分早產兒暫時性活性偏低造成偽陽性;部分型新生兒則可能被 NBS 漏掉。

半乳糖血症 Galactosemias

  • 典型半乳糖血症由 GALT 缺乏引起,新生兒期典型表現為生長遲滯、嘔吐與肝病。未治療新生兒有高比例死於細菌性敗血症,通常是大腸桿菌(Escherichia coli)。

篩檢策略

  • 有些計畫以總半乳糖(半乳糖加半乳糖-1-磷酸)代謝物分析為主要檢驗。
  • 有些以半定量酵素分析為第一階,測 GALT 活性;典型半乳糖血症通常測不到活性。少數計畫兩者都當主要篩檢。
  • 酵素分析只找半乳糖血症;代謝物分析還能找到半乳糖激酶、表異構酶缺乏等其他半乳糖代謝疾病。
  • 嚴重新生兒肝病及門脈系統異常造成的門體分流,也會使半乳糖升高。
  • 以總半乳糖為主要篩檢者,通常在半乳糖升高的檢體加做第二階 GALT。
  • GALT 活性明顯降低或缺如時,少數計畫再做常見突變的標靶分子檢測,特別是 Gln188Arg 與 Asn314Asp。
  • Duarte(D 或 D2)等位基因:即 Asn314Asp 變異,伴隨約一半的正常 GALT 活性,臨床上良性;但它很常見,佔 GALT 缺乏陽性篩檢的很大比例。
半乳糖篩檢結果判讀 筆記整理表,非原書表格
篩檢結果考慮處置與說明
半乳糖升高且 GALT 活性下降;或僅做 GALT 分析時測不到活性半乳糖血症立即到代謝中心就診;停止哺乳或含乳糖配方,需要時給予含葡萄糖的適當靜脈輸液
半乳糖明顯升高、GALT 活性正常可能為半乳糖激酶缺乏本病造成早發性白內障,飲食去除乳糖可預防
半乳糖中度升高、GALT 活性正常或略降可能為尿苷二磷酸(UDP)半乳糖 4-表異構酶缺乏大致為良性疾病

溶酶體儲積症 Lysosomal Storage Disorders

  • 機轉:溶酶體是細胞更新所需的胞器,含 50 種以上分解巨分子的酸性水解酶。單一酵素或酵素與轉運蛋白組合的缺乏,使受質累積,造成進行性細胞與器官功能異常。
  • 表型取決於受質種類及其代謝部位;嚴重度通常與殘餘酵素活性相關。
  • 整組疾病發生率估計為 1 in 7700 到 1 in 10,000 births。
  • 篩檢方法:在 DBS 中以人工受質分析特定酵素活性,方法包括螢光法、MS/MS,或微流體結合螢光法。
  • 現有篩檢分析涵蓋 Fabry 病、Gaucher 病、Krabbe 病、MPS-I、MPS-II 與 IV-A、Niemann-Pick A/B 病、Pompe 病。
  • 多數以 MS/MS 篩檢 LSD 的實驗室至少同時測兩種,可合併評估酵素活性,以確認檢體品質、判斷單項結果的意義及患病風險。
  • RUSP 審查:截至 2021 年 5 月,委員會曾評估五種 LSD(Krabbe、Fabry、Niemann-Pick、Pompe、MPS-I),僅 MPS-I 與 Pompe 獲准納入。

Krabbe 病

  • 未核准加入 Krabbe 病的考量,與 Krabbe Disease Consortium 表達的許多疑慮相符。
  • 雖未列入 RUSP,紐約州在倡議團體強力推動下,於 2006 年 8 月成為第一個全人口篩檢早發嬰兒型 Krabbe 病的州。
  • 方法:把既有高通量 MS/MS 測量溶酶體酵素半乳糖腦苷脂酶(galactocerebrosidase, GALC)的方法,改用於血斑。GALC 反覆偏低的檢體再以第二階分析 GALC 突變,特別是 30-kb 缺失的同型合子,因其與早發嬰兒型 Krabbe 病強烈相關。
  • 早發嬰兒型 Krabbe 病是罕見進行性神經退化遺傳疾病,通常在嬰兒期死亡。先前研究指出,症狀前做幹細胞移植(原文 HSCT)能改善存活與臨床結果。
  • 然而紐約州積極篩檢超過 15 年、他州也陸續導入後,Krabbe 病 NBS 的效益仍未確立。
  • 有人主張暫停強制 Krabbe NBS,理由是現有實驗室篩檢與診斷工具,不足以找出會發病且需要 HSCT 的嬰兒。
  • psychosine 等額外生物標記對診斷早發嬰兒型 Krabbe 病似乎比低 GALC 更具特異性;NBS 後的診斷與治療新共識指引也已發展出來,未來或可改善篩檢與結果。

假性缺乏 Pseudodeficiency

  • 部分 LSD 篩檢的挑戰:體外分析中特定酵素活性低,但沒有相應臨床表型。
  • 由基因的某些變異造成,盛行率因疾病與族群而異。假性缺乏變異是否影響另一變異的效應,目前尚未完全了解。
  • 可能增加第一階酵素分析的偽陽性,並使真正病例的辨識更複雜。
  • 基因定序對辨識假性缺乏等位基因及確診很重要,因此部分計畫將其列為 LSD 的第二階檢驗。

Pompe 病

  • 又稱肝醣儲積症第二型(glycogen storage disorder II)。GAA 基因致病變異使溶酶體酸性 α-葡萄糖苷酶(acid α-glucosidase, GAA)活性下降,溶酶體肝醣累積,主要在肌肉。
  • 發病年齡、心臟侵犯與骨骼肌功能惡化的光譜都很廣。
  • 嚴重嬰兒型在出生頭幾個月表現,特徵是心肌病變與嚴重進行性肌無力;未治療者於一歲內死亡。
  • 整體發生率 1 in 28,000,其中 28% 為嬰兒型。
  • NBS 能更早偵測嬰兒型(22 天 vs. 臨床發現的 3.6 個月),這是納入 RUSP 的理由。
  • 血斑 GAA 活性下降應進行分子分析確認。
  • 假性缺乏:等位基因 c.(1726G>A; 2065 G>A) 的同型合子,GAA 活性低如患者,但不致病。此基因型見於約 4% 的亞洲族群,會造成酵素分析偽陽性。
  • 常用第二階檢驗:GAA 基因定序、creatine/creatinine/α-glucosidase 比值。
    • 基因定序在已知變異時可預測基因型—表型,但新變異或意義未明變異的風險評估受限。
    • 該比值在準確辨識晚發型上可能不可靠。

