无创胎儿游离DNA检测技术在产前胎儿非整倍体筛查中的应用评价
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
来自胎儿的游离核酸类物质可以在母亲血中检
cfDNA 分析结果 21 三体高风险 18 三体高风险 18 三体高风险 13 三体高风险 性染色体异常
表 1 胎儿 cfDNA 分析高风险结果与确认实验结果比对
例数
确认试验方法
确认试验结果 筛查结果高风险的孕妇年龄
5
羊水穿刺，染色体细胞遗传学检查 47，+21 35（1 例），38（2 例），39（2 例）
二、胎儿 cfDNA 结果中染色体异常分布几率分 析
在 222 例低风险结果中，所有孕妇均已分娩，经 儿科医生体格检查确认为正常新生儿， 婴儿健康体 检随访也没有发现异常。 胎儿 cfDNA 分析结果灵敏 度 100.0% 。 所 检 测 的 233 份 标 本 中 ， 低 风 险 占 95.3% ，21 三 体 为 2.1% ，18 三 体 1.3% ，13 三 体 0.4%，性染色体缺失 0.9%。
作 者 单 位 ：100015 北 京 和 睦 家 医 院 病 理 及 临 床 检 验 中 心 （穆 煜、王庆、孙芾、王厚芳），妇产科（常玲、Afnan Masoud）；深圳华 大临床检验中心（唐莹） 通信作者：孙芾， Email：sun.fei@ufh.com.cn
做确认试验。 目前胎儿染色体检测确证试验最常用 的方法是羊水穿刺、绒毛活检或胎儿脐静脉取血，这 类技术需要通过有创性采样手段获取标本， 有导致 胎儿创伤、畸形、流产或宫内感染的风险，且要等待 3 周才能得到结果。 研究表明，此类有创性检查可导 致 0.3%~1%的胎儿流产[6，7]。
and Laboratory Medicine, Beijing United Family Hospital, Beijing 100015, China Corresponding author：Sun Fei， Email：sun.fei@ufh.com.cn
【Abstract】 Objective To evaluate the specificity and sensitivity of non-invasive fetal trisomy test (NIFTY) and study the prospects and feasibility of detected fetal DNA in maternal blood for prenatal screening of fetal chromosomal aneuploidies. Methods NIFTY utilizes new generation high-throughput massively parallel DNA sequencing technologies to quantitatively analyze fetal cell-free DNA circulating in maternal plasma. According to the altered concentration of DNA to estimate the fetal chromosome numbers. Results From Mar, 2012 to May, 2013, 233 pregnant women in total were detected whose gestational ages ranged from 12~24 weeks. All of them had the pregnancies terminated by normal delivery or early terminations due to abnormal fetus. Eleven high risk pregnancies were detected during this period. In these high risk cases, 5 were Trisomy 21, 3 were Trisomy 18, 1 was Trisomy 13 and 2 were sexual chromosome X0. All NIFTY screened high risk cases were confirmed by cytogenetic tests. The specificity of the test was 100%. 222 were low risk for abnormal chromosome and no abnormal baby was found after birth, therefore, the test sensitivity was 100%. Conclusion Maternal peripheral blood fetal cfDNA test is a very good test method to detect fetal chromosomal aneuploidies. Comparing to the first and second trimester maternal serology screen tests, fetal cfDNA tests are reliable, sensitive with high accuracy. As a non-invasive test, it has no damage to pregnant women and no harm to the fetus.
