大咖分享|| 新一代无创产前诊断技术，利国、利民

小海龟科技

2021/12/03 12:35

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自1997年香港中文大学教授卢煜明发现孕妇外周血中存在游离胎儿DNA以来，无创DNA检测技术已经被广泛应用于产前诊断。无创产前DNA检测(Non-invasivePrenatal Testing)适用于检测患唐氏综合征、爱德华氏综合征和帕陶氏综合征。其中，唐氏综合症的发病率为1/600~1/800，爱德华氏综合征的发病率为1/3500~1/8000，帕陶氏综合症的发病率为1/7000~1/20000。在我国，每年新增唐氏综合征患儿约2.66万，几乎每20分钟便有一例唐氏患儿诞生。目前尚无有效治疗染色体疾病的手段，产前遗传咨询以及产前检测等方法是降低生育染色体疾病患儿的最好方法.

表1. 三体综合征发病率

疾病名称	病因	发病率
唐氏综合症	21三体	1/600~1/800
爱德华氏综合症	18三体	1/3500~1/8000
帕陶氏综合症	13三体	1/7000~1/20000

目前，传统产前诊断主要包括血清学筛查、绒毛膜穿刺、羊水穿刺、脐静脉穿刺等方法。其中血清学筛查存在5%的假阳性率，只有60%-80%的检出率，并不能筛查出13三体综合症；穿刺检测方法虽然有99%以上的检出率，但属于有创浸入性检测，孕妇可能有感染及流产的风险。

表2. 各检测技术比较

穿刺术	抽取样本	检查周期	报告周期	准确率	风险
绒毛穿刺	胎盘绒毛组织	孕11-14周	2-3天	98%	0.5%-1%
羊水穿刺	羊水	孕16-24周	2-3天	99%	约0.5%
脐带血穿刺	脐带血	孕20周以上	2-3天	99%	约2%

无创产前基因检测对孕妇而言，只需要抽取外周血既可完成检测，具有较大的筛查周期，怀孕12周以上既可检测。无创产前诊断的准确性高达99%以上，在7-10个工作日就可以出结果。与传统产前诊断相比，无创产前检测优势明显，国家与地方利好产业政策支持行业发展，无创产前规模持续增长。

无创产前DNA检测技术通过采取孕妇静脉血，利用高通量测序技术对外周血中游离的DNA片段（含有胎儿的DNA）进行测序，通过生物信息学分析获得胎儿信息，从而检测出胎儿是否有染色体异常的可能性。

图1. 孕妇外周血游离胎儿cfDNA检测染色体信息

需要注意的是，无创产前基因检测是一种产前筛查染色体是否异常的方法，并非最终确诊，检测结果不能作为临床终止妊娠的依据。因为导致胎儿畸形或者发育异常的原因很多，染色体数目异常仅为其中一种，如果检测结果为高风险或其他异常的提示，被检测者应遵循医生的建议进行产前诊断确诊。

随着技术的发展，大家认识到传统血清学筛查准确性差，而利用测序技术的无创产前诊断技术虽然具有较高的准确性但是检测周期过长（7-10个工作日），并且只能在三级甲等医院进行检测，很难在全国范围内落地，并且花费成本高。

数字PCR是继实时定量PCR之后新兴发展起来的一种绝对定量分析技术。数字PCR技术被誉为基因检测领域精准性最高的技术，具有最高的检测灵敏度和准确性。数字PCR通过将单个DNA分子转移入独立的反应室，PCR扩增反应后，对荧光信号进行检测分析，实现单分子的绝对定量。数字PCR技术摆脱了对标准曲线的依赖，具有更高灵敏度和准确度，在基因突变检测、拷贝数变异检测、微生物检测、转基因食品检测、产前诊断以及二代测序（NGS）文库定量等方面均得到广泛应用。

数字PCR非常适合血液样本的无创产前诊断。新一代数字PCR产前诊断技术具有检测周期短（一天出结果）、检测成本低的特点，且大量研究表明数字PCR产前诊断技术精准度高达至少99%以上。是新一代利国、利民的无创产前诊断技术。

数字PCR无创产前诊断技术只需抽取5mL孕妇外周血，提出外周血中游离的孕妇和胎儿的cfDNA，用数字PCR技术检测胎儿cfDNA是否有染色体异常的风险。

新一代无创产前诊断技术

图2. 新一代无创产前诊断技术

本次BioDigital数字PCR公开课课程将由孔祥东主任医师与我们分享《数字pcr技术在NIPT及疾病检测中的应用》，让大家了解新一代产前诊断技术的优势，推动数字PCR技术早期进入临床检测。

演讲人：孔祥东主任

郑州大学第一附属医院主任医师、教授、医学遗传学博士，孔祥东主任医师主要擅长遗传病的遗传咨询和基因诊断（妇产科、小儿内科、神经内科、血液科、内分泌科、皮肤科、眼科、耳鼻喉等科），尤其是进行性肌营养不良、苯丙酮尿症、肝豆状核变性、A或B型血友病、遗传性耳聋等我国常见遗传病产前分子诊断技术，居国内领先水平。

参考文献

1. Wang Haidong, Yang Zhijie 2 , Wang Youxiang, et al.Non-Invasive Prenatal Testing of Fetal Aneuploidies using a New Method Based onDigital Droplet PCR and Cell Free Fetal DNA. Clinics in Mohter and ChildHealth.

2. Bischoff FZ, Lewis DE, Simpson JL. Cell-free fetalDNA in maternal blood: kinetics, source and structure. Hum Reprod Update.2005;11(1):59-67

3. Chiu RW, Akolekar R, Zheng YW, Leung TY, Sun H,Chan KCA, et al. Non invasive prenatal assessment of trisomy 21 by multiplexedmaternal plasmaDNA sequencing: large scale validity study. BMJ. 2011;342:c7401

4. Nectoux J. Current, emerging, and futureapplications of digital PCR in non-invasive prenatal diagnosis. Mol Diagn Ther.2018; 22(2):139-148.

5. Lo YM, Corbetta N, Chamberlain PF, Rai V, SargentIL, Redman CW, et al. Presence of fetal DNA in maternal plasma and serum.Lancet. 1997;350(9076):485-487.

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