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医学新技术:无创产前筛查技术的出现

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近年来,随着高通量测序的迅勐发展,基于二代测序平台的无创产前染色体筛查也逐渐受到国内外医学专家及孕妈的追捧,所谓无创产前筛查,就是在产前通过非侵入性的手段对胎儿染色体数目异常进行检测的技术。

什么染色体数目异常?其实是以唐氏综合征为代表的一类疾病。相信孕妈们对唐氏综合征早已不陌生,它是由基因组中21号染色体三体引起的(正常人类染色体只有两个拷贝,一个来自母亲,一个来自父亲),临床上活产率为1/600`1/800,是最常见的染色体疾病,且发生率随着孕妇年龄升高而增高。我国约有60万唐氏患者,平均每20分钟新增一例。随着二孩政策的全面实施,高龄产妇数量勐增,新生儿出生缺陷数量也将大幅度上升。除了21三体之外,较常见的染色体数目异常还包括18三体,13三体综合征等,但它们相比21三体来说发生率相对低得多,且因为畸形较为严重,一般可以通过传统筛查手段检出传统的产前筛查手段包括超声影像学和血清学筛查,它们对21三体的检出率在85%左右,假阳性率为5%。筛查中检出的高危孕妇一般採取有创检测方法(羊水穿刺、绒毛膜取样等)进行确诊。有创检测方法虽然极其准确,但会有1-2%的机率造成胎儿流产。因为传统筛查方法有很高的漏检率和假阳性率,它造成的后果主要体现在两个方面:1.

一部分怀有唐氏儿的孕妇被漏筛,在传统筛查中显示正常,因此错过了有创检测的机会,导致宝宝流产或是唐氏儿的出生;2. 原本正常的孕妇在传统筛查中因为假阳性,不得不採用有创检测进行确认,不必要的承担了流产风险。若是有创检测造成原本正常的宝宝流产,实在是一件让人痛心疾首的事情。

与传统筛查技术相比,基于二代测序平台的无创产前检测(NIPT)具有极高的准确性和很低的假阳性率,因此在近几年来迅速风靡。但检测周期长、价格昂贵的特点使得NIPT在目前主要面向高危孕妇人群,比如高龄或者是传统筛查中显示高危的孕妇。这大大限制了这一技术在广大孕妇群体中的普及。传统筛查中显示为低危的孕妇,依然有可能怀有染色体异常胎儿,然而这部分群体在当前却被忽视了。设想如果NIPT的成本可以降到和传统筛查一样低的话,那么对所有孕妇都进行NIPT产前普筛就不再是个梦想。

在开篇提到的论文中,作者们报导了一种不依赖二代测序平台无创产前筛查技术,为出生缺陷的防治提供了一种全新的思路。在文章中,作者们通过天昊基因公司发明的拷贝数检测专利技术(CNVplex),通过简单的PCR和毛细管电泳对1182个单胎妊娠的孕妇进行了唐氏筛查,达到了99%以上的准确率(19例唐氏儿全部被检出)。更关键的是,因为不需要二代测序平台,检测成本被大大降低了,使得对所有孕妇进行普筛成为了可能。在检测周期方面,文章报导整个检测流程可以在24小时以内完成,无疑对临床的普筛应用更加有利。

基于二代测序平台的NIPT,之所以昂贵,是因为它对基因组里所有的染色体进行无差别的採样和分析,而真正有用的目标染色体(比如21号染色体)的信息,在得到的庞大数据中只占很小的一部分。简而言之,绝大部分的数据量被浪费了。而在这篇文章中,作者们通过检测21号染色体上的一段「核心区域」,对21三体的检测採用了「定点」的思路,大大提高了效率。这也在很大程度上解释了为什么它可以达到很高的准确性,却只需要很低的成本。此外,作者们报导他们可以对DNA量很低,胎儿DNA比例也很低的样本进行准确检测(3

ng DNA,胎儿比例4%)。众所周知基于二代测序的NIPT的准确性在胎儿比例低于5%时就大打折扣了,纠其原因也是因为它的有效信息只占所有数据中的一小部分。而这一业界公认的难题,文章中报导的「定点」检测方法提供了一种解决思路。

一种完全国内自主研发的高准确率、低成本的无创产前染色体检测技术,毋庸置疑是令人欣喜的,这将使得无创产前筛查的受众更为广泛。作为全新的技术,它在临床应用中的表现还需要更大样本量的考察。我们期待它在出生缺陷的二级预防中大放异彩,进一步降低染色体异常宝宝出生率,为国民健康事业做出贡献。

原文标题:Non-invasive prenatal screening of fetal aneuploidy without massively parallel sequencing.

(SCI医学科研网scii.net)

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