黏多醣症第一型 MPS-I

  • 嚴重度呈連續光譜的進行性多系統疾病。IDUA 基因編碼的溶酶體酵素 α-L-艾杜糖醛酸酶(α-L-iduronidase, IDUA)缺乏,使葡萄糖胺聚醣(glycosaminoglycans,黏多醣)堆積於受影響細胞的溶酶體。
  • 分型:Hurler 症候群(MPS I H;嚴重,發生率 1 in 100,000)、Hurler–Scheie 症候群(MPS I H/S;減弱型,1 in 500,000)、Scheie 症候群(MPS I S)。
  • 新生兒出生時通常外觀正常。
  • DBS 中 IDUA 活性下降提示可能為 MPS-I,需以 IDUA 基因分子分析和/或確認性生化檢查(尿液葡萄糖胺聚醣、白血球或纖維母細胞 IDUA 活性)確認。
  • 殘餘 IDUA 活性無法預測表型,假性缺乏等位基因也讓判讀更困難。
  • 第二階基因分型若發現基因型—表型相關良好的突變,或有助預測表型,但對新變異或意義未明變異幫助有限。
  • 少數實驗室納入 DBS 葡萄糖胺聚醣第二階分析以提高特異性,但在準確辨識晚發型方面經驗有限。
Krabbe 病、Pompe 病與 MPS-I 比較 筆記整理表,非原書表格
項目Krabbe 病Pompe 病MPS-I
RUSP 狀態未獲核准;紐約州 2006 年起篩檢;導論提到適合性審查已開始已納入已納入
缺乏的酵素GALCGAAIDUA
累積物或結果進行性神經退化溶酶體肝醣,主要在肌肉葡萄糖胺聚醣
第二階GALC 突變,特別是 30-kb 缺失同型合子;psychosine 可能更具特異性基因定序;creatine/creatinine/α-glucosidase 比值基因分型;DBS 葡萄糖胺聚醣
主要爭議或限制工具不足以找出會發病且需 HSCT 的嬰兒,NBS 效益未確立假性缺乏;新變異的風險評估受限;晚發型辨識殘餘活性不能預測表型;假性缺乏;晚發型經驗有限

X 性聯腎上腺腦白質失養症 X-linked Adrenoleukodystrophy

  • 最常見的單基因遺傳性神經退化疾病之一,X 性聯遺傳。
  • 盛行率:男性約 1 in 21,000;若納入有症狀的異型合子女性,約 1 in 16,800。
  • 表型高度多變;幾乎所有男性到成年都有神經表現,形式為發炎性大腦型,或僅腎上腺脊髓神經病變(adrenomyeloneuropathy)。
  • 約 10% 男性可表現為原發性腎上腺皮質不足,當時無神經異常,之後才出現神經侵犯。
  • 整體而言,腎上腺功能異常見於 90% 有神經症狀的男孩、70% 腎上腺脊髓神經病變男性。
  • 治療:造血幹細胞移植(HSCT)已證實可在早期阻止發炎,是發炎性大腦型的有效治療。
  • NBS 的價值:可定期重新評估腎上腺皮質功能,並以 MRI 找出早期大腦病變的男性,提供移植的理想時機窗。
  • 篩檢:以 HPLC-MS/MS 測 DBS 的 C26:0 溶血磷脂醯膽鹼(C26:0 lysophosphatidylcholine, C26:0 LPC)。
  • 確認:血漿極長鏈脂肪酸(very long chain fatty acid, VLCFA)分析與 ABCD1 基因定序(部分計畫列為第二階檢驗)。但血漿 VLCFA 濃度或 ABCD1 變異都無法可靠預測表型。
  • 其他過氧化體疾病也可見 C26:0 LPC 升高:Zellweger 光譜疾病、過氧化體醯基輔酶 A 氧化酶 1 缺乏(peroxisomal acyl-CoA oxidase 1 deficiency)、D-雙功能酵素缺乏(D-bifunctional enzyme deficiency)。

內分泌疾病:先天性腎上腺增生症 Endocrine Disorders—Congenital Adrenal Hyperplasia

  • 篩檢典型 CAH 的理由:
    • 預防失鹽型(salt-wasting, SW-CAH)因延誤辨識與治療而死亡。
    • 預防失鹽型或單純男性化型女嬰的性別誤判。
    • 可能預防單純男性化型兒童骨骺提早閉合。
  • 流行病學:21-羥化酶(steroid 21-hydroxylase, CYP21)缺乏佔所有病例 95% 以上。CYP21 缺乏的典型 CAH 發生率 1 in 16,000 到 20,000 births,估計 75% 為失鹽型、25% 為非失鹽或單純男性化型。
  • 第一階:免疫分析測 17-OHP 升高。能有效找到 SW-CAH,但偽陽性率很高:
    • 17-OHP 真的升高:周產期壓力、早期採檢(出生 24 小時內)。
    • 交叉反應類固醇:見於早產與 LBW 新生兒。
  • 即使使用依共變項(胎齡或出生體重、性別、採檢年齡)調整閾值的演算法,出生頭 2 天內檢體的第一階 PPV 仍低,平均 <10%。

