唐氏综合征的无创产前诊断研究进展

法有密度梯度离心 、电荷分离 、荧光 介导 细胞 分拣 （ＦＡＣＳ ）和磁 珠介导细 所占血浆总 ＤＮ Ａ 的比例仍然是这项技术成功与否的关键 ，因此富集步骤
胞分拣 （Ｍ ＡＣＳ ）［４］等 ，其中 ＦＡＣＳ 和 Ｍ Ａ ＣＳ 是 利 用 细 胞 表 面 特 异 蛋 白 抗 显得尤为重要 ，而甲 醛 富 集 法 是 否 有 效 尚 存 在 争 议 ，并 未 获 得 广 泛 的 认
２０ 周 ）检测孕妇 血 清 标 志 物 指 标 和 超 声 学 指 标 ，再 结 合 年 龄 、孕 周 等 因 术与统计学算法对此进行了尝试 。 理论上 ，唐氏综合征胎儿细胞内 ２１ 号
素 ，评估胎儿的患病风险 。 虽然已有 文献报 道采用 多项 指标 联 合筛查 的 染色体与 １ 号染色体数目之比为 １ ．５ ，但由于存在大量母源游离 ＤＮ Ａ 背
接影响结果的准确性 ，因此鉴别区分尤为重要 。 经过大量的研究发现 ，胎
的富集方法的同时 ，如何跃过富集直接消除母源游离 ＤＮ Ａ 的干扰也
儿 γ － 、ζ － 、ε － 珠蛋白基本为胎儿有核红细胞所特有 ，被认为是目前最合 是研究者们的兴趣所在 。 研究表明 ，一些基因在胎儿游离 ＤＮ Ａ 与母源游
方法可以获得 ９０ ％ 以上的检出率 ，但受医疗 、经济水平等影响 ，许多国家 、 景 ，当胎儿游离 Ｄ Ｎ Ａ 所占血浆总 ＤＮ Ａ 比例为 １０ ％ 时 ，此比例仅为 １ ．０５ 。
地区在筛查策略的选择上有所不同 ，因此经常难以获得理想的检出率 ，漏 数字 ＰＣＲ 是将 Ｄ Ｎ Ａ 模板平均浓度稀释至 ≤ １ 拷贝 ／反应体系 ，然后在成
体型 。 ＤＳ 的发病率随着孕妇年龄增高而增高 ，原因可能是随着孕妇年龄 中存在胎儿游离 Ｄ Ｎ Ａ 片段 。 之后 ，对胎儿游离 Ｄ Ｎ Ａ 性质与应用的研究
增长 ，卵母细胞老化以及卵巢所承受的各种有害物质影响也越多 ，对减数 迅速成为学术界的热点 。 母血胎儿游离 ＤＮ Ａ 主要来源 于孕 妇凋亡的胎
于要达到 ２５ ％ 以上的胎儿游离 ＤＮ Ａ 比例 ，必须经过富集 ，增加了诊断的
基于提高产前筛查准确性与 降低 产前诊 断风 险性的 目的 ，研 究 者 们 难度和不确定因素 。 同时 ，对 于单个 样 本 ，数 字 ＰＣＲ 技 术 需 要 成 百 上 千
把目光转向了唐氏综 合 征 的 无 创 产 前 诊 断 （ｎｏｎｉｎｖａｓｉｖｅ ｐｒｅｎａｔａｌ ｄｉａｇ ｎｏ‐ 的 ＰＣＲ 反应以满足统计算法的需要 ，限制了这项技术的广泛应用 。 但是
适的鉴别标记 ［５ － ６］ 。 最后 一 步 即 是 对 胎 儿 有 核 红 细 胞 进 行 针 对 性 的 检 离 ＤＮ Ａ 中存在着不同的甲基化修饰模式 ，如 ＳＥＲＰＩＮＢ５ 基因在胎儿游离
测 。 使用的方法 有 ＰＣＲ 、Ｒ Ｔ － ＰＣＲ 、荧 光 原 位 杂 交 （ｆｌｕｏ ｒｅｓｃｅｎｃｅ ｉｎ ｓｉｔｕ ＤＮＡ 中表现 为 低 水 平 甲 基 化 ，而 在 母 源 游 离 ＤＮ Ａ 中 表 现 为 高 度 甲 基
