产前筛查 从血清学筛查到无创产前检测 附无创DNA检测技术在产前筛查中的临床应用价值分析.docx

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1、关键词：染色体非整倍体；血清学筛查；无创产前检测产前筛查一般指的是对胎儿常见染色体非整倍体的筛查，即21-三体综合征、 18-三体综合征、13-三体综合征，不包括其他染色体非整倍体。根据产前筛查原理的不同，可将对常见胎儿染色体非整倍体的产前筛查分为 3类：(1)基于母血清生化指标的产前筛查，简称母血清学筛查(maternal serumscreening, MSS )。(2)以胎盘游离DNA (cell-free DNA, cfDNA)作为检测指标的产前筛查 方法，即无创产前检测(non-invasive prenatal testing, NIPT)o(3)基于超声检查的产前筛查。本文将对前

2、两种产前筛查方法进行阐述。1母血清学筛查MSS的适用人群是35岁以下的低龄孕妇，且不具有其他产前诊断指征。其 目标疾病是21-三体综合征、18-三体综合征以及开放性神经管缺陷(OPenneUral tube defect, ONTD)o MSS是指通过定量测定孕妇血液中与妊娠有关的生化标志 物浓度，对胎儿患有常见染色体非整倍体和ONTD的风险进行筛查评估，从而 筛查出需要行产前诊断的高风险妊娠。1.1 常用的筛查指标早孕期筛查指标包括胎儿颈项透明层(nuchal translucency, NT)厚度、血清绒毛膜促性腺激素的游离P亚单位(free - human chorionic gonad

3、otropin, free-hCG) 妊娠相关血浆蛋白 A (pregnancyassociated plasma protein A, PAPP-A )。中孕期筛查指标包括血清甲胎蛋白(alpha fetoprotein, AFP)、hCG或free -hCG 游离雌三醇(unconjugated estriol uE3) 抑制素 A (inhibin A, Inh A)o1.2 常用母血清学筛查方案(1)二联筛查(double test)：以 AFP、hCG 或 free p-hCG 做为筛查指标， 结合孕妇年龄等参数，计算中孕期(1520周)胎儿罹患唐氏综合征风险的联合 筛查方案。(2)

4、三联筛查(triple test)：以 AFP、hCG 或 free p-hCG、uE3 做为筛查指 标，结合孕妇年龄等参数，计算中孕期(1520周)胎儿罹患唐氏综合征风险的 联合筛查方案。(3)四联筛查(quadruple test)：以 AFP、hCG 或 free -hCG uE3 Inh A 做为筛查指标，结合孕妇年龄等参数，计算中孕期(1520周)胎儿罹患唐氏综 合征风险的联合筛查方案。(4)早孕期联合筛查(combined test)：以血清free 口-hCG、PAPP-A超声 测量的胎儿NT厚度做为筛查指标，结合孕妇年龄等参数，计算早孕期(11-13 周)胎儿罹患唐氏综合征风险

5、的联合筛查方案。1.3 常用MSS模式(1)独立的序贯筛查(independent sequential screening)：先行早孕期筛查 并计算风险值，对高危者直接行获毛活检(ChoriOniCVinUSSamPIing, CVS),低 危者进一步行中孕期筛查，依据风险计算结果决定是否进行产前诊断。(2)逐步的序贯筛查(StePWiSe sequential screening )：先行早孕期筛查并 计算风险值，是否依据早孕期风险即进行产前诊断，还是等待完成中孕期筛查、 结合早孕期筛查结果共同计算风险值之后再决定是否行产前诊断，则由患者自行 选择。(3)分层的序贯筛查(COntingen

6、tSeqUentiaISCreening)：先进行早孕期联合 筛查，对风险值1/60者直接行CVS；对风险值V1/1000者继续随访至妊娠终 止；对风险值介于前两者之间者，至中孕期完成全面的整合筛查后，根据风险值 再决定是否进行产前诊断。1.4 MSS模式的选择对于早、中孕期各种不同筛查模式效率的评价方面的研究，以SURUSS 1-2、FASTER 3以及BUN 4这几个多中心大样本前瞻性的临床研究最 为重要。SURUSS研究纳入了 25个筛查中心的47053例筛查病例，最终有101 个胎儿被诊断为唐氏综合征。FASTER研究纳入了美国15个筛查中心的38 033 例单胎妊娠病例，最终有117