对象与方法
一、一般资料 本 组 233 例 ，年 龄 19~49 岁 ，平 均 33.54 岁 ，采 血时妊娠周数为 12~24 周。 标本均来自单胎妊娠的 孕妇。 在检测之前，产科医师会将胎儿 cfDNA 检测 技术的优点、局限性和注意事项告知当事人，并由受 检者本人签署知情同意书备案存档。 二、方法 1. 标本采集 ：采用 EDTA 真空采血管采集静脉 血 5 ml，于 2~8 ℃保存，在 2 h 内离心分离血浆提取 DNA， 在冷链条件下运送到深圳华大临床检验中心 进行胎儿 cfDNA 分析。 2. 胎儿游离 DNA 分析： 深圳 BGI 染色体基因 检测实验室提取母体外周血血浆中的游离 DNA 片 段，进行高通量测序，将每条 DNA 片段测序所得的 序列与已有人类基因组图序进行比对， 从中筛选每 一条染色体上完全相符的 DNA 序列总数。 根据生物 统计学原理，进行生物信息分析，确定胎儿染色体是 否存在非整倍性变化的风险值。
三、低龄和高龄段孕妇染色体异常率分析 本次研究中参与检测的 233 例孕妇， 年龄 19~ 49 岁，平均年龄 33.54 岁，年龄中位数 34.0 岁。 其中 19~34 岁 118 例，高风险 2 例（均为性染色体异常）， 占 0.9%。﹥35 岁的高龄孕妇 115 例，高风险 9 例，占 3.9%。
· 550 ·
北京医学 2014 年第 36 卷第 7 期
· 论著 ·
无创胎儿游离 DNA 检测技术在产前胎儿非整倍 体筛查中的应用评价
穆煜 王庆 孙芾 王厚芳 常玲 Afnan Masoud 唐莹
【摘要】 目的 探讨无创胎 儿 染 色 体 非 整 倍 体 检 测 技 术 （non-invasive fetal trisomy test, NIFTY）在 胎 儿 染 色 体 非 整倍体产前筛查应用中的特异性和灵敏度。 方法 利用新一代高通量并行测序技术对母体外周血中的胎儿游离 DNA（cell-free DNA, cfDNA）进行定量分析，根据相应 DNA 含量的变化推断胎儿染色体的异常状况。 结果 2012 年 3 月至 2013 年 5 月，检测孕 12~24 周的孕妇外周血标本，对 233 份已结束妊娠的孕妇数据进行分析评估。 其中结果 为染色体非整倍体高风险 11 例，低风险结果 222 例。 在高风险病例中 21 三体 5 例；18 三体 3 例；13 三体 1 例；性染 色体 X0 异常 2 例。所有高风险结果经细胞遗传学检测后确认与母血胎儿 cfDNA 检测结果一致，检测特异性 100.0%。 筛查低风险结果 222 例，均已分娩，临床证实为正常婴儿，检测灵敏度 100.0%。 结论 无创胎儿游离 DNA 检测是一 种很好的胎儿非整倍体异常的产前筛查技术。 相对于目前普遍采用的孕早期或孕中期血清学产前筛查技术， 胎儿 cfDNA 检测更加可靠，无创性的取样过程对孕妇和胎儿无损伤，具有更好的敏感度和特异性。
结果
一、胎儿 cfDNA 结果准确性分析 本组 233 例接受胎儿 cfDNA 分析的孕妇中，共
· 551 ·
检出染色体非整倍体高风险病例 11 例，低风险 222 例。 检测阳性率 4.72%。 在高风险病例中， 21 三体 5 例；18 三体 3 例；13 三体 1 例； 性染色体 X0 异常 2 例。 所有胎儿 cfDNA 筛查高风险结果经细胞遗传学 分析后，确认与筛查结果一致，检测特异性 100.0%。 以上高风险病例均已经终止妊娠。 分析结果见表 1。
讨论
21 三体在活产婴儿中的发病率约 1∶800[8]，是活 产婴儿中最常见的染色体异常疾病之一。 到目前为 止，染色体病尚无有效治疗方法，因此产前诊断成为 避免染色体异常患儿出生的重要手段之一[9]。 目前我 国普遍使用的产前筛查方法是血清学孕中期二或三 联检测。 但是单一的孕早期或中期血清筛查试验的 灵 敏 度 和 特 异 性 还 不 尽 如 人 意 ，5% 左 右 的 假 阳 性 率 和 65%~75%的检出率使得临床医师在评估一份 产 前筛查报告时往往难以做出准确的判断[10]。 相比之 下，无创胎儿 cfDNA 分析结果则表现出了优异的检 出能力和低误诊率。
【关键词】 产前筛查 无创 胎儿游离 DNA 非整倍体染色体
Evaluation of prenatal screening for fetal chromosomal aneuploidies by non-invasive fetal cell-free DNA test Mu Yu, Wang Qing, Sun Fei, Wang Houfang, Chang Ling, Afnan Masoud, Tang Ying. Department of Pathology
研究发现，胎儿遗传物质存在于母体外周血中，
北京医学 2014 年第 36 卷第 7 期
可通过基因测序等方法检测出来。 这给应用母血标 本检测胎儿相关疾病提供了技术基础。 本研究应用 无 创 性 胎 儿 染 色 体 非 整 倍 体 检 测 技 术 （non-invasive fetal trisomy test, NIFTY），选择 2012 年 3 月至 2013 年 5 月在我院妇产科门诊就诊并结束妊娠的妇女， 对 母 体 外 周 血 中 的 胎 儿 游 离 DNA （cell free DNA, cfDNA）进行分析，根据胎儿 cfDNA 含量的变化推断 发生 21 三体、18 三体和 13 三体等染色体畸形的风 险值，将其结果报告如下。
【Key words】 Prenatal screen Non-invasive Fetal cell free DNA Chromosomal aneuploidies
目前， 产前血清学筛查检测技术已得到了很大 的发展，极大地降低了 21 三体、18 三体等染色体非 整倍体异常胎儿的出生率[1-5]。 但是目前该筛查技术 的假阳性率可高达 5%，高风险的患者还需要进一步
1
羊水穿刺，染色体细胞遗传学检查 47，+18 38
2
Fra Baidu bibliotek
流产后胎儿组织染色体分析
47，+18 36、40
1