第二階檢驗

  • 愈來愈多計畫使用液相層析串聯質譜(LC-MS/MS)第二階分析,測 17-OHP 與多種額外類固醇組合。
  • 最新資料:第一階免疫分析加第二階多類固醇定量與圖譜,並依採檢時間與出生體重分層設定族群閾值,PPV 達 17%,偽陽性減少 95%。
  • 但也有第二階分析後漏診的報告,削弱了兩階策略的成果。
  • 數個實驗室顯示第二階分子分析可提高特異性,但至今尚未用於常規篩檢。
  • 2018 年內分泌學會(Endocrine Society)臨床指引指定:為改善 CAH 篩檢 PPV,NBS 計畫應優先採第二階 LC-MS/MS,而非基因分型等其他方法。

偽陰性來源

  • 無論第一或第二階分析後,漏診 CAH 的風險都無法消除。
  • 採檢時 17-OHP 累積不足,可見於輕度/單純男性化型或過早採檢。
  • 接觸糖皮質激素或母體皮質醇抑制促腎上腺皮質激素(ACTH),使類固醇生成路徑流量下降。
  • 酵素功能尚未成熟。

內分泌疾病:先天性甲狀腺低能症 Endocrine Disorders—Congenital Hypothyroidism

  • NBS 帶來的早期偵測與治療,基本上已消除本病相關的神經發展障礙。
  • CH 篩檢策略主要針對原發性甲狀腺低能症,自 1970 年代中期開始後不斷演變,各地不同。
  • 方法:目前 T4 與 TSH 都用免疫分析。演算法以其一為主要標記,超出範圍時以另一項作第二階檢驗提高特異性;少數實驗室同時測兩者。
  • 以 T4 為主的方法有機會找到次發性(中樞性)CH。
  • 各方法偵測嚴重原發性甲狀腺低能症的準確度相近。

為何仍會漏診

  • 各方法都可能因採檢時標記尚未異常而漏診。
  • 出生頭 24 小時,母體傳來的 T4 持續存在,患兒 T4 可能尚未低到足以辨識。
  • 部分嬰兒的 TSH 要 2 週或更久才升高。這種延遲性 TSH 上升在早產、LBW 或急性疾病嬰兒特別常見;推測機轉包括下視丘—腦垂體—甲狀腺軸不成熟、非甲狀腺疾病,以及可能抑制 TSH 分泌的藥物(如 dopamine 或糖皮質激素)。
  • 為避免漏診,篩檢計畫會在初次篩檢數週後,對特定次群體加驗血液檢體。
CH 兩種主要篩檢策略 筆記整理表,非原書表格
策略流程特點
以 TSH 為主先測 TSH,超出範圍再測 T4使早期採檢較可被接受;但 TSH 延遲上升者初篩可能正常
以 T4 為主先測 T4,偏低再測 TSH有機會找到次發性(中樞性)CH;出生頭 24 小時母體 T4 可能使 T4 未降
同時測定T4 與 TSH 同時分析只有少數實驗室採用

偽陽性與其他解釋

  • CH 篩檢偽陽性率報告約 0.05% 到高達 4%。
  • 偽陽性新生兒的 T4 暫時偏低或 TSH 暫時偏高;許多低 T4 者是 TSH 正常的早產兒,或周產期壓力而 TSH 升高的嬰兒。
  • 依採檢年齡、體重、地點等參數調整標記,可能改善篩檢表現。
  • T4 低而 TSH 正常,除偽陽性外,也可能是良性的 T4 結合球蛋白缺乏,或腦垂體缺乏造成的次發性甲狀腺低能症。

發生率上升

  • 近來 NBS 偵測到的 CH 發生率(1:1400 到 1:2800),明顯高於篩檢初年(1:3000 到 1:4000)。
  • 人口結構改變及篩檢流程修改(調低 TSH 閾值、對特定次群體加驗),使輕症或延遲 TSH 上升者得以被發現,可能解釋這個增加。
  • 增加的病例除輕症外,大多是暫時性 CH,也帶來診斷與最佳處置的新難題。

囊腫纖維化 Cystic Fibrosis

  • 頻率(白人族群 1 in 2000 到 3000 live births)與嚴重度,是 CF 納入常規 NBS 的原因。
  • 主要篩檢:出生第一週偵測 IRT 升高,IRT 是反映胰臟損傷的生物標記。
  • 早產、周產期窒息或其他壓力下,IRT 暫時升高並不少見。因此計畫會在回報「陽性」或轉介汗液檢查確診之前,加做分析提高特異性。
  • 後續做法差異很大:可在初次檢體或追加檢體(通常 3 週大採集)上進行,第二階檢驗可為選定突變分析、CFTR 定序或胰臟炎相關蛋白(pancreatitis-associated protein),各有利弊。
CF 篩檢流程比較 筆記整理表,非原書表格
流程做法特點
IRT/DNA在初次檢體上做第二階 DNA 分析帶有至少一個組合內突變的嬰兒可大幅縮短確診時間;但相當多帶因者或未患病新生兒會接受汗液檢查
IRT/IRT初次 IRT 高,第二份檢體 IRT 持續升高,轉介汗液檢查靠 IRT 的持續升高判斷
IRT/IRT/DNA第二份檢體 IRT 持續升高後做分子檢測同樣受突變組合影響
  • 多數流程依賴突變分析,對偽陰性的影響取決於標靶突變數,以及組合代表受檢族群的程度。
  • CFTR 突變及組合種類繁多,基因型—表型難以預測,增加診斷不確定性。
  • NBS 常找到陽性篩檢後診斷未定的嬰兒,歸類為 CFTR 相關代謝症候群(CFTR-related metabolic syndrome)或 CF 篩檢陽性診斷未定(CF screen positive inconclusive diagnosis),可能需要監測。
  • 效益:與臨床診斷者相比,典型 CF 早期診斷與治療可改善營養、生長與存活;篩檢世代的 CF 相關兒童死亡率低 5% 到 10%。
  • 近來針對根本基因缺陷的治療選擇,有潛力大幅改變特定突變患者的病程。