等各种畸形 。 患者存活时间长 ，生活自理能力差 ，给家庭及社会带来了沉 此胎儿游离 ＤＮ Ａ 在无创 产前诊断中的 应用开始备 受关注 。 １９９９ 年 Ｌｏ
重的负担 。 因此 ，目前唯一可行的措施就是进行出生干预 ，从而提高新生 等发现在孕期相当时 ，唐氏综合征妊娠的孕妇血浆中胎儿游离 Ｄ Ｎ Ａ 的平
关键词 ：唐氏综合征 ；无创产前诊断 ；胎儿细胞 ；胎儿游离 ＤＮ Ａ ；胎儿游离 ＲＮ Ａ
【中图分类号】Ｒ７１４ ．５５ 【文献标识码】 Ａ 【文章编号】１００９ － ６０１９ （２０１３ ）０７ － ０００２ － ０２
唐氏综合征 （Ｄｏ ｗ ｎ’ｓ ｓｙｎｄｒｏｍｅ ，ＤＳ ）又称 ２１ － 三体综合征 ，是一种最 胎儿细胞数量是导致后 续分析诊断失 败的主要原 因 。 因此 ，为了摆 脱 这
技术 （Ｍ Ｌ － ＰＡ ）等作为补充 。 核型分析对唐氏综合征诊断的准确率几乎 的本质改变为体细胞内增加了一 条额 外的 ２１ 号染色体 ，通过 对 ２１ 号 染
达到 １００ ％ ，但是由于侵入式的取样方法会造成约 １ ／２００ 的流产事件及其 色体与其他染色体相对数量的比较即可对唐氏综合征进行准确的诊断 。
人口的素质 。
均浓度要显著高于正常 妊 娠 的 孕 妇 ，相 差 可 达 １ ～ ２ 倍 ［１１］ 。 这 是 最 早 将
１ 唐氏综合征的产前筛查与产前诊断
母血胎儿游离 ＤＮＡ 应用于唐氏综合征诊断的研究 。 但是异常组与正常
目前 ，唐氏综合征患者的出生干预主要依赖于产前诊断与产前筛查 。 组之间存在严重的交叉 ，仅依赖这一指标无法达到满意的临床灵敏度和
ｓｉｓ） 。 无创产前诊断的思路主要是通过产前筛查的取样方式 ，如孕妇外周 经过改良的微液数码 ＰＣＲ 技 术已能 使大量的反 应 集 中 在 一 张 芯 片 上 完
血取样等 ，直接分析胎儿的遗传信息 ，而非通过母源标志物间接对胎儿进 成 ［１２］ ，获得了无创产前诊断领域的广泛关注 。
行风险评估 。 以下我们将具体对几种新 近发 展的 ，针对 唐氏 综 合征的 无
其次是利用单核苷酸多态性 （ＳＮ Ｐｓ ）进行相对定量 。 ＳＮ Ｐ 现象广泛
创产前诊断方法进行综述 。
存在于物种中 ，胎儿基因组中存在大量杂合型 ＳＮ Ｐ 位点 。 唐氏综合征妊
２ ．１ 母血胎儿细胞途径 ：胎儿有核细胞中的基因组包括了胎儿所有 娠中 ，当 杂 合 ＳＮ Ｐ 位 点 位 于 ２１ 号 染 色 体 上 时 ，不 同 核 苷 酸 的 比 例 应 为
增加了她们流产的风险 。 统计指出 ，对筛查 高风 险孕妇 进行 侵 入式产 前 比例 ，就可以获得 ２１ 号 染色体和 １ 号染色体的相 对数 量信息 。 如若 ２１
诊断时 ，每确诊 ３ 例唐氏综合征妊娠的同时就有 １ 例正常胎儿因侵入式 号染色体和 １ 号染色体数量的比值达到某一阈值 ，即可判断为唐氏综合