羊水穿刺，染色体细胞遗传学检查 47，+13 40
2
流产后胎儿组织染色体分析
45，X0
26、28
· 552 ·
北京医学 2014 年第 36 卷第 7 期
出并在母亲分娩后很短时间内即消失。 胎儿 DNA 最 早可在怀孕妇女末次月经后第 5 周从母血中分离出 来，大部分检测技术在 9~12 周时即可检出[11]。 母体 清除 cfDNA 的速度非常迅速，半寿期通常只有几分 钟[12]。 因此从母体外周血中提取的 cfDNA 可以实时 反映当时胎儿的基因状态， 采样过程也不会对胎儿 造成损伤。 对存在于母体外周血中的胎儿 cfDNA 片 段上某些独特型位点进行测定， 根据其含量变化推 断胎儿非整倍体异常的风险值， 这一新型筛查技术 目前在国内外已经得到广泛认可[9,11-17]。
cfDNA 分析结果 21 三体高风险 18 三体高风险 18 三体高风险 13 三体高风险 性染色体异常
表 1 胎儿 cfDNA 分析高风险结果与确认实验结果比对
例数
确认试验方法
确认试验结果 筛查结果高风险的孕妇年龄
5
羊水穿刺，染色体细胞遗传学检查 47，+21 35（1 例），38（2 例），39（2 例）
二、胎儿 cfDNA 结果中染色体异常分布几率分 析
在 222 例低风险结果中，所有孕妇均已分娩，经 儿科医生体格检查确认为正常新生儿， 婴儿健康体 检随访也没有发现异常。 胎儿 cfDNA 分析结果灵敏 度 100.0% 。 所 检 测 的 233 份 标 本 中 ， 低 风 险 占 95.3% ，21 三 体 为 2.1% ，18 三 体 1.3% ，13 三 体 0.4%，性染色体缺失 0.9%。
作 者 单 位 ：100015 北 京 和 睦 家 医 院 病 理 及 临 床 检 验 中 心 （穆 煜、王庆、孙芾、王厚芳），妇产科（常玲、Afnan Masoud）；深圳华 大临床检验中心（唐莹） 通信作者：孙芾， Email：sun.fei@ufh.com.cn
做确认试验。 目前胎儿染色体检测确证试验最常用 的方法是羊水穿刺、绒毛活检或胎儿脐静脉取血，这 类技术需要通过有创性采样手段获取标本， 有导致 胎儿创伤、畸形、流产或宫内感染的风险，且要等待 3 周才能得到结果。 研究表明，此类有创性检查可导 致 0.3%~1%的胎儿流产[6，7]。
and Laboratory Medicine, Beijing United Family Hospital, Beijing 100015, China Corresponding author：Sun Fei， Email：sun.fei@ufh.com.cn
【Abstract】 Objective To evaluate the specificity and sensitivity of non-invasive fetal trisomy test (NIFTY) and study the prospects and feasibility of detected fetal DNA in maternal blood for prenatal screening of fetal chromosomal aneuploidies. Methods NIFTY utilizes new generation high-throughput massively parallel DNA sequencing technologies to quantitatively analyze fetal cell-free DNA circulating in maternal plasma. According to the altered concentration of DNA to estimate the fetal chromosome numbers. Results From Mar, 2012 to May, 2013, 233 pregnant women in total were detected whose gestational ages ranged from 12~24 weeks. All of them had the pregnancies terminated by normal delivery or early terminations due to abnormal fetus. Eleven high risk pregnancies were detected during this period. In these high risk cases, 5 were Trisomy 21, 3 were Trisomy 18, 1 was Trisomy 13 and 2 were sexual chromosome X0. All NIFTY screened high risk cases were confirmed by cytogenetic tests. The specificity of the test was 100%. 222 were low risk for abnormal chromosome and no abnormal baby was found after birth, therefore, the test sensitivity was 100%. Conclusion Maternal peripheral blood fetal cfDNA test is a very good test method to detect fetal chromosomal aneuploidies. Comparing to the first and second trimester maternal serology screen tests, fetal cfDNA tests are reliable, sensitive with high accuracy. As a non-invasive test, it has no damage to pregnant women and no harm to the fetus.
