唐氏综合征产前筛查方法研究进展

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·综 述·
唐氏综合征产前筛查方法研究进展
刘 晓 ，仲 人 前 ＊
第二军医大学长征医院实验诊断科，上海 ２００００３
［摘要］ 唐氏综合征作为一种常染色体疾病，对其进行 产 前 筛 查 具 有 十 分 重 要 的 临 床 意 义 。 近 年 来，血 清 学 筛 查 标 记 物 的临床应用越来越广泛，虽然在一定程度上提高了唐氏综合征的检 出 率，但 唐 氏 综 合 征 检 出 率 仍 只 能 达 到 ６０％ 左 右。 而 通 过 新一代测序技术进行直接核酸分析，筛查胎儿染色体非整倍 体 检 测，能 更 精 确 地 检 出 唐 氏 综 合 征 患 儿 。 本 文 对 唐 氏 综 合 征 产 前筛查手段的历史进行了回顾和分析，对现行的筛查技术，特别是新型血清标记物和新一代测序技 术 的 原 理、筛 查 性 能 等 进 行 了综述。 ［关键词］ 唐氏综合征；产前诊断；生物学标记；ＤＮＡ 序列分析 ［中 图 分 类 号 ］ Ｒ ７１４．５５ ［文 献 标 志 码 ］ Ａ ［文 章 编 号 ］ ０２５８－８７９Ｘ（２０１４）０１－００８９－０５
雌三 醇、抑 制 素 Ａ 和 妊 娠 相 关 血 浆 蛋 白 Ａ（ＰＡＰＰ－ 有可能增加 到 目 前 的 筛 查 方 案 中，甚 至 替 代 目 前 的
Ａ）几种血 清 标 记 物 也 进 入 了 筛 查 方 案。ｈＣＧ 是 一 方案，以提 高 筛 查 的 精 确 性 及 灵 敏 度。 目 前 已 发 现
［收 稿 日 期 ］ ２０１３－０８－２８ ［接 受 日 期 ］ ２０１３－１０－２９ ［作 者 简 介 ］ 刘 晓 ，硕 士 生 ．Ｅ－ｍａｉｌ：ｒｏｓｅｌｉｕｘｉａｏ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ ＊ 通信作者（Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ）．Ｔｅｌ：０２１－８１８８６０７７，Ｅ－ｍａｉｌ：ｒｑｚｈｏｎｇ＠ｇｕｏｍａｉ．ｓｈ．ｃｎ
７７．８％，假 阳 性 率 为 ５％，由 此 证 明 ＰＤＥ９Ａ 可 以 作 为孕早期无创 筛 查 ＤＳ 的 有 效 标 记 物。 在 未 来 开 展
ＤＳ患儿检出率 为 ６０％ 左 右。 在 １９９０ 年，雌 三 醇 也 酸蛋白酶抑制剂抑制因子５（ＳＥＲＰＩＮＢ５）等 。 ［２０－２９］
被加入 到 筛 查 方 案，称 为 三 联 标 记 方 案，而 ｈＣＧ 也 表 观 遗 传 学 检 测 方 案 是 在 大 量 的 母 体 ＤＮＡ 片
被游离β－ｈＣＧ（ｆβ－ｈＣＧ）所替代，从而提高了 ＤＳ筛查 的准确性，检 出 率 达 到 ６７％ 。 ［１３－１５］ 但 在 应 用 过 程 中
生的一类血 清 糖 蛋 白，在 成 人 体 内 发 挥 着 与 白 蛋 白 同样的功能［１０］。ＤｉＭａｉｏ 等［１１］认 为 这 一 发 现 有 效 地
２ 新 的 筛 查 方 法
降低了３５岁以下孕妇接受 有 创 检 测 的 风 险。 因 此， ２．１ 新血清学标记物 １９９７年，研究人员发现在母
ＡＦＰ 被作为 重 要 的 ＤＳ 血 清 学 筛 查 指 标。 此 后，研 体的血浆中存在着胎儿游离 ＤＮＡ（ｃｆｆＤＮＡ），为新的
究人员对一系列妊 娠 母 体 血 清 学 标 记 物 与 ＤＳ 的 相 产前筛查方案提供了方向 。 ［２０］ 最新研究发现的在 母
关性进行了实验评估，人 绒 毛 膜 促 性 腺 激 素 （ｈＣＧ）、 体血清中非表观遗传学及表观遗 传 学 筛 查 标 记 物 都
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第 二 军 医 大 学 学 报 ２０１４ 年 １ 月 ，第 ３５ 卷
入了生物化 学 及 超 声 的 筛 查 方 法，结 合 已 有 的 孕 妇 也应 用 于 ＤＳ 产 前 Leabharlann Baidu 查。１９９２ 年，Ｎｉｃｏｌａｉｄｅｓ 等［１９］
年龄筛查方法从而提高风险性评估的准确性。
将颈部透明带（ＮＴ）应用于超声筛查项目。ＮＴ 是孕
种激素，最初由胚胎分泌，随后由 合 体 细 胞 滋 养 层 分 的标记物 包 括：胎 盘 生 长 因 子 （ＰＩＧＦ）、解 整 合 素 样
泌，其 功 能 是 保 证 孕 激 素 的 分 泌。１９８７ 年，Ｂｏｇａｒｔ 等 发 ［１２］ 现，孕妇血 清 中 ｈＣＧ 水 平 异 常 升 高 （为 正 常
的测序技术进行非整倍体筛查，从而提高 ＤＳ患儿的 检出率。本文主要就 ＤＳ产前筛查技术作一综述。
１ 传 统 筛 查 方 法