体进行分拣 ，具有较好的富集纯度 ，是目前应用最多的富集方法 。 第二步 可 ［１４］ 。 最后是利用甲基化位 点 进 行 相 关 染 色 体 的 定 量 。 前 两 个 策 略 应
是鉴别区分胎儿与母源有核红细胞 。 供分析的胎儿有核红细胞的纯度直 用的前提是对胎儿游离 ＤＮ Ａ 的富集 ，在探究理想
它并发症 ，因此仅推荐对 ３５ 岁以上或生育过唐氏患儿的孕妇直接进行产
基于此 ，对胎儿游离 ＤＮ Ａ 中不同染色体片段的相对定量是母血胎儿
前诊断 ，而对此范围之外的孕妇先行产前筛查 ，后对筛查高风险者行侵入 游离 Ｄ Ｎ Ａ 诊断途径的主要方向 。 目前主要通过三个策略达到这一目的 。
式产前诊断 。 唐氏产前筛查主要 是 在 孕 早 期 （７ ～ １２ 周 ）和 孕 中 期 （１５ ～ 首先是直接比较 ２１ 号染色体与其他染色体数目 ，Ｌｏ 等利用数字 ＰＣＲ 技
论 著
大家健康 Ｆｏｒ ａｌｌ Ｈｅａｌｔｈ
２０１３ 年 ７ 月第 ７ 卷第 ７ 期 下旬刊
唐Fra Baidu bibliotek综合征的无创产前诊断研究进展
罗超燕 （广西桂平市妇幼保健院检验科 广西 桂平 ５３７２００）
摘要 ：唐氏综合征是最常见的染色体非整倍体遗传病 ，该病尚无有效治疗手段 ，出生干预是预防该病 的有效 措施 。 传 统的产前 筛查 与产前诊断 均具有一定的缺陷 ，无创产前诊断是未来发展的趋势 。 本文从母血胎儿细胞 、母血胎儿游离 ＤＮ Ａ 、母血胎儿游离 ＲＮ Ａ 三个角度对 目前 唐氏综合征 的无创产前诊断研究作一综述 ，以期对相关领域的研究发展有所帮助 。
常见的染色体数目异常 ，在活产新生儿中的发病率为 １ ／７００ ～ １ ／８００ 。 ＤＳ 一制约 ，出现了许多新的研究方向与替代途径 。
患者的核型可分为单纯三体型 、易位型及嵌合型 ，绝大多数患者为单纯三
２ ．２ 母血胎儿游离 ＤＮ Ａ 途 径 ：１９９７ 年 Ｌｏ 等 发现 孕 妇 外 周 循 环 血
唐氏产前诊断需要采用侵入式的取样手段 ，如羊水取样 ，脐血取样 ，绒毛 特异性 ，因此与胎儿有核红细胞数量升高一样 ，这一指征不足以作为准确
膜取样等 ，继而分析胎儿来源的样本 。 染 色体核 型分析 是唐 氏 产前诊 断 诊断的依据 。 尽管如此 ，若将这一指标纳入产前筛查中 ，则可以提高产筛
的金标准 ，其它技术如荧光原位杂 交 技 术 （ＦＩＳ Ｈ ） ，多 重 探 针 连 接 再 扩 增 的临床灵敏度和特异性 ，但是其成本 － 效益比还有 待考察 。 唐氏综 合 征
是最适用于无创产前诊断的胎儿细胞类型 ［２ － ３］ 。 对母血胎儿有核红细胞 Ｄ Ｎ Ａ 技术 ，对 ６０ 份孕妇血浆标本进行了无创产前诊断 ，获得了 ６６ ．７ ％ 的
的分析主要包括三个步 骤 ：首 先 是 从 母 血 中 富 集 有 核 红 细 胞 。 富 集 的 方 临床灵敏度和 ９８ ．２ ％ 的临床特异性 ［１３］ 。 在这个策略中 ，胎儿游离 ＤＮ Ａ