7、个胎儿被诊断为唐氏综合征。除此之外，还有一些 其他的荟萃分析研究5。中孕期三联筛查的检出率仅为60%。SURUSS研究显示，与三联筛查相比, 中孕期四联筛查的检出率虽然仅增加7%,但假阳性率却下降了 33%,说明四联 筛查可以使1/3的孕妇避免不必要的羊膜腔穿刺；FASTER研究也显示了相同的 结果。SURUSS研究结果显示，NT用于早孕期产前筛查的DR5 (即5%假阳性 率下的检出率)为69%,而FPR85 (即85%检出率下的假阳性率)为20%；在 BUN研究中，NT的DR5为69%而FPR85为15%；在FASTER研究中，NT的 DR5为68%而FPR85为23%。这些研究结果说明，如

8、果将NT作为独立的筛查 指标，其检出率与中孕期血清筛查类似，但假阳性率则较高。也有一些其他的研 究显示出不同的结果。造成这些研究结果存在较大差异的原因是由于超声测量 NT的准确性受检测技术、设备、检测人员经验等多种因素影响，不仅测量结果 难以实现精确化，测量的重复性也较差6。同时，NT检测的中位数在不同的 检测机构之间也存在差异，因此NT的测量需要完善的质量控制和监测。早中孕期联合筛查的主要优势是阳性预测值(POSitiVe predictive value, PPV) 较高，例如在SURUSS研究中PPV为1 ：6,这能够大大提高羊膜腔穿刺术的效 率。但这一筛查模式的缺陷在于中孕期回访率不高

9、，例如在SURUSS研究中仅 为60%, 一旦早孕期高危的孕妇在中孕期失访，这不但使得整个筛查无法完成， 而且连早孕期干预的时机也丧失了。FASTER研究所提出的早中孕期序贯筛查模 式的DR5为95%o上述研究的结果认为，筛查效能最理想的筛查模式是早中孕 期序贯筛查模式。如果筛查单位不能很好地完成NT检测，也可以选择单纯的血 清学筛查模式。Knight等7的研究得出，早中孕期血清学联合筛查的DR5达 88%o2无创产前检测1997年香港中文大学Lo等8首次报道在母血中含有胎儿源性的CfDNA 片段，随着二代测序(next-generation sequencing, NGS)技术的迅速进展，针

10、对 胎儿21、18和13-三体综合征的、基于母血浆中胎儿源性CfDNA的NlPT在2013 年之后快速整合进入产前筛查体系，成为目前最有效、应用最广泛的产前筛查方 法。2.1 NlpT的临床适用性 综合近年来国外的相关文献，NIPT对于21-三体 综合征的检出率为99.7%,假阳性率为0.94%；对于18-三体综合征的检出率为 87.5%-100%,假阳性率为0.22%；对于13-三体综合征的检出率为40.0%100%, 假阳性率为0.25% 9-10。2016年7月，美国医学遗传学与基因组学学会 (American College OfMedical Genomics, ACMG)在有关胎儿

11、染色体非整倍体无 创产前筛查的共识中明确指出，NlPT是目前最敏感的对于胎儿21、18、13-三体 综合征的产前筛查技术手段，但不推荐将NlPT应用于其他染色体非整倍体的产 前筛查11。2016年我国国家卫生计生委组织制定的孕妇外周血胎儿游离 DNA产前筛查与诊断技术规范(以下简称技术规范)也明确地将NIPT筛 查目标疾病确定为胎儿21、18及13三体综合征。2.2 NlPT的慎用人群 作为一项产前筛查技术，NlPT不能替代产前诊断， NlPT结果异常的患者仍然需要进行产前遗传学诊断。我国的技术规范中将 高龄(预产期年龄35岁)、血清学筛查结果为高风险、肥胖人群列为NlPT应用 的慎用人群,在

12、具体的临床应用中，对上述人群的处理也具有一定的特殊性12。2.2.1 高龄孕妇 根据以往法律法规的有关规定，临床上应建议对预产期 年龄235岁的孕妇进行产前诊断。随着NlPT技术的快速发展，这些法律法规的 规定就存在一定程度上的争议。国内外的相关指南和技术规范都明确提出，对高 龄孕妇可以进行NlPT 11。临床医生在提供检测前咨询时，应简单介绍我国有 关法律法规的内容,阐明NIPT与羊膜腔穿刺术的性质以及各自的优势和局限性， 在知情同意的基础上，由孕妇本人自愿选择，对于拒绝产前诊断者应有书面的知 情同意签字。12.2 MSS结果为高风险的孕妇 孕周计算的准确性直接影响MSS结果的 准确性。对于

