我国的PKU 发病率约为1/11,188，其中北方地区发病高于南方地区。而北方地区中西北地区明显高于全国平均水平，其中陕西地区发生率为1/7358，宁夏地区为1/3423，青海地区1/3850，新疆地区为1/5719，甘肃地区发生率1/3420，明显高于国内平均水平，这可能西北地区独特的地理位置和民族构成有关。而西北地区的PKU筛查覆盖率和治疗率均落后于发达城市，大部分患儿得不到及时的诊治，导致高苯丙氨酸血症和智力低下,不仅严重地影响了人口的素质，增加了婴儿死亡率，而且给家庭和社会带来不可估量的损失。因此PKU的早期诊断、早期治疗，有效预防患者患儿的出生，对于控制该PKU的发生和发展显得尤为重要。     常规的产前遗传学诊断是通过绒毛膜取样或羊膜腔穿刺等有创性检测方法获得胎儿的样本，采用不同的检测方法对胎儿进行遗传学分析，然而这些有创性检测方法会导致1%的胎儿丢失率和发生宫内感染的风险。随着孕妇血浆中游离胎儿DNA（cell-free fetal DNA, cffDNA）的发现，借助各种分子生物学技术针对cffDNA进行胎儿染色体疾病、单基因遗传病以及妊娠相关疾病的无创性诊断很快成为了该领域的研究热点。数字PCR(digital PCR, dPCR)是近年来引起重视并迅速发展起来的一种突破性的定量分析技术。ddPCR是一种超精准、灵敏和高重复性的核酸定量方法。

     依托西北地区苯丙酮尿症遗传资源库，对西北地区PKU患者的分子遗传基础进行了系统研究，分析了该地区PKU致病基因PAH的突变谱，明确了其突变热点以及突变位点与PKU临床表型的相关性，为PKU的防治奠定了基础数据。为了筛选西北地区PKU患者中PAH 基因热点突变，建立了一种基于MassArray基因分型技术的PAH基因突变热点的筛查方案，评价其特异性和准确性。建立了一种基于微液滴数字PCR（droplet digital PCR, ddPCR）的苯丙酮尿症无创产前诊断的方法，并与常规侵入性诊断方法进行比对评价其准确性。通过本研究建立了一个集孕前或孕期PAH基因热点突变携带者筛查、孕期无创和侵入性产前诊断、产后基因诊断为一体的PKU三级预防干预方案。

     本研究通过对475个西北地区PKU家系进行PAH基因突变研究，首次建立了西北地区苯丙酮尿症患者基因突变谱，明确了西北地区PAH基因热点突变区域及突变的分布特点。首次发现并鉴定了20个PAH基因新的变异位点，并对这些位点进行了功能分析，丰富了PAH基因突变库。通过基因型表型分析明确了部分突变位点与表型的相关性，此结果可以为表型预测提供一定的依据。根据西北地区PAH基因突变热点分析建立了一种基于MassArray技术的PAH基因热点突变检测方法，该方案可以同时对PAH基因29个热点突变位点进行基因分型，突变检出率可达到74%（95%CI, 65%-83%），该检测技术操作简单，具有高准确性和特异性，可以作为一种高通量、低成本、快速的PAH基因突变筛查和诊断的方法。本研究首次建立了一种基于ddPCR方法的PKU无创产前诊断方案，并进行了系统的评价，结果显示ddPCR在cfDNA检测方面均有高的灵敏度和特异性，是一种可靠的PKU的无创产前诊断方法。