取样并发症而流产 ［１］ 。 总而言之 ，目 前 的 产 前 筛 查 与 产 前 诊 断 仍 具 有 一 征妊娠 。 Ｌｏ 等的模拟实验证明当胎儿游离 ＤＮ Ａ 所 占 比 例 超 过 ２５ ％ 时 ，
些不尽人意之处 。
数字 ＰＣＲ 技术可有效对唐氏综合征进行诊断 。 这个策略的主要缺陷在
２ 唐氏综合征的无创产前诊断
内的遗传物质 ，也有一些研究显示 唐氏 综合征 妊娠 的孕妇 循环血 中胎 儿 多 ２１ 号染色体上的备选基因相继被报道 ，使该染色体的定量检测成为可能 。
细胞的数量要显著高于正常孕妇循环血 中胎 儿细胞 的数量 ，但 是异 常组
目前 ，甲基化无创诊断可能遇到的问题在于胎儿游离 ＤＮ Ａ 的数量十
与正常因此此项指 征 并 不 足 以 作 为 准 确 诊 断 的 依 据 。 经 过 数 十 年 的 研 分稀少 ，传统的亚 硫 酸 盐 转 化 法 将 导 致 大 量 的 ＤＮ Ａ 降 解 ，使 胎 儿 游 离
分裂的纺锤体产生不良影响 ，导致 染色 体在 细胞分 裂过程 中容 易发生 不 盘滋养层细胞 ，都是以小片段的形式 存在 ，约占整个孕 妇血浆总 ＤＮ Ａ 含
分离现象 。 ＤＳ 患儿不仅表现为严重的智力低下 ，还常伴有先天性心脏病 量的 ３ ％ ～ ６ ％ ［１０］ ，这一比例要远大于 胎 儿 细 胞 占 母 血 总 细 胞 的 比 例 ，因
养层细胞 、胎儿白细胞 、胎儿干细胞和胎儿有核红细胞 。 胎儿有核红细胞 同核苷酸的比例皆为 １ ∶ １ 。 通过 对比 这种 ＳＮ Ｐ 比值差 异即 可对唐氏综
因其在母血中半衰期短 ，不易增殖 且表 面具有 特异 性标记 等性质 被认 为 合征妊娠作出诊 断 。 根 据 这 个 原 理 ，Ｄｈａｌｌａｎ 等 结 合 甲 醛 富 集 胎 儿 游 离
检则导致了患病胎 儿 的 出 生 。 同 时 ，筛 查 具 有 一 定 数 量 的 假 阳 性 结 果 。 百上千的反应体系中进行扩增 ，每个反应体系都含有指示 ２１ 号染色体和
假阳性的结果意味着许多孕有正常胎儿的孕妇接受侵入式的产前诊断 ， １ 号染色体片段存在的探针 。 最后通过统计学算法统计不同探针信号的
ｈｙ － ｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ ，ＦＩＳ Ｈ ）等 ，其中 ＦＩＳ Ｈ 在 此 处 的 应 用 最 为 广 泛 ，因 为 这 项 化［１５］ 。 理论上 ，通过对特定基因的甲基化检测 ，可避免母源游离 ＤＮＡ 的干
技术可以明确地显示细胞中 ２１ 号 染 色 体 的 数 目 ［８］ 。 除 了 分 析 胎 儿 细 胞 扰 ，并获得胎儿组织中该基因所在染色体的数量情况 。 近一两年来 ，已有许
的遗传信息 ，因此最初的无创产前 诊断 主要 集中于 孕妇循 环血 中完整 胎 ２ ∶ １ 或 １ ∶ ２ ，而当杂合 ＳＮ Ｐ 位点位于其他染色体时 ，不同核苷酸的比例
儿有核细胞的研究 。 母血中主要发现四 类胎 儿相关 有核细 胞的存 在 ：滋 应为 １ ∶ １ 。 正常妊娠中 ２１ 号染色体和其他染色体的杂合 ＳＮ Ｐ 位点上不