13、MSS结果为高风险者，首先应核对孕周计算的准确性。对于孕周 计算错误者，可行NIPT；对于孕周计算无误者，孕妇既可以选择NlPT,也可以 选择直接进行羊膜腔穿刺术；对于拒绝进行产前诊断者，应有书面的知情同意签 字。国外文献报道，当MSS结果为高风险而NlPT结果为低风险时，胎儿染色 体异常的残余风险为2% 13。2016年美国妇产科医师学会/母胎医学会 (ACOG/SMFM)的相关指南将“对MSS结果阳性的妇女不直接进行产前诊断而 是进行NlPT,可能会漏诊某些非整倍体胎儿，并延误诊断和处理的时间”列为基 于I级证据的建议14。2.2.3肥胖孕妇 由于肥胖孕妇外周血的循环游离DNA中的胎儿DN

14、A含 量(fetalfraction, FF)不足，可能会导致NlpT检测失败或出现假阴性的结果。 FF是一个比值，指的是从孕妇外周血中的总游离DNA中能够分离出来的胎儿游 离DNA的量，一般认为当FF高于4%时，才能达到足够的测序读长深度15。 FF与孕妇的体重和体重指数(bodymass index, BMI)之间呈负相关。同时，孕 妇体重的增加导致其血容量增加，进一步稀释胎儿源性CfDNA,从而导致FF下 降15-17,使NIPT出现假阴性的结果。因此，国外相关指南明确建议肥胖孕 妇直接使用传统筛查方法，而不是NIPT LllL我国的技术规范将孕妇肥胖 定义为BMlN40。临床上对于肥胖

15、孕妇，应先计算其BMI,对于BMR40者，建 议直接选择MSS。如果孕妇在被告知相关风险之后仍然坚决要求进行NlPT,则 应有书面的知情同意签字。2.3 NlPT的检测后咨询作为一项筛查技术，NIPT同样存在假阳性和假 阴性的风险。NlPT结果为低风险，并不排除胎儿除21、18、13-三体综合征以外 的其他染色体异常的风险。对NIPT检测结果异常者，应由产前遗传咨询医师对 其进行进一步的咨询，建议行产前诊断；对于拒绝行产前诊断者，应留下相关医 疗文件。NlPT异常结果，除了胎儿21、18、13三体综合征高风险以外，还有NlpT 检测失败、假阳性和假阴性以及非预期结果。2.3.1 NlPT检测失

16、败 所谓NIPT检测失败，是指由于某些实验室因素导 致NlPT的结果无法报告或无法解释。GiI等18在其荟萃分析中总结NIPT检测失败的原因有3大类：（1）采血或标本运输过程中的问题，包括血量不足、溶血、贴错标签或延 误将标本运送至实验室的时间。（2） FF低,一般指低于4%。（3）检测失败，包括无法提取CfDNA、扩增和测序。文献报道的NIPT失败率各不相同，一般在1%8%之间，与检测平台有相 关性，大规模平行测序相关的检测平台NIPT失败率为1.58% 19。NlpT失败 最主要的原因是FF低20-21L NlPT失败的后续处理较为棘手，究竟是换用 MSS进行产前筛查，还是再次采血进行第2

17、次NIPT检测，亦或是直接进行产前 诊断，目前有关这方面的研究较少，国际和国内并无有关指南或专家共识进行阐 述。Hui等21在其最近的一篇综述中提出，临床医生不一定需要懂得NIPT 失败的生物学和技术方面的原因，但需要明白如何进行后续处理。要综合考虑孕 妇的孕周大小、其胎儿福患染色体非整倍体的背景风险、孕妇有无其他风险因素 以及孕妇本身的意愿来决定后续处理方案。2.3.2 NlPT的假阳性和假阴性 导致NlPT假阳性结果的发生机制包括： 双胎之一胚胎停育、母源性拷贝数变异（COPynUmberVariant, CNV）、母体恶性 肿瘤、限制性胎盘嵌合体（Confinedplacentalmos

18、aicism, CPM）,其中最常见的 为CPM。NlpT假阴性相对少见，其发生机制主要为FF不足以及胎儿嵌合体。 临床上要尽量明确NlPT假阳性或假阴性的发生机制，并给予相应的遗传咨询意 见。2.3.3 非预期结果 所谓非预期结果，指的是除胎儿21、18、13-三体综合 征以外的其他异常情况，其发生机制包括孕妇本身存在染色体异常或CNV,母 体恶性肿瘤、胎儿或胎盘其他染色体异常等。例如，NlPT提示为性染色体非整 倍体阳性高风险时，有8.6%的孕妇本身存在X染色体非整倍体22。尽管目前 对于不同的非预期结果的具体处理尚缺乏有关指导意见，但应建议孕妇行进一步 的遗传咨询和产前诊断。3产前筛查方

