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楼主  发表于: 2016-01-05 12:35

 高通量测序技术在无创产前检测中的应用

染色体非整倍体是胎儿出生缺陷最常见病因之一,其中以21-三体综合征、18-三体综合征最为常见,占所有足月妊娠的0.2%~0.3%。对先天性遗传病进行产前筛查和产前诊断是优生优育的重要保证。自1970年以来,针对上述胎儿染色体疾病的产前筛查和产前诊断已逐渐应用到临床上,并在降低出生缺陷方面得到了良好的效果。

    从取材方法进行分类,产前检查分为有创性和无创性两种。有创性产前诊断是目前诊断胎儿染色体疾病的的金标准,主要是指通过绒毛活检术、羊水穿刺术和脐静脉穿刺术采集胎儿细胞或组织,进行细胞核型分析获取胎儿染色体信息,有创检测的准确率为98%~99%,但伴有0.5%~1.0%的流产风险,同时也会伴有羊水渗漏、宫内感染等风险。因此,有创产前诊断目前仅应用于筛查高风险、高龄妊娠或家庭中生育过遗传病患儿等情况。传统的无创性产前检查主要有超声检查和孕妇血清学检测等方法,使用这些方法进行检测可避免对胎儿和孕妇造成的危害,但是其灵敏度及特异性有限。近20年来,基于超声检查和孕妇各种蛋白或激素的血清学筛查相结合的产前筛查发展迅速。产前母体血清学筛查的目标疾病是21、18-三体综合征和神经管缺陷,当假阳性率控制在5%时,在早孕期、中孕期、早中孕期的检出率分别为82%~87%、81%、94%~96%,这些方法的假阳性率较高,为后续有创性产前诊断带来较大的临床压力与实验室压力。

    常规产前筛查和有创性产前诊断方法的局限性促使研究者积极开发一种针对胎儿染色体非整倍体及其他染色体异常的、无创伤性的高精度检测方法。1997年Lo等通过孕育男性胎儿的孕妇外周血血浆Y染色体PCR扩增的方法证明了孕妇外周血循环中存在胎儿游离DNA (cell free fetal DNA,cffDNA),开启了基于cffDNA无创产前检测(non-invasive prenatal testing,NIPT)方法。其后,利用各种分子诊断技术对cffDNA的检测已经在胎儿性别鉴定、Rh血型鉴定、X连锁隐性遗传病、先天性多囊肾检测等方面得到应用,但由于方法繁琐、耗费时间长、精度低、费用较高等问题,一直难以推广于临床。

    近年来,随着以高通量、自动化为显著特征的二代测序技术的发展,基于该技术的NIPT在临床上迅速得以应用。今年,国家卫生计生委妇幼司发布了第一批高通量测序技术临床应用试点单位,同时发布了《高通量基因测序产前筛查与诊断技术规范(试行)》。如何充分理解并合理规范应用NIPT,如何正确解读技术规范,将NIPT作为常规产前筛查方法时有哪些注意事项,我国产前筛查和产前诊断体系中NIPT该如何正确定位等,本文将对这些问题进行深入探讨。

       1、母血中胎儿游离DNA的特性

    大量研究发现,cffDNA来源于凋亡的胎儿滋养层细胞,经过胎盘屏障时受母体免疫攻击破裂或胎盘细胞凋亡进入母血,自然降解成DN段。绝大部分的cffDNA都是包裹在核小体外部,与胎儿游离RNA(cell free fetal RNA,cffRNA)相比,其在外周血浆中的性质更加稳定。早期研究认为,cffDNA在早、晚孕期分别占孕妇外周血总DNA的3%、6%,不同孕妇间个体差异性较大,其中80%的片段长度近似于产前诊断水平的、目标疾病指向精确的的产前检筛查新技术,应该与现行的产前筛查体系相结合,并准确把握临床适用人群。