鐮刀型細胞疾病 Sickle Cell Disease

  • 美國多數計畫篩檢血紅素病,目標是找出鐮刀化血紅素病。
  • 方法:分離並定量各 Hb 變異型,通常用 IEF、CE 或 HPLC。MS/MS、基質輔助雷射脫附游離飛行時間質譜(matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry)與 DNA 方法也在發展中。
  • 篩檢分析至少能分離並辨識正常變異型(HbF、HbA)與鐮刀化變異型(HbS、HbC),也能偵測 Hb Bart's、HbH 及 HbD、HbE、HbO 等有臨床意義的變異型。
  • 判讀:典型新生兒型態為 FA,字母依分率濃度由高到低排列。NBS 檢體 HbA 為 6% 到 40%(平均 19%),隨胎齡與採檢年齡變化,反映血紅素轉換階段。
  • 初次分析有非典型變異或型態時,以次要分析重測確認或辨識異常 Hb;愈來愈多計畫加入基因分型。
  • 篩檢可找到鐮刀化疾病(HbSS、HbSC、HbS/β0 thalassemia)、鐮刀細胞特質及其他多種血紅素變異型。
  • 篩檢找到的病例或未能辨識的 Hb 變異,應由血液科進一步診斷評估。

處置與預後

  • 簡單有效的預防措施已顯著降低風險最高之早年的死亡風險:以盤尼西林預防肺炎鏈球菌敗血症、疫苗接種、父母衛教。
  • 長期併發症尚無法預防,但有減輕罹病與死亡的選項:急性危象時紅血球輸注,以及藥物(hydroxyurea、oxbryta、L-glutamine)。
  • 造血幹細胞移植與新興基因治療帶來根治的希望。
  • 鐮刀化疾病以外,多數異常是良性的,或不受早期偵測影響。
  • 務必區分常見且良性的鐮刀細胞特質與較罕見的鐮刀型細胞疾病,避免污名化及不必要的治療;但仍應諮詢告知:極端環境下劇烈運動時,有發生鐮刀型細胞疾病併發症(疼痛危象、中風、肌肉溶解)的風險。

可能漏診的情況

  • 早產兒:HbA 及其他 β 鏈變異比例較低,β 鏈血紅素病可能被漏掉。
  • 輸血後:捐血者 HbA 比例較高,可能掩蓋血紅素病。
  • 因此特殊情況下,計畫會要求加採篩檢檢體。

嚴重複合型免疫缺乏症 Severe Combined Immunodeficiency

  • SCID 是一群至少 20 種已知的罕見遺傳疾病,特徵為 T 細胞發育與功能嚴重受損,且無法產生抗體。
  • 篩檢原理:SCID 的胸腺抗原未接觸 T 細胞生成缺如或極低。TREC 是胸腺輸出 T 細胞生成的 DNA 片段副產物;檢體若內部對照(通常是 β-actin 或 RNase P 基因)結果有效而 TREC 低,即為篩檢依據。
  • 高風險陽性:進一步診斷檢查,如流式細胞術測特定 T 細胞標記及特殊免疫功能檢查,以確立或排除診斷。
  • 低風險陽性:多數來自 NICU 新生兒,依實驗室演算法可能只需重新篩檢。
  • TREC 低的其他情況:
    • 非 SCID 淋巴球減少,及其他 T 細胞受損疾病(如 DiGeorge 症候群、21 三染色體症)。
    • T 細胞流失(如血管滲漏、乳糜胸)。
    • 腸胃道異常,或曾切除胸腺(最常於心臟手術時)的嬰兒。
  • 治療:以異體造血細胞移植與自體基因治療及早治療,已改善存活,且嬰兒完全免疫重建率高。
  • 遺傳診斷常是遺傳諮詢、預後判斷及調整移植前化療藥物所需。
  • 在 TREC 低的檢體以 NGS 定序 SCID 基因組合作為第二階檢驗是可行的,未來可能成為常規。

脊髓性肌肉萎縮症 Spinal Muscular Atrophy

  • 體染色體隱性遺傳疾病,特徵是脊髓 α 運動神經元進行性退化,導致肌肉萎縮;主因是 SMN1 基因涉及 exon 7 的雙等位基因缺失。
  • 時程:偵測 DBS 中 SMN1 exon 7 缺失的分子分析自 2016 年開始用於新生兒篩檢;2018 年,隨著改善功能性 SMN 蛋白表現的專門治療上市,納入 RUSP。
  • 篩檢陽性新生兒需做 SMN1 缺失的確認檢查。
  • SMN2(SMN1 的同源基因)拷貝數是確認檢查不可或缺的一環:其劑量高度預測疾病嚴重度,並能預測哪些新生兒可從立即介入獲益。
  • 可在 NBS 實驗室以 DBS 同時偵測 SMN1 缺失、SMN2 拷貝數及 SMN1 定序的分子分析,仍在持續開發中。
  • 早期資料顯示,部分 SMA 兒童維持無症狀,並達到未患病嬰兒應有的發展里程碑。

嚴重先天性心臟病 Critical Congenital Heart Disease

  • 先天性心臟病(congenital heart disease, CHD)是一歲內最常見的死因,佔所有嬰兒死亡的 3%。
  • CHD 影響約 7 in 1000 到 9 in 1000 live births;其中四分之一可歸為 CCHD,也就是造成嚴重且危及生命的症狀、需在一歲內介入的心臟缺損。
  • 目前建議的篩檢方式是脈搏血氧儀搭配理學檢查,通常能找到造成低血氧的 CHD。這群約佔 CHD 的 17% 到 31%,包括:
    • 左心發育不全症候群(hypoplastic left-sided heart syndrome, HLHS)
    • 室間隔完整之肺動脈閉鎖(pulmonary atresia with intact septum)
    • 法洛氏四重症(tetralogy of Fallot)
    • 全肺靜脈回流異常(total anomalous pulmonary venous return)
    • 大動脈轉位(transposition of the great arteries)
    • 三尖瓣閉鎖(tricuspid atresia)
    • 動脈幹(truncus arteriosus)
  • 每種疾病都有緩解性與手術選項,標準介入方式各有光譜。
  • 介入後整體 5 年存活率 65% 到 97%,七種中有五種超過 85%;長期存活率最低的兩種是室間隔完整之肺動脈閉鎖與 HLHS。
  • CCHD 篩檢敏感度:單用脈搏血氧儀 30.8%、單用理學檢查 47%、兩者合併 77%。