19、案的选择应为所有孕妇提供筛查或诊断的选择。孕妇的选择受多种因素影响，其他影 响因素包括就诊时的孕周、是否能进行可靠的NT测量、筛查敏感性与局限性、 筛查费用、患病胎儿的远期照护、诊断胎儿异常时终止妊娠的选择等等。没有一 项检测方法在所有检测特征上都能优于其他方法，检测中心也不是都能提供所有 方法的检测。每一种方法都有其优势和局限性，医务人员应当熟悉现有的筛查和 诊断方法，并进行规范的咨询，告知患者敏感性、阳性率和假阳性率、方法优劣 及局限性；还应在非整倍体筛查咨询时告知患者羊膜腔穿刺、CVS的收益和风 险。咨询后，患者可以拒绝筛查或诊断。MSS的优点是价格比较低廉，相对于NIPT而言，最大的优

20、势在于没有检测 失败的风险，也不会出现非预期结果。NlpT是目前最有效的胎儿非整倍体筛查 的方法，国内外都对此制定了很多指南、共识或立场申明，但由于具体国情不同， 国外的指南不一定适用于国内的实际情况。在具体临床工作中，要遵守国家各项 法律法规，规范应用NIPT,强调孕妇的知情选择权，严格把控NIPT的适应证， 做好NlpT的检测前和检测后咨询。对于有明确产前诊断指征的情况，不应采用 NIPT；对于NIPT结果异常者，应建议进行产前诊断。国内不同地区的医疗技术水平和经济发展水平均不一致，MSS和NIPT具有 各自的优势和局限性，如何将这两种筛查方案有机地结合起来，目前还缺乏有关 临床应用的可行

21、性、可操作性、卫生经济学方面的客观评价。各地区或医疗机构 应选择成本合理、实验室操作简便易行、质控全面、仪器设备和检测标本的可及 性强、具备临床服务的可行性和可操作性、卫生经济学评判合理的筛查技术作为 适宜技术，制定相应的实验室规范、实验室和临床沟通机制规范、临床质控规范, 从而达到最好的筛查效果。无创DNA检测技术在产前筛查中的临床应用价值分析表1筛查结果比较(n),%异常核型无创DNA羊水/脐血核型验证符合率一致不一致21三体1110190.9118三体87187.5013三体109190.00合计2926389.66摘要：目的研究产前筛查中应用无创DNA检测技术的效果。方法：数据遴选我院

22、妇产科接收的400例预产期年龄N35岁孕妇，产前均行 无创DNA检测技术，筛查结果高风险者进一步行产前诊断，胎儿染色体核型分 析。低风险者行电话随访。结果：无创DNA筛查21三体的准确率达到99.75%,筛查13三体的准确率 为88%,筛查18三体准确率为89%;与羊水/脐血核型验证比较，无创DNA检测 对21三体符合率为90.91%,对13三体的符合率为90.00%,对18三体的符合 率为 87.50%o结论：无创DNA检测技术用于产前筛查可降低染色体疾病患儿发生几率、 属今后发展的趋势。关键词：无创DNA检测技术;产前筛查;应用价值既往研究发现1,我国出生缺陷率较高，经流行病学显示，目前我

23、国出生 缺陷率比例为5.6%,其中最严重的出生缺陷为染色体疾病，是染色体异常所引 起的，即便出生后存活、患儿仍有智力障碍、终生残疾等表现，很难根治，给家 庭、社会带来沉重负担。21三体综合征、18三体综合征、13三体综合征为较常 见的染色体异常，患病后尚无彻底根治手段，临床仅借助产前检查方式避免患儿 出生。有文献指出2,血清学筛查是二级预防出生缺陷的常见手段，通过对孕 妇血清标志物水平检查可对胎儿情况切实反映，但易出现假阳性、假阴性，影响 筛查结果，临床应用受到限制，鉴于此，本文分析产前筛查中行无创DNA检测 的价值，汇总：1资料和方法1.1 基线资料回顾性研究，样本取自本院2019年1月-2