对象与方法
一、一般资料 本 组 233 例 ，年 龄 19~49 岁 ，平 均 33.54 岁 ，采 血时妊娠周数为 12~24 周。 标本均来自单胎妊娠的 孕妇。 在检测之前，产科医师会将胎儿 cfDNA 检测 技术的优点、局限性和注意事项告知当事人，并由受 检者本人签署知情同意书备案存档。 二、方法 1. 标本采集 ：采用 EDTA 真空采血管采集静脉 血 5 ml，于 2~8 ℃保存，在 2 h 内离心分离血浆提取 DNA， 在冷链条件下运送到深圳华大临床检验中心 进行胎儿 cfDNA 分析。 2. 胎儿游离 DNA 分析： 深圳 BGI 染色体基因 检测实验室提取母体外周血血浆中的游离 DNA 片 段，进行高通量测序，将每条 DNA 片段测序所得的 序列与已有人类基因组图序进行比对， 从中筛选每 一条染色体上完全相符的 DNA 序列总数。 根据生物 统计学原理，进行生物信息分析，确定胎儿染色体是 否存在非整倍性变化的风险值。
三、低龄和高龄段孕妇染色体异常率分析 本次研究中参与检测的 233 例孕妇， 年龄 19~ 49 岁，平均年龄 33.54 岁，年龄中位数 34.0 岁。 其中 19~34 岁 118 例，高风险 2 例（均为性染色体异常）， 占 0.9%。﹥35 岁的高龄孕妇 115 例，高风险 9 例，占 3.9%。
· 550 ·
北京医学 2014 年第 36 卷第 7 期
· 论著 ·
无创胎儿游离 DNA 检测技术在产前胎儿非整倍 体筛查中的应用评价
穆煜 王庆 孙芾 王厚芳 常玲 Afnan Masoud 唐莹
【摘要】 目的 探讨无创胎 儿 染 色 体 非 整 倍 体 检 测 技 术 （non-invasive fetal trisomy test, NIFTY）在 胎 儿 染 色 体 非 整倍体产前筛查应用中的特异性和灵敏度。 方法 利用新一代高通量并行测序技术对母体外周血中的胎儿游离 DNA（cell-free DNA, cfDNA）进行定量分析，根据相应 DNA 含量的变化推断胎儿染色体的异常状况。 结果 2012 年 3 月至 2013 年 5 月，检测孕 12~24 周的孕妇外周血标本，对 233 份已结束妊娠的孕妇数据进行分析评估。 其中结果 为染色体非整倍体高风险 11 例，低风险结果 222 例。 在高风险病例中 21 三体 5 例；18 三体 3 例；13 三体 1 例；性染 色体 X0 异常 2 例。所有高风险结果经细胞遗传学检测后确认与母血胎儿 cfDNA 检测结果一致，检测特异性 100.0%。 筛查低风险结果 222 例，均已分娩，临床证实为正常婴儿，检测灵敏度 100.0%。 结论 无创胎儿游离 DNA 检测是一 种很好的胎儿非整倍体异常的产前筛查技术。 相对于目前普遍采用的孕早期或孕中期血清学产前筛查技术， 胎儿 cfDNA 检测更加可靠，无创性的取样过程对孕妇和胎儿无损伤，具有更好的敏感度和特异性。
结果
一、胎儿 cfDNA 结果准确性分析 本组 233 例接受胎儿 cfDNA 分析的孕妇中，共
· 551 ·
检出染色体非整倍体高风险病例 11 例，低风险 222 例。 检测阳性率 4.72%。 在高风险病例中， 21 三体 5 例；18 三体 3 例；13 三体 1 例； 性染色体 X0 异常 2 例。 所有胎儿 cfDNA 筛查高风险结果经细胞遗传学 分析后，确认与筛查结果一致，检测特异性 100.0%。 以上高风险病例均已经终止妊娠。 分析结果见表 1。