１．１ 现状概述 ２０ 世 纪 ８０ 年 代 初，孕 妇 的 年 龄 被 认为是最有效的 ＤＳ 筛 查 手 段，所 有 ３５ 岁 以 上 的 孕 妇都要接受有创诊断，而这些 检 查 也 仅 限 于 ３５ 岁 以 上孕妇及有家族史的 人 群 。 ［５］ 其 实 这 是 非 常 不 合 理 的，首先，以孕妇的年龄作为单 一 判 定 标 准 的 准 确 率 低于３５％，这说明大部分３５岁以上孕妇接受的有 创 检查为无效检测，同时也导致许多低龄孕妇的 ＤＳ患 儿被漏检 。 ［６］ 其 次，生 活 水 平 提 高 后 妇 女 的 生 育 年 龄普遍推后，使 得 人 们 不 得 不 去 考 虑 这 种 筛 查 模 式 的经 济 学 问 题。 此 后，为 提 高 ＤＳ 筛 查 的 敏 感 性，引
１．２ 血清学标记物 １９８４年，研究者发现孕妇血清 １１～１３周胎儿颈部脊柱软组织与皮肤之间的皮下 透
中 甲 胎 蛋 白 （ＡＦＰ）降 低 （下 降 约 ２５％ ）与 胎 儿 基 因 非 整倍体性相 关［７－９］。ＡＦＰ 是 由 卵 黄 囊 和 胎 儿 肝 脏 产
明层，在接受调查的１ ２７３名孕妇中，当 ＮＴ 值≥２．５ ｍｍ 时，胎儿 ＤＳ患病率为８４％［１９］。
［Ａｃａｄ Ｊ Ｓｅｃ Ｍｉｌ Ｍｅｄ Ｕｎｉｖ，２０１４，３５（１）：８９－９３］
唐氏综合征（Ｄｏｗｎ’ｓ ｓｙｎｄｒｏｍｅ，ＤＳ）又称 ２１－三 体综合征，是 一 种 常 见 的 常 染 色 体 畸 变 所 导 致 的 出 生缺陷类疾 病，总 发 病 率 约 为 １／８００［１］。ＤＳ 的 发 病 风险与孕妇年龄密切相关，３３岁以上的孕妇产下 ＤＳ 患儿的风险随着年 龄 的 增 长 成 倍 增 加，４０ 岁 以 上 的 孕妇产下 ＤＳ患儿的风险 更 高 达 １／３２，英 国 国 家 ＤＳ 细胞遗传注册委员会指出，１９８９年至 ２００８年，由 于 缺乏更准确的筛查 方 法 导 致 英 国 的 ＤＳ 患 儿 数 量 又 增加了４８％ 。 ［２］ 近年来，通过常规产前筛查后，高 风 险的孕妇会选择有创的侵入性检测如羊膜腔穿刺术 或者绒毛膜 绒 毛 取 样 来 获 得 明 确 诊 断。 然 而，这 些 有创检查可能 会 导 致 １％ 的 流 产 率 。 ［３－４］ 因 此，对 于 特异性更高、敏 感 性 更 好 的 无 创 产 前 筛 查 的 需 求 就 变得尤为迫切。目前的无创产前筛查是利用新一代
联和四联标记方案组阳性检出率均优于单一以孕妇 年龄作为筛 检 依 据 的 方 案，但 其 缺 陷 是 只 能 在 孕 中
项 目，可 以 将 阳 性 检 出 率 提 高 ４％ ～ ７％ 。 ［３１］ Ｋａｍｙａｂ等 发 ［２５］ 现 ＤＳＣＡＭ 及 ＤＹＲＫ１Ａ 联 合 检 测
期进行检查。 如 能 有 更 好 的 孕 早 期 筛 查 标 记 物，则 的特 异 性 可 达 ９６％，灵 敏 度 达 ８０％。ＰＤＥ９Ａ 在 母
第二军医大学学报 ２０１４年１月第３５卷第１期 ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｊｓｍｍｕ．ｃｎ
Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｅｃｏｎｄ Ｍｉｌｉｔａｒｙ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊａｎ．２０１４，Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．１
ＤＯＩ：１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１００８．２０１４．０００８９
可以明显减轻孕妇 在 孕 中 期 发 现 ＤＳ 患 儿 后 所 承 受 体血液 中 已 完 全 甲 基 化，而 在 胎 盘 中 为 未 甲 基 化，
的痛苦。１９９１年，研 究 者 发 现 ５０％ 的 ＤＳ 妊 娠 孕 妇 Ｌｉｍ 等［２６］ 发 现 其 在 ＤＳ 妊 娠 中 阳 性 检 出 率 为
血清中 ＰＡＰＰ－Ａ 水平 降 低，并 且 这 项 指 标 的 变 化 可 在妊娠８周左右即被检出 ，已 ［１３，１７］ 作为孕早期 ＤＳ的
Ｐｒｅｎａｔａｌ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｆｏｒ Ｄｏｗｎ’ｓ ｓｙｎｄｒｏｍｅ：ｒｅｃｅｎｔ ｐｒｏｇｒｅｓｓ
ＬＩＵ Ｘｉａｏ，ＺＨＯＮＧ Ｒｅｎ－ｑｉａｎ＊ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，Ｃｈａｎｇｚｈｅｎｇ Ｈｏｓｐｉｔａｌ，Ｓｅｃｏｎｄ Ｍｉｌｉｔａｒｙ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００００３，Ｃｈｉｎａ
金属蛋 白 酶 １２（ＡＤＡＭ１２）、ＣＡ－１５３、ＣＡ－１９９、唐 氏 综合征细胞黏附分子（ＤＳＣＡＭ）、双特异性酪氨酸 磷
