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单基因病的致病突变在人群中的出现频率极低，通常不超过1%。世界卫生组织将这类低发生率疾病（患病率0.65‰~1‰）归类为罕见病，亦称为孤儿病。
既往数据统计揭示，大约85%的罕见病属于遗传性疾病。根据在线人类孟德尔遗传数据库（OMIM）最新发布的数据（截至2017年2月），目前已知的具有明确临床特征的单基因病种达到8351种，其中4952种的分子机制已经得到明确，而1610种的分子机制尚未完全阐明；此外，还有一些病种的临床表现较为复杂，其主要遗传机制可能遵循孟德尔遗传规律。
单基因遗传病分类
根据人类基因组突变速度和必需基因数目等数据推测，罕见病的致病基因总数可能在7000至15000之间。不同染色体上所携带的致病基因其遗传模式存在差异。
依据基因的遗传模式，单基因病可进一步划分为多个类别。
首先，它分为显性遗传病和隐性遗传病。
若将每一条染色体比作一本书，那么基因便是书中的每一个字，而基因突变就好比书里出现了错字。
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显性遗传病可以比喻为两本书中，只要在一本书上出现错字，就会导致患病。而隐性遗传病则像是两本书在相同的位置都必须出现错字，才会引发疾病；如果只有一本书在相应位置出现错字，那么个体不会表现出病症，这样的人被称为基因突变携带者。
当父母双方均为基因突变携带者时，他们自身可能并未展现出任何病状。然而，如果他们不约而同地将这个“错字”传递给宝宝，那么宝宝的“两本书”就会在相应的位置上都出现“错字”，从而使得宝宝成为隐性遗传病的患者。
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其次，人体内共有46条染色体，其中44条是男女共有的常染色体，而另外2条则是决定性别的性染色体。男性拥有XY的性染色体组合，而女性则是XX。
根据基因突变发生的染色体类型，单基因遗传病可以进一步细分为：常染色体显性遗传病（例如短指症，OMIM编号#112500）、常染色体隐性遗传病（例如白化病，OMIM编号#203100）、X连锁显性遗传病（例如抗维生素D佝偻病，OMIM编号#177170）、X连锁隐性遗传病（例如色盲，OMIM编号#303800）以及Y连锁遗传病（例如Y连锁外耳道多毛症，OMIM编号#209885）等不同类型。
以隐性遗传病为例，当一个“错字”（致病基因）位于常染色体上时，如果夫妻双方都是该“错字”的携带者，他们的孩子，不论性别，都有25%的概率患上该种疾病。这种情况我们称之为常染色体隐性遗传病。
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当“错字”（致病基因）位于X染色体上时，由于女性拥有两条X染色体，因此携带该基因的女性通常不会表现出病症。然而，当这位女性生育男孩时，情况就有所不同了。因为男性只有一条X染色体，所以这条X染色体有50%的概率从母亲那里继承到这个“错字”，从而导致男孩成为患儿。这种遗传模式就是我们所说的X连锁隐性遗传病。
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单基因遗传病检测的意义
尽管单基因病的发病率极低，但由于这类疾病的基因覆盖面广，疾病种类繁多，全球患者人数已达到百万级别。由于医疗水平的限制，目前大多数单基因病无法得到根治，需要终身治疗，这极大地影响了患者的生活质量。单基因病患者的生活质量普遍较低，其寿命也明显短于常人。约有一半的单基因病在出生时或儿童期发病，给家庭和社会带来了沉重的经济和心理负担。
单基因遗传病可以通过基因检测来明确病因和鉴别病种。对于那些受到单基因病困扰的家庭来说，基因检测具有四个重要意义：
①作为辅助诊断方法，可以对疑似单基因病患者进行检测，帮助寻找致病原因，并辅助临床诊断；
②作为鉴别诊断方法，可以确定疾病的具体类型，以便于早期干预和治疗；
③作为风险评估手段，可以对有单基因病家族史的高危人群进行筛查，分析患病风险；
④作为婚育指导方法，可以对有家族史或已生第一胎患儿的夫妇进行基因检测，指导优生优育，从而有效减少患病后代发生的可能性，提高人口质量。
NGS在单基因遗传病检测中的应用
NGS技术（Next-Generation Sequencing，下一代测序技术）具有以下显著特点：
实现大规模的平行测序，具有极高的通量，能够快速获取大量的基因序列信息，其分析的灵敏度和特异性也相对较高。
具备定量功能，通过测定样品中特定基因序列被测序的次数，可以间接反映该基因在样品中的丰度，这使得NGS技术能够用于基因组拷贝数分析。
与传统的一代测序技术相比，NGS技术在单碱基测序成本方面具有明显的优势，成本大幅下降。
NGS技术在同时涉及多个基因、多种变异类型以及罕见变异的出生缺陷和遗传性疾病的分子诊断方面具有显著优势，尤其是在鉴定新的致病基因方面表现突出。
根据检测范围的不同，NGS技术可分为三种类型：疾病靶向基因包测序、全外显子组测序（Whole Exome Sequencing，WES）以及全基因组测序（Whole Genome Sequencing，WGS）。
疾病靶向基因包测序流程（来源华大基因官网）
参考资料：
[1]《高通量测序技术》李金明.
[2]杭州富阳树康康复医院分享全家没有遗传病，为什么生出遗传病宝宝？
[3]中国新生儿基因筛查专家共识：高通量测序在单基因病筛查中的应用.