聽力損失 Hearing Loss

  • 原文稱聽力損失是最常見的先天缺陷,每 500 名新生兒有 1 名確診。
  • 6 個月大前未被發現者會有言語與語言發展遲緩;6 個月前介入,聽損嬰兒可發展出正常言語與語言。
  • 基於此,美國國家衛生研究院(National Institutes of Health)於 1993 年建議所有新生兒接受先天性聽力損失篩檢。
  • 方法:通常用自動聽性腦幹反應(automatic auditory brainstem response)或耳聲傳射(otoacoustic emissions)。
  1. 1 個月大前完成聽力篩檢,最好在出院前。
  2. 3 個月大前篩檢陽性者完成診斷性聽力評估。
  3. 6 個月大前所有確診聽損嬰兒接受適當早期介入服務(醫療、聽力與早療)。
  • 約 1.6% 新生兒未通過篩檢而轉介聽力評估,其中 10.3% 確認有聽力損失。
  • 確診聽損兒童的早療收案率估計為 61.7%。
  • 換言之,轉介評估的新生兒多數並未確認聽損;而確診兒童中,仍有一部分尚未接受早期介入服務。

各疾病篩檢重點總覽 Summary of Screening Points

主要疾病的標記、後續檢驗與陷阱 筆記整理表,非原書表格
疾病主要篩檢第二階或確認判讀陷阱
PKU苯丙胺酸升高(MS/MS,最早出生第一天)可用苯丙胺酸/酪胺酸比值提高特異性輔因子缺乏與肝病也會升高
MSUD白胺酸升高別白胺酸、羥脯胺酸或血漿胺基酸分析較輕變異與間歇型可能漏掉;羥脯胺酸血症可誤判
CBS甲硫胺酸升高Hcy、甲基丙二酸、2-甲基檸檬酸pyridoxine 反應型易成偽陰性;兩階策略可能漏掉 Hcy 未升者
TYR-I琥珀醯丙酮升高未特別說明新生兒檢體酪胺酸通常不高
UCD瓜胺酸、精胺琥珀酸、精胺酸;近端型看瓜胺酸下降高機率陽性立即諮詢代謝專科或轉代謝中心急診精胺酸酶缺乏症多在兒童期才表現
MCADDC8 與其他中鏈 AC 升高ACADM c.985 A>G 標靶檢測沒有此突變不能排除;無代謝壓力時 AC 可正常
OA特徵性 AC 升高立即諮詢代謝專科C3 可對應多種疾病,需參考甲硫胺酸等圖譜
生物素酶缺乏DBS 酵素活性依活性分完全型與部分型早產暫時性偏低;部分型可能漏掉
半乳糖血症總半乳糖和/或 GALT 活性互為第二階;常見突變組合奶污染、受熱、門體分流、Duarte 等位基因
PompeGAA 活性基因定序;creatine/creatinine/α-glucosidase 比值假性缺乏;比值對晚發型可能不可靠
MPS-IIDUA 活性IDUA 分子分析、尿液葡萄糖胺聚醣、白血球或纖維母細胞活性;少數做 DBS 葡萄糖胺聚醣殘餘活性不能預測表型;假性缺乏
X-ALDC26:0 LPC(HPLC-MS/MS)血漿 VLCFA、ABCD1 定序無法可靠預測表型;其他過氧化體疾病也升高
CAH17-OHP 免疫分析LC-MS/MS 多類固醇分析偽陽性率高;早採、輕型或糖皮質激素暴露可致偽陰性
CHTSH 或 T4另一項作第二階;特定次群體加驗延遲性 TSH 上升;暫時性低 T4;T4 結合球蛋白缺乏
CFIRTDNA、第二次 IRT 或胰臟炎相關蛋白;汗液檢查確診壓力下暫時升高;胎便阻塞腸炎可不升高;診斷未定者
鐮刀型細胞疾病Hb 分離定量(IEF、CE、HPLC)次要分析、基因分型;血液科評估早產與輸血可遮蔽;需區分特質與疾病
SCIDTREC(qPCR)流式細胞術、免疫功能檢查;NGS 基因組合可行NICU 低風險陽性、非 SCID 淋巴球減少、胸腺切除
SMASMN1 exon 7 缺失(qPCR)SMN1 確認與 SMN2 拷貝數SMN2 劑量決定預後與介入急迫性
本章提及的發生頻率 筆記整理表,非原書表格
疾病頻率
MCADD1:15,000 到 1:20,000,與 PKU 相當
LSD(整組)1 in 7700 到 1 in 10,000 births
Pompe 病1 in 28,000,其中 28% 為嬰兒型
MPS-IHurler 1 in 100,000;Hurler–Scheie 1 in 500,000
X-ALD男性約 1 in 21,000;含有症狀異型合子女性約 1 in 16,800
典型 CAH(CYP21 缺乏)1 in 16,000 到 20,000 births
CH近來 1:1400 到 1:2800;篩檢初年 1:3000 到 1:4000
CF白人族群 1 in 2000 到 3000 live births
CHD7 in 1000 到 9 in 1000 live births,其中四分之一為 CCHD
聽力損失1 in 500 newborns
各檢驗的表現數據 筆記整理表,非原書表格
情境數據
CF 兩階 IRT-DNA最多找出 99% 患者;PPV 1/9.5 到 1/25
CAH 第一階免疫分析(出生頭 2 天檢體)PPV 平均 <10%
CAH 第一階加第二階多類固醇並分層閾值PPV 17%,偽陽性減少 95%
CH 篩檢偽陽性率約 0.05% 到 4%
PKU 篩檢偽陽性率MS/MS 0.05%;早期方法 0.23%
MS/MS 主要標記平均 PPV8% 到 10%
CCHD 敏感度脈搏血氧儀 30.8%;理學檢查 47%;合併 77%
聽力篩檢1.6% 未通過,其中 10.3% 確診

