無創DNA產前檢測技術

無創DNA產前檢測，又稱為無創產前DNA檢測、無創胎兒染色體非整倍體檢測等。根據國際權威學術組織美國婦產科醫師學院委員會，無創產前DNA檢測（Non-invasive Prenatal Testing）是套用最廣泛的技術名稱。 無創DNA產前檢測技術僅需採取孕婦靜脈血，利用新一代DNA測序技術對母體外周血漿中的游離DNA片段（包含胎兒游離DNA）進行測序，並將測序結果進行生物信息分析，可以從中得到胎兒的遺傳信息，從而檢測胎兒是否患三大染色體疾病。

香港中文大學教授盧煜明在1997年就發現了孕婦外周血中存在游離的胎兒DNA，並發展出了一套新技術來準確分析和度量母親血漿內的胎兒DNA，被譽為“無創DNA產前檢測”的奠基人。由於他所開創的無創DNA產前檢測（NIPT）技術在人類重大出生缺陷防控領域的傑出貢獻，盧煜明在2016年獲得了首屆未來科學大獎“生命科學獎”，以及被譽為諾貝爾獎的“風向標”的“引文桂冠獎”。

基本介紹

• 中文名：無創DNA產前檢測技術
• 外文名：Non-invasive Prenatal Testing
• 學科：醫學
• 功能：檢測胎兒是否患三大染色體疾病
• 別名：無創產前DNA檢測
• 方法：採取孕婦靜脈血

理論依據

香港中文大學教授盧煜明在1997年和1998年的工作中發現，母體血液中存在著胎兒的游離DNA。基於這些早期發現，盧煜明展開了一系列前沿工作來研究這些胎兒游離DNA的特性，證明了使用胎兒游離DNA來診斷遺傳性疾病的可行性和實際性，最終開創了利用第二代基因測序來檢測唐氏綜合症的新途徑，並在90多個國家得到了套用。僅在中國，每年就有超過一百萬孕婦接受這項測試。這種革命性的方法為全球無數的孕婦提供了無創產前診斷。

母體血漿中含有胎兒游離DNA，為該項目提供現實依據。 胎兒染色體異常會帶來母體中DNA含量微量變化，通過深度測序及生物信息可分析檢測到該變化，為項目提供理論依據。

新一代高通量測序、信息分析平台為深度挖掘母體血漿中胎兒游離DNA信息提供技術依據。

研究進展

作為一種對胎兒染色體非整倍體篩查手段，無創產前DNA測試，使用來自於孕婦血漿的無細胞胎兒DNA進行檢測。這些DNA學術上也被稱為循環遊離胎兒DNA，濃度約3-13%，被認為主要來自胎盤，並在分娩後數小時內從母體血液中清除。無創產前DNA分析已在臨床上用於胎兒非整倍體風險檢測。

1969年首次報導發現母體外周血中存在胎兒細胞，經過幾十年研究發現其含量極低且存在時間較長，這些特點使其在產前診斷領域的套用受到較大的限制。

1997年香港中文大學盧煜明 (Dennis Lo) 教授發現母體外周血漿中存在游離胎兒DNA，隨孕周增加穩定存在，且隨孕婦分娩快速消失，可以作為非創傷性產前診斷的理想材料。

無創產檢奠基人盧煜明教授

母體外周血漿中胎兒游離DNA含量大概占全部游離DNA的3-13%，也有不同研究認為其含量稍高。由於大量來源於母體背景的游離DNA影響，需要選擇超級靈敏的新一代分子生物學技術才可以在大數據量水平上對胎兒游離DNA的鹼基序列做出準確判斷。 早期的研究中，無創產前DNA分析對三體胎兒檢測需要多個胎盤DNA或RNA標記，這使得試驗非常耗時和昂貴。經過改進和最佳化的技術稱為大規模並行基因組測序技術，它使用一個高度敏感的檢測方法，可以量化千萬數量的DNA片段，與早期的技術相比，其可以準確地檢測出13三體、18三體和21三體綜合徵。

2007年，周代星博士，香港中文大學Dennis Lo教授，以及現任美國約翰霍普金斯教授的高遠博士，開始合作研究非侵入性的產前遺傳學檢測技術，首先於21號染色體三體綜合徵（即唐氏綜合徵）取得突破。

2010年，周代星博士，高揚博士等率領探索針對唐氏綜合徵的無創DNA產前檢測的臨床套用，同時繼續追求創新研發，實現了在唐氏綜合徵基礎上對胎兒的愛德華綜合徵（T18）、帕陶氏綜合徵(T13)染色體疾病的產前檢測。

臨床套用

到2012年以來，該方法能準確檢測唐氏綜合徵（T21）、愛德華綜合徵（T18）、帕套綜合徵(T13)三大染色體疾病。無創DNA產前檢測的無創傷性可以避免因為侵入性診斷帶來流產、感染風險。而DNA測序技術的成熟性能保證技術的準確率，孕婦在12周以上即可檢測，10個工作日出檢測結果。