    2015年1月15日,国家卫生计生委妇幼司发布了第一批高通量测序技术临床应用试点单位,同时发布了《高通量基因测序产前筛查与诊断技术规范(试行)》,规定了高通量基因测序产前筛查在临床上的适用范围、临床服务流程及临床质量控制。规范指出,高通量基因测序技术在产前筛查与诊断领域适用的目标疾病为常见胎儿染色体非整倍体异常(即21、18、13-三体综合征),最佳检测时间应当为12~26+6周。适用人群为:(1)血清学筛查、影像学检查显示为常见染色体非整倍体临界风险(即 1/1000≤唐氏综合征风险值<1/270,1/1000≤18-三体综合征风险值<1/350)的孕妇。(2)有介入性产前诊断禁忌证者。(3)就诊时,患者为孕20+6周以上,错过血清学筛查最佳时间,或错过常规产前诊断时机,但要求降低21、18、13-三体综合征风险的孕妇。慎用人群是指筛查的检出率下降,假阳性及假阴性率上升,或已符合介入性产前诊断的指征,知情后拒绝直接选择介入性产前诊断的孕妇。包括:(1)产前筛查高风险,预产期年龄≥35岁,以及有其他直接产前诊断指征的孕妇。(2)孕周<12周的孕妇。(3)高体重(>100kg)孕妇。(4)通过体外受精-胚胎移植方式受孕的孕妇。(5)双胎妊娠的孕妇。(5)合并恶性肿瘤的孕妇。不适用人群:(1)染色体异常胎儿分娩史,夫妇一方有明确染色体异常的孕妇。(2)孕妇1年内接受过异体输血、移植手术、细胞治疗或接受过免疫治疗等对高通量基因测序产前筛查与诊断结果将造成干扰的。(3)胎儿影像学检查怀疑胎儿有微缺失微重复综合征或其他染色体异常可能的。(4)各种基因病的高风险人群。同时规范还指出对未接受中孕期血清学筛查而直接进行高通量基因测序产前筛查与诊断的孕妇,应当在孕15~20+6周期间进行胎儿神经管缺陷风险评估。另外规范还指出了检测前后遗传咨询工作的重要性,医师应当对孕妇本人及其家属详细告知该检测的目标病种、目的、意义、准确率、风险和局限性,以及检测的种类、费用和技术流程。应当对孕妇提供检测后临床咨询及高风险孕妇的后续处理,在知情同意的前提下对高风险孕妇进行产前诊断,并负责随访妊娠结局。

    综合国内外开展的临床试验及行业协会指导意见,首先是NIPT的定位问题。在临床上此检测主要定位成:高精度筛查、深度筛查、接近于诊断的筛查、高危人群的初筛等,虽然名称不同且在临床应用上还存在一定的局限性,但各国专家层面都已经充分认识到了NIPT的高灵敏度、高特异度的技术特点,最终希望给该检测一个更加贴合自己国家实际临床情况的定位。其次是NIPT目前适用人群。由于NIPT作为目标疾病指向精确的产前筛查技术,目前还难以取代现有的产前筛查-诊断技术。因尚缺乏在中低风险孕妇人群中的临床数据,目前只推荐高危人群和有特殊需求的人群,包括高龄、血清学筛查高危、有不良孕史的孕妇等。再次,NSGC的遗传咨询指导意见显而易见是针对目前该项检测的局限性和风险而推出的。让临床医生充分认识到这项检测的局限性,这对临床应用的正确使用十分关键。

    最后,国内外的临床产前专家及行业共识尚未对该项技术的详细实验操作、生物信息分析以及结果解读推出标准。这预示着未来NIPT向临床推进时仍需大量工作,不仅需要国家政策层面的支持与规范和行业专家在大量临床数据基础上对此项技术做出更恰当的临床定位,也需要从事新一代测序的技术专家给予技术层面的支持,尽快推出适应我国临床现状的更全面详尽的技术标准及解读方式。

    参考文献(略)
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