新生兒篩檢的特定議題 Specific Issues in Newborn Screening

新生兒篩檢的準則 Criteria for Newborn Screening

1968 年,Wilson 與 Jungner 在世界衛生組織支持下發表族群篩檢準則,普遍被接受為族群篩檢的必要條件:

  1. 該疾病必須是重要的健康問題。
  2. 必須有公認的治療。
  3. 必須有診斷與治療設施。
  4. 必須有可辨識的潛伏期或早期症狀期。
  5. 應有合適的檢驗。
  6. 檢驗應為民眾所接受。
  7. 應了解疾病自然史。
  8. 應有決定治療對象的政策。
  9. 找出病例的成本,應與整體醫療照護取得經濟平衡。
  10. 找出病例應是持續性的過程。
  • 這些準則制定時 NBS 才剛起步,主要著眼於成人疾病,但對 NBS 同樣適用。
  • Wilson 與 Jungner 了解「重要」是相對的:PKU 罕見、糖尿病常見,但 PKU 的嚴重後果可藉早期診斷與治療預防,因此值得在新生兒期篩檢。
  • 理想上所有準則都應符合,但技術持續進步,挑戰了部分準則對 NBS 的適用性。
  • 矛盾例子:現行方法能偵測尚無公認療法或自然史大多未知的嚴重疾病,這與「納入篩檢的疾病應有可接受治療」的準則衝突。
  • 這個兩難目前沒有明確答案。期望能以持續篩檢這類疾病的經驗,發展適用於 NBS 的新準則;新準則可能保留 Wilson–Jungner 的精髓,但有重要修改,能用於任何新的篩檢計畫。
準則與 NBS 現況的張力 筆記整理表,非原書表格
準則本章呈現的 NBS 現況
應有公認治療現行方法能找到尚無公認療法的嚴重疾病;FAOD 一節也提到,新生兒型 CPT-II 缺乏即使早期治療可能無效,篩檢仍帶來早期診斷與遺傳諮詢
應了解自然史部分疾病自然史大多未知;SCAD 在 NBS 前被視為嚴重疾病,現在則認為可能是良性的
應有決定治療對象的政策Krabbe 病難以判定誰需要 HSCT;CF 診斷未定者與暫時性 CH 的處置仍有難題
應有合適的檢驗假性缺乏、偽陽性與意義未明變異,顯示檢驗本身仍有限制
檢驗應為民眾接受原文未直接評論此準則;本章另提到父母與公民自由倡議者對血斑保存的隱私疑慮,以及基因篩檢帶給家庭的焦慮

偽陽性結果 False-Positive Results

  • NBS 的陽性結果多數僅輕度或中度異常,且並非疾病所致。
  • NBS 的本質是在症狀出現前找出所有高風險個體;依賴定量標記或定性基因變異時,偽陽性無法避免。
分布曲線圖:左側大曲線為正常族群,右側小曲線為患病族群,兩者在閾值附近重疊,標示真陰性、真陽性、偽陽性與偽陰性,並列出敏感度、特異性與陽性預測值公式
📊 Fig. 18.2 Distribution of quantitative markers measured in screening多數疾病的正常與患病族群分布互相重疊,真假陽性與真假陰性的數目都取決於閾值位置。圖中也列出敏感度、特異性與 PPV 的公式。
圖中公式
  • 敏感度(sensitivity)= [TP] / [TP + FN]
  • 特異性(specificity)= [TN] / [TN + FP]
  • 陽性預測值(PPV)= [TP] / [TP + FP]

閾值(cutoff)的邏輯

  • 患者與未患病族群的主要代謝物濃度分布應有差異;能清楚區分兩者的分析物值,就是理想閾值。
  • 閾值通常由各篩檢實驗室建立,彼此可能不同:取決於所用分析,並依區域族群的標記分布調整。
  • 濃度越過閾值即為篩檢陽性。以濃度升高(或下降)為特徵的疾病,多數未患病嬰兒低於(或高於)閾值,但有一小部分會越過。
  • 未患病嬰兒的陽性即偽陽性。由於分布曲線有一定重疊,若不犧牲敏感度,就無法消除偽陽性。
  • 酵素不成熟、壓力、治療介入等生理因素,也可能使某些代謝物偏移而造成偽陽性。

偽陽性的來源

  • 偽陽性率最高:免疫分析測得的指標(如 CAH 的 17-OHP、CH 的 T4),以及酵素活性(半乳糖血症的低 GALT 活性)。
  • 早產與 LBW 嬰兒比足月兒常見:
    • 多達 85% 早產兒有暫時性低 T4。
    • 早產、LBW 或周產期壓力嬰兒常見暫時性 17-OHP 升高。
    • 暫時性酪胺酸血症常見於早產與 LBW,也可見於足月兒。
  • 採檢或運送的人為因素:
    • TPN 嬰兒由中心導管採血,可能使胺基酸假性升高;即使採檢正確,TPN 也可能造成胺基酸暫時升高。
    • 奶(或任何含奶飲品)污染可使半乳糖假性升高,而誤疑半乳糖血症。
    • 長時間受熱可降低檢體 GALT 活性,在使用酵素分析時造成半乳糖血症假象。夏季常見,尤其檢體留在郵箱一段時間時。
同一標記在不同情境的意義 筆記整理表,非原書表格
發現較可能的情況需要想到的疾病
早產兒低 T4、TSH 正常暫時性低 T4,屬偽陽性常見型態T4 結合球蛋白缺乏、腦垂體缺乏造成的次發性甲狀腺低能症
早產、LBW 或壓力下 17-OHP 升高暫時性升高或交叉反應類固醇CAH;濃度明顯升高時可能性較高
早產或 LBW 酪胺酸升高暫時性酪胺酸血症、酵素不成熟酪胺酸血症第二、三型、Hawkinsinuria、肝功能異常
TPN 中胺基酸升高導管帶入或 TPN 造成的暫時升高對應的胺基酸疾病
夏季檢體 GALT 活性低受熱使活性下降,例如檢體留在郵箱典型半乳糖血症、Duarte 變異