工作流程

迄今為止，針對染色體疾病還沒有有效的治療手段.因此，降低生育染色體疾病患兒風險的最好方法是儘早通過產前遺傳諮詢以及產前檢測、診斷、發現並解決問題。

國際上，美國已經有此項技術的開展和服務，提供此技術的公司包括Sequenom和Natera等。並且部分地區（州）此檢測費用可由商業保險部分覆蓋，因此頗受孕婦歡迎，特別是高齡孕婦。在歐洲，提供此項服務的至少有LifeCodexx，不過由於歐洲在產科技術上和宗教信仰上的相對保守，該技術的開展相對美國緩慢。從國外臨床試驗數據可以看出，無創DNA產前檢測技術對於胎兒的三大染色體疾病（唐氏綜合徵（T21）、愛德華氏綜合徵（T18）、帕陶氏綜合徵（T13））的檢出率均在90%以上。

在中國大陸，已有貝瑞和康等少數具有較強技術實力的公司擁有了此項技術的研發能力。通過與醫院合作，該項技術自2010年以來在中國已經逐漸鋪開，惠及廣大孕婦。在香港地區，香港中文大學附屬醫院也向公眾提供此項服務。

2012年11月20日，美國婦產科學會（ACOG）與美國母胎醫學會（SMFM）共同發表委員會指導意見：按照以下適應症，可推薦無創DNA產前檢測作為非整倍體高危人群的初篩檢測：

1. 母親年齡超過35歲

2. 超聲結果顯示非整倍體高危

3. 生育過三體患兒

4. 早孕期，中孕期或三聯篩查、四聯篩查呈現非整倍體陽性結果

5. 父母為平衡羅伯遜易位，並且胎兒為13三體或21三體高危

該聲明說明在美國婦產科界已經形成行業共識，明確支持無創DNA產前檢測可用於高齡、高危人群的初篩。這個鮮明的信號也預示著國際上將在無創DNA產前檢測領域向前邁進一大步。

機構要求

開展孕婦外周血胎兒游離DNA產前篩查與診斷的醫療機構應當獲得產前診斷技術類《母嬰保健技術服務執業許可證》。

開展孕婦外周血胎兒游離DNA產前篩查與診斷採血服務的醫療機構(以下簡稱採血機構)應當為有資質的產前篩查或產前診斷機構。開展採血服務的產前篩查機構須與產前診斷機構建立合作關係，並向省級衛生計生行政部門備案。

開展孕婦外周血胎兒游離DNA實驗室檢測的醫療機構（以下簡稱檢測機構）應當具備臨床基因擴增檢驗實驗室資質，嚴格遵守《醫療機構臨床實驗室管理辦法》、《醫療機構臨床基因擴增檢驗實驗室管理辦法》等相關規定，相應檢驗項目應當接受國家衛生計生委臨床檢驗中心組織的室間質量評價。

人員要求

從事孕婦外周血胎兒游離DNA產前篩查與診斷的專業技術人員應當按照《產前診斷技術管理辦法》要求取得相應資質。

從事孕婦外周血胎兒游離DNA產前檢測的實驗室人員應當經過省級以上衛生計生行政部門組織的臨床基因擴增檢驗技術培訓，並獲得培訓合格證書。

適用人群

無創DNA產前檢測技術

血清學篩查顯示胎兒常見染色體非整倍體風險值介於高風險切割值與1/1000之間的孕婦。

有介入性產前診斷禁忌證者（如先兆流產、發熱、出血傾向、慢性病原體感染活動期、孕婦Rh陰性血型等）。

孕20周以上，錯過血清學篩查最佳時間，但要求評估21三體綜合徵、18三體綜合徵、13三體綜合徵風險者。

慎用人群

有下列情形的孕婦進行檢測時，檢測準確性有一定程度下降，檢出效果尚不明確；或按有關規定應建議其進行產前診斷的情形。包括：

1、早、中孕期產前篩查高風險。

2、預產期年齡≥35歲。

3、重度肥胖（體重指數≥40）。

4、通過體外受精——胚胎移植方式受孕。

5、有染色體異常胎兒分娩史，但除外夫婦染色體異常的情形。

6、雙胎及多胎妊娠。

7、醫師認為可能影響結果準確性的其他情形。

不適用人群

有下列情形的孕婦進行檢測時，可能嚴重影響結果準確性。包括：

1、孕周≦12周。

2、夫婦一方有明確染色體異常。

3、1年內接受過異體輸血、移植手術、異體細胞治療等。

4、胎兒超聲檢查提示有結構異常須進行產前診斷。

5、有基因遺傳病家族史或提示胎兒罹患基因病高風險。

6、孕期合併惡性腫瘤。

7、醫師認為有明顯影響結果準確性的其他情形。

除外上述不適用情形的，孕婦或其家屬在充分知情同意情況下，可選擇孕婦外周血胎兒游離DNA產前檢測。

臨床意義

產前檢測防治出生缺陷的重要意義

無創DNA產前檢測技術

我國為出生缺陷的高發國，在每年約1600萬的新生兒中，先天性致愚致殘缺陷兒占每年出生人口總數的4%-6%，總數高達120萬，占全世界每年500多萬出生缺陷兒童的五分之一。我國政府每年支付82億元左右的經費用於唐氏綜合徵患兒的醫療和社會救濟，存活下來的出生缺陷兒多為終生殘疾或智力障礙，無法治癒，由此給社會造成了嚴重的經濟負擔，對家庭造成的心理負擔和精神痛苦更是無法用金錢來衡量。無創DNA產前檢測技術的臨床套用會為我國出生缺陷兒的產前檢測做出極大貢獻。