讨论
21 三体在活产婴儿中的发病率约 1∶800[8]，是活 产婴儿中最常见的染色体异常疾病之一。 到目前为 止，染色体病尚无有效治疗方法，因此产前诊断成为 避免染色体异常患儿出生的重要手段之一[9]。 目前我 国普遍使用的产前筛查方法是血清学孕中期二或三 联检测。 但是单一的孕早期或中期血清筛查试验的 灵 敏 度 和 特 异 性 还 不 尽 如 人 意 ，5% 左 右 的 假 阳 性 率 和 65%~75%的检出率使得临床医师在评估一份 产 前筛查报告时往往难以做出准确的判断[10]。 相比之 下，无创胎儿 cfDNA 分析结果则表现出了优异的检 出能力和低误诊率。
【关键词】 产前筛查 无创 胎儿游离 DNA 非整倍体染色体
Evaluation of prenatal screening for fetal chromosomal aneuploidies by non-invasive fetal cell-free DNA test Mu Yu, Wang Qing, Sun Fei, Wang Houfang, Chang Ling, Afnan Masoud, Tang Ying. Department of Pathology
研究发现，胎儿遗传物质存在于母体外周血中，
北京医学 2014 年第 36 卷第 7 期
可通过基因测序等方法检测出来。 这给应用母血标 本检测胎儿相关疾病提供了技术基础。 本研究应用 无 创 性 胎 儿 染 色 体 非 整 倍 体 检 测 技 术 （non-invasive fetal trisomy test, NIFTY），选择 2012 年 3 月至 2013 年 5 月在我院妇产科门诊就诊并结束妊娠的妇女， 对 母 体 外 周 血 中 的 胎 儿 游 离 DNA （cell free DNA, cfDNA）进行分析，根据胎儿 cfDNA 含量的变化推断 发生 21 三体、18 三体和 13 三体等染色体畸形的风 险值，将其结果报告如下。
【Key words】 Prenatal screen Non-invasive Fetal cell free DNA Chromosomal aneuploidies
目前， 产前血清学筛查检测技术已得到了很大 的发展，极大地降低了 21 三体、18 三体等染色体非 整倍体异常胎儿的出生率[1-5]。 但是目前该筛查技术 的假阳性率可高达 5%，高风险的患者还需要进一步
1
羊水穿刺，染色体细胞遗传学检查 47，+18 38
2
Fra Baidu bibliotek
流产后胎儿组织染色体分析
47，+18 36、40
1
羊水穿刺，染色体细胞遗传学检查 47，+13 40
2
流产后胎儿组织染色体分析
45，X0
26、28
· 552 ·
北京医学 2014 年第 36 卷第 7 期
出并在母亲分娩后很短时间内即消失。 胎儿 DNA 最 早可在怀孕妇女末次月经后第 5 周从母血中分离出 来，大部分检测技术在 9~12 周时即可检出[11]。 母体 清除 cfDNA 的速度非常迅速，半寿期通常只有几分 钟[12]。 因此从母体外周血中提取的 cfDNA 可以实时 反映当时胎儿的基因状态， 采样过程也不会对胎儿 造成损伤。 对存在于母体外周血中的胎儿 cfDNA 片 段上某些独特型位点进行测定， 根据其含量变化推 断胎儿非整倍体异常的风险值， 这一新型筛查技术 目前在国内外已经得到广泛认可[9,11-17]。