降低偽陽性的方法

  • 導入 MS/MS:明顯減少先前用細菌或特定分析篩檢之胺基酸疾病的偽陽性。PKU 篩檢偽陽性率以 MS/MS 為 0.05%,早期方法為 0.23%。
  • 生化圖譜:MS/MS 可分析圖譜而非單一分析物(如 PKU 用苯丙胺酸/酪胺酸比值,而非只看苯丙胺酸),進一步提高特異性。
  • MS/MS 主要標記(AA 與 AC)的平均 PPV 報告為 8% 到 10%;若結合其他受篩代謝物一起評估,或採分階策略,可大幅改善。
  • 第二階檢驗:互補的定量代謝物(如低 T4 時測 TSH),或基因變異分析(如低 IDUA 活性時定序 IDUA),常用來減少偽陽性。
  • 儘管如此,可預見的未來仍會有偽陽性。
  • 查詢資源:前述章節與 Table 18.3 彙整了已知相關因素;Newborn Screening Analyte Interference List(aphl.org)也列有 NBS 分析中觀察到的干擾。

漏診病例 Missed Cases

  • 已有少數篩檢組合內疾病未被 NBS 找到的報告。
  • 原因:實驗室錯誤、主要或第二階標記不理想、檢體搞混、未採 NBS 檢體。
  • 篩檢的多種疾病各有隨時間與生理狀態變化的標記,因此偶有患兒只因採檢時機對其疾病不理想而標記正常。例如:
    • CF 相關胎便阻塞腸炎(meconium ileus)的新生兒可能沒有 IRT 升高。
    • FAOD 嬰兒不在周產期異化狀態時,可能沒有特徵性 AC 圖譜。
  • 各疾病可能造成偽陰性的情況,見前述章節及 Newborn Screening Analyte Interference List(aphl.org)。
本章提到的偽陰性情境 筆記整理表,非原書表格
疾病可能漏診的情境
MSUD較輕變異的白胺酸升幅低於閾值;間歇型新生兒期白胺酸正常
CBS甲硫胺酸升幅不足,主要是 pyridoxine 反應型;第二階 Hcy 未升高
FAOD未受代謝壓力時 AC 在正常範圍
生物素酶缺乏部分型可能被漏掉
CAH17-OHP 累積不足、糖皮質激素或母體皮質醇抑制 ACTH、酵素功能未成熟;第二階分析後也有漏診報告
CH出生頭 24 小時母體 T4 仍在;TSH 延遲上升
CF胎便阻塞腸炎無 IRT 升高;突變組合未涵蓋受檢族群的突變
血紅素病早產兒 β 鏈變異比例低;輸血後捐血者 HbA 掩蓋
臨床判斷優先
  • 醫師不可因嬰兒「應該篩過了」就排除診斷。
  • 任何嬰幼兒或兒童有提示疾病的症狀,不論推定或實際 NBS 結果如何,都應做臨床檢查。

病例偵測增加 Increased Detection of Cases

  • 對許多疾病(先天代謝異常、CF、CH),篩檢找到的嬰兒數多於單憑臨床辨識的預期。
  • 一部分是原本臨床表現後仍可能未被診斷的個體;但差異的大部分是良性或較輕型的嬰兒,在 NBS 之前可能根本不需臨床關注。
  • 有些陽性篩檢即使經診斷檢查與臨床評估仍無法釐清,原因包括確認性代謝物檢查結果不明、基因檢測有意義未明變異,或存在晚發型。
  • 這些個體雖無症狀,卻可能長期接受醫療監測,承受不確定帶來的焦慮,並常因感知到的疾病風險而接受介入。

展望 The Future

次世代定序的期待與限制 Next Generation Sequencing

  • NGS(全基因體或全外顯子)是定序技術的巨大進步,成本也大幅下降,預期將成為未來 NBS 的重要部分。
  • 支持者的願景:擴大第二階檢驗;作為增加多種遺傳疾病的理想主要方式;可能取代目前已能靠代謝物可靠篩檢的分析;成為可在一生中按需查詢的資源。
回溯 NBS 檢體分析:現行代謝疾病組合 筆記整理表,非原書表格
方法(作為主要篩檢)整體敏感度整體特異性
NGS88%98.4%
MS/MS99.0%99.8%
  • NGS 不足以作為多數代謝疾病的主要篩檢,但作為第二階檢驗可大幅提高特異性,並促成及時準確的診斷。
  • 辨識多基因的遺傳變異,也讓目前沒有可辨識標記的多種遺傳疾病有機會納入篩檢。
NGS 在 NBS 的可能角色 筆記整理表,非原書表格
角色原文的評估
第二階檢驗已有少數實驗室採用;可提高特異性、促成及時準確診斷,但新變異或意義未明變異的解讀受限
補充目前篩不到的疾病初期可能以少量意義已知的變異為主要方式,目標是目前沒有可辨識標記的遺傳疾病
取代代謝物篩檢回溯分析中表現不如 MS/MS,尚不足以作為多數代謝疾病的主要篩檢
終身可查詢的資源屬支持者的願景,需先面對知情同意、倫理、法律與社會影響等議題

主要基因篩檢的疑慮

  • 第二階 NGS 的經驗預示:由於基因型—表型相關不可靠、意義未明變異眾多,主要基因篩檢可能同時面臨高偽陰性風險與高偽陽性率。
  • 此外還有:所需醫學遺傳服務將遠超現有量能;確認檢查需求大增;更多帶意義未明變異、無法確定排除診斷的嬰兒,可能接受原本不必要的追蹤或治療;家庭承受巨大的不確定與焦慮。
  • 原文警告:過度熱衷實施主要基因篩檢,可能導致 NBS 的內爆(implosion)。