值的２倍以 上 ）与 ＤＳ 有 相 关 性，在 孕 期 １５～２０ 周 酸 化 调 节 激 酶 １Ａ （ＤＹＲＫ１Ａ）、磷 酸 二 酯 酶 ９Ａ
时，将 ＡＦＰ 与 ｈＣＧ 联 合 检 测，风 险 阈 值 为 １２５０， （ＰＤＥ９Ａ）、唐氏综合征危象区基因 ４（ＤＳＣＲ４）、丝 氨
段（约占总 ＤＮＡ 的９０％）中鉴别出胎儿 ＤＮＡ 分子。 母体和胎儿 ＤＮＡ 甲 基 化 差 异 是 目 前 ＤＳ 产 前 检 测
发现，三联法 较 二 联 法 在 筛 检 阳 性 率 方 面 并 没 有 很 的主要标记 。 ［３０］ 确 定 了 胎 儿 的 特 异 性 标 记 物，随 后
大提高，也没 有 降 低 假 阳 性 率，而 筛 查 费 用 却 增 加。 就可以根据染色体检测来确 定 ＤＳ，从 而 可 以 提 高 目
研究发现抑制素 Ａ 水平在 ＤＳ 妊娠妇 女 血 清 中 明 显 前筛查方案的敏感性。ＰＩＧＦ 及 ＡＤＡＭ１２标记物的
升高，随后将其纳入筛检方案，称 为 四 联 标 记 组 合 方 检测需在怀孕１０周前完成，１０周后这２个标记物几
案，其 阳 性 检 出 率 提 高 到 ７５％［１６］。 上 述 的 二 联、三 乎就无法检测到。 如 将 ＰＩＧＦ 作 为 孕 早 期 联 合 检 测
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ Ｄｏｗｎ’ｓ ｓｙｎｄｒｏｍｅ ｉｓ ａｎ ａｕｔｏｓｏｍａｌ ｄｉｓｅａｓｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｐｒｅｎａｔａｌ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｉｓ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ．Ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ， ｃｌｉｎｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｍａｒｋｅｒｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ Ｄｏｗｎ’ｓ ｓｙｎｄｒｏｍｅ，ｂｕｔ ｓｔｉｌｌ ｒｅｍａｉｎｅｄ ａｔ ａｂｏｕｔ ６０％ ．Ｔｈｅ ｎｅｗ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｄｉｒｅｃｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｎｕｃｌｅｉｃ ａｃｉｄｓ， ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｆｅｔａｌ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍａｌ ａｎｅｕｐｌｏｉｄｙ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，ｃａｎ ｄｅｔｅｃｔ Ｄｏｗｎ’ｓ ｓｙｎｄｒｏｍｅ ｍｏｒｅ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｗｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｈｅ ｐｒｅｎａｔａｌ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｄｏｗｎ’ｓ ｓｙｎｄｒｏｍｅ ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｄｅｃａｄｅｓ，ａｎｄ ｒｅｖｉｅｗｅｄ ｔｈｅ ｎｅｗ ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ ｍａｒｋｅｒｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ ａｎｄ ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｃｌｉｎｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ． ［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ Ｄｏｗｎ ｓｙｎｄｒｏｍｅ；ｐｒｅｎａｔａｌ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ；ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｍａｒｋｅｒｓ；ＤＮＡ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