24、019年12月妇产科接收的400例 预产期年龄235岁孕妇，年龄20-39岁，均值(29.234.25)岁;BMI值19-26kgm2, 平均(23.58+0.35) kgm2;孕周 13-22w,平均(6.48土 1.53) w;其中单胎 234 例， 双胎166例。孕妇知情、对“知情同意书”签字，经伦理委员会审批。无创DNA 检测结果为高风险孕妇，再次进行羊水、或者脐血核型验证。1.2 方法采集孕妇晨间、空腹状态时的肘部静脉血4ml,将标本放在真空采血管、放 置于8摄氏度环境保存，2h内完成血浆离心分离、对DNA提取，冷链条件下， 运送标本到相关检验中心、具体分析胎儿DNAo检验中心对母体

25、外周血血浆中 游离DNA片段提取，以高通量测序为基点，将人类基因组图作为参照标准，比 较每条DNA片段测序所得的序列，对每条染色体上完全相吻合DNA序列总数 进行筛选，以生物学统计原理为基点，切实分析生物信息。检测结果呈阳性者， 对妊娠结局做好追踪;检测结果呈阴性者，做好随访即可，明确未漏诊。1.3 观察指标筛查结果：记录无创DNA检测、羊水/脐血核型验证的符合例数。1.4 统计学方法数据经excel表整理，SPSS22.0统计软件分析，计量资料均数标准差O 表示，t检验。计数资料构成比n (%)表示，X2检验。检验水准P=0.0502结果2.1筛查结果本研究发现，无创DNA筛查21三体的准确

26、率达到99.75%,筛查13三体的 准确率为88%,筛查18三体准确率为89%;无创DNA检测出21三体11例，占 比为2.75%;18三体8例，占比为2.00%; 13三体为10例，占比为2.50%,检测率 为7.25%;羊水/脐血核型验证21三体10例，占比为2.50%;18三体7例，占比为 1.75%;13三体为9例，占比为2.25%,筛查率为6.50%,表示与羊水/脐血核型验 证比较，无创DNA检测对21三体符合率为90.91%,对13三体的符合率为 90.00%,对18三体的符合率为87.50%,见表1。3讨论有文献报道3,无创DNA筛查用于产前检查可提高异常染色体检出率，具 体作用

27、机制是：借助大规模平行测序技术，深度测序母体外周血中的游离DNA, 继而对胎儿染色体信息充分获取，利于综合判断染色体数目异常低风险程度，且 通过检测孕妇外周血中的胎儿游离DNA,以生物信息学为基点，明确胎儿染色 体中是否有异常染色体，具有较高的准确度、特异性。研究表明3,胎盘组织提供游离胎儿DNA,其在母体血浆中含量与胎盘屏 障功能有关，若胎盘破损、胎盘发育不良等现象发生，易降低母体血浆中游离胎 儿DNA含量，对最终检测结果造成不利影响，因此选无创DNA筛查可提高确 诊率、具实践价值。本研究示：无创DNA筛查21三体的准确率达到99.75%,筛查13三体的准 确率为88%,筛查18三体准确率为

28、89%,与羊水/脐血核型验证比较，无创DNA 检测对21三体符合率为90.91%,对13三体的符合率为90.00%,对18三体的 符合率为87.50%,说明本文与董方5文献相似，表示与血清学筛查，无创DNA 检测有准确度高、误诊率低等优势，可减少比必要侵入，但无创DNA筛查准确 性并未达到100%,分析原因与孕妇染色体的微缺失、易位型及微重复等结构性 异常有关，与孕妇体内游离DNA含量、胎盘嵌合等因素也有关，怀有多胞胎的 孕妇实行无创DNA筛查也影响筛查结果、易引起筛查准确性不高、增加错筛的 风险，因此临床需结合实际切实进行筛查、提高准确度。综上所述：产前筛查应用无创DNA检测技术可规避流产、感染等风险，减 轻孕妇及家属的心理负担，是目前预防先天性缺陷的发展方向、效果显著。参考文献：1朱若男，吴庆华，赵军红等.无创DNA产前检测技术筛查唐氏综合征阳性 结果的验证与分析J.国际遗传学杂志，2021, 44 (1)： 1-5.2赵兴.无创DNA产前检测技术筛查唐氏综合征应用效价分析J.中国计划 生育学杂志，2019, 27 (6)： 786-788引刘晓丹，周赤燕，王路明等.无创DNA检测技术在产前筛查中的临床应用 J.中国优生与遗传杂志，2017, 25 (6)： 40-41.