可能的導入路徑

  • 初期 NGS 可能與現行方法互補:作為第二階檢驗,以及作為主要方式加入少量意義已知的變異,涵蓋目前篩檢無法辨識的部分遺傳疾病。
  • 目標疾病可能包括早期治療未必關鍵甚至尚無治療,但診斷對釐清病因或家庭考量很重要者。
  • 除了選擇基因與變異的挑戰,定序用於 NBS 的倫理、法律與社會影響也必須處理;NGS 篩檢需要審慎設計的知情同意。

其他影響因素 Other Determinants

  • 快速進步的技術,以及針對過去無法治療之疾病的新療法,將持續改變 NBS。
  • 家庭倡議團體、有影響力的公民或立法者對個別疾病的強力投入,也影響 NBS,而那些疾病未必適合 NBS。
  • 有些疾病因上述政治影響而被列入個別州的組合,儘管未獲准納入 RUSP。
  • Krabbe 病是本章的實例:它未列入 RUSP,紐約州卻在倡議團體強力推動下率先全人口篩檢;超過 15 年後,篩檢效益仍未確立,也有人主張暫停強制篩檢。可見疾病是否進入篩檢組合,並不只取決於實證審查的結果,也受到倡議力量影響。
  • 血斑保存:儘管有多重保護身分與匿名性的措施,父母與公民自由倡議者仍擔心保存血斑威脅隱私,主張應銷毀。若此觀點勝出,將失去開發新檢驗的珍貴資源,這項資源也日益被視為個人化醫療的化身。

臨床反思:NICU 視角 Clinical Reflection—NICU Perspective

臨床上可帶走的重點
  • NICU 嬰兒一份檢體不夠:入住時(介入前)、24 到 48 小時(若前次未滿 24 小時)、出院時或 28 天大(以先到者為準)是原文提到的連續採檢流程;轉院者轉出前與接收醫院 4 天大前都要採。
  • 輸血前先採檢:理想上輸血前採一份,輸血後 2 天再採;若輸血前未採,要等最後一次輸血後 2 個月。
  • TPN 中的採血:最好直接由腳跟點到濾紙;中心導管可能帶入胺基酸或肝素。TPN 本身也可能造成胺基酸暫時升高。
  • NICU 常見的偽陽性:暫時性低 T4(多達 85% 早產兒)、17-OHP 升高、暫時性酪胺酸血症、IRT 升高;低風險 TREC 陽性也多來自 NICU。ECMO、治療性低溫等也列在 Table 18.3、18.4 的因素中。
  • 延遲性 TSH 上升:早產、LBW、急性病嬰兒可能 2 週以上才升高,初篩正常不代表結束,計畫會安排加驗。
  • 陽性報告先看機率與急迫性:濃度超過閾值數倍或屬第一週急性表現的疾病,需立即行動;OA、高血氨相關 UCD、半乳糖血症、MSUD 都有明確的緊急處置方向。
  • 半乳糖血症的高風險篩檢結果:立即到代謝中心、停止哺乳或含乳糖配方、視需要給含葡萄糖靜脈輸液。
  • 正常篩檢不能排除疾病:症狀提示疾病時應做臨床檢查,並聯繫篩檢實驗室。FAOD 非壓力期 AC 可正常;CF 胎便阻塞腸炎可沒有 IRT 升高。
  • 家屬溝通:陽性不等於患病;輕度異常多為偽陽性,但確診後治療不可延遲。鐮刀細胞特質要與疾病明確區分,也要告知極端運動的風險。
  • 篩檢不是診斷,確認檢查才是:第二階檢驗只減少陽性或幫助分層,仍須有確認性檢查支持。

閱讀時請留意 Points to Verify

原文內部不一致
  • RUSP 全名:內文為 Recommended Uniform Screening Panel,Table 18.1、18.2 標題卻是 Recommended Universal Screening Panel。
  • 最常見先天缺陷:聽力損失一節稱其為最常見先天缺陷(1 in 500),但 CCHD 一節的 CHD 頻率為 7 in 1000 到 9 in 1000 live births,數字上較高。
  • CHD 死因數據:原文稱 CHD 是一歲內最常見死因,同時僅佔所有嬰兒死亡的 3%,兩者並列時比例偏低,建議查證。
  • Krabbe 與 LSD 的審查狀態:導論說 MPS-II 已被認定符合納入標準、Krabbe 審查已開始;LSD 一節則寫截至 2021 年 5 月評估五種,僅 MPS-I、Pompe 獲准,且 Krabbe 未獲核准。兩處時間點不同,閱讀時需區分。
  • 標記與疾病對照:Table 18.1、18.2 與 Table 18.3 不完全一致。例如 BKT 在 Table 18.1 列 C5:1、C5OH,但 Table 18.3 的 ↑C5OH 列未含 BKT;MCD 列 C5OH、C3,但 ↑C3 列未含 MCD;2M3HBA、3 MGA 列 C5OH、CACT 列 C16、C18:1,在 Table 18.3 對應列也未出現。
  • 生物素酶缺乏的歸類:內文稱其為 OA「多重羧化酶缺乏」的一種形式;Table 18.1 把多重羧化酶缺乏對應到 holocarboxylase synthase deficiency(有機酸類),生物素酶缺乏則列在其他先天代謝異常。
  • Table 18.4 血紅素列:鐮刀特質排在「偽陽性原因」欄,但特質並非偽陽性,應是版面安排。
  • Table 引用:偽陽性一節說相關因素彙整於 Table 18.3,但非 AA/AC 標記的因素其實列在 Table 18.4。
  • 疑似誤植:鐮刀型細胞疾病一節「mortality and mortality」疑為 morbidity and mortality;X-ALD 一節「HCST」疑為 HSCT;Krabbe 一節將 HSCT 展開為 human stem cell transplantation;Table 18.1、18.3 的「3-methyglutaric」疑漏字母;Table 18.4 的「Omagaven」拼法可疑。