产前筛查和诊断的技术进展及热点北京协和医院妇产科刘俊涛近年来发展的产前筛查和诊断新技术进展一：产前筛查新技术新方法 提高筛查检出率母血中胎儿游离DNA的检测用于21、18、13三体的筛查 提高筛查覆盖率干血片产前筛查新方法 近年来发展的产前筛查和诊断新技术进展二：产前细胞分子诊断新技术 高分辨染色体核型分析 荧光原位杂交技术(FISH) 胎儿液态基因芯片检测技术(BoBs) 染色体Microarray检测技术胎儿游离DNA检测产前筛查技术介绍n胎儿游离DNA:cell-free fetal DNA(cffDNA)n母体外周血含有cffDNA，几乎全部来源于胎盘滋养细胞n怀孕4周可检出，8周后含量上升并稳定存在。（7周建立胎儿胎盘循环）ncffDNA片段比较小，长度在75bp-250bp之间n母体外周血中的cffDNA含量在5%-30%之间。孕周越大外周血中胚胎DNA的含量越高测序技术检测胚胎染色体拷贝数变化n采集母体血浆n提取血浆DNAn制备测序文库n在第二代测序仪上测序n测得的序列与人的参考基因组比对并作统计分析北京协和医院研究方案n严格的前瞻性实验设计 2011年4月2011年10月，北京协和医院、海定区妇幼保健院 集2,236份样本，全部为单胎；一次收集5ml外周血，不补抽血 高龄孕产妇全部进行产前诊断 低龄孕妇进行中孕期血清学筛查，平行进行免费的无创DNA 产前筛查 筛查阳性或者无创阳性者在知情同意基础上进行细胞遗传学诊断 全体样本均有详尽临床资料，胎儿核型分析作为阳性样本的金标准，阴性样本进行妊娠结局随访 12-plex高通量Hiseq2000平台进行试验 2011年6月-2011年10月进行实验室操作 前瞻性双盲试验设计，实验室只记录样本号 北京协和医院研究院：5种染色体异常检测n 13 18 21 45x xxy 合计 灵敏度 100% 100% 100% 50% 0% 86.96 (1/1) (5/5) (12/12) (2/4) (0/1) (20/23)特异性 100% 99.95% 100% 100% 99.95% 99.90% 2022/202 22017/2018 2011/2011 2019/2019 2012/2022 1998/2000阳性预测值 100% 83.3% 100% 100% 0% 90.91% (1/1) (5/6) (12/12) (2/2) (0/1) (20/22)阴性预测值 100% 100% 100% 99.9% 99.95% 99.80% 2022/202 22017/2018 2011/2011 2019/2019 2012/2022 1998/2001 母外周血胎儿游离DNA检测产前筛查技术优势 n基于二代测序的胎儿DNA检测技术作为筛查技术的优势1、对目标疾病高的检出率和低的假阳性率2、筛查孕周范围大，可用于早孕期和中孕期，甚至孕23周以后3、所需信息少，取材便捷，流程较简单，质量控制相对容易4、检测周期短（10个工作日）5、技术有后续进一步发展的空间6、可以有效地降低后续侵入性产前诊断的数量，解决产前诊断技术力量不足的问题母外周血胎儿游离DNA检测产前筛查技术的局限性n基于二代测序的胎儿DNA检测技术作为筛查技术的局限性1、筛查的目标疾病尚偏少，缩小了后续产前诊断的疾病范围2、双/多胎、嵌合体以及父母中存在染色体 异常的病例均不适于该技术的筛查3、现阶段检测费用较昂贵，全国层面看大多数孕妇无法承受胎儿游离DNA检测:适应征n血清学筛查高危的患者n高龄孕妇及珍贵儿妊娠，拒绝侵入性产前诊断的病例n自愿接受该项筛查技术的孕妇n对侵入性产前诊断极度焦虑的孕妇n无法预约产前诊断的孕妇（无接收机构进行产前诊断）n对侵入性产前诊断存在禁忌症的孕妇（感染、前置胎盘。有先兆流产征象的孕妇）n较大孕周 超出目前产前筛查范围低的孕妇（如大于22周以上）产前筛查or产前诊断？n目前国内绝大都数专家都认同，基于二代测序的胎儿游离DNA检测技术在现阶段应该确定于21、18、13三体染色体异常的产前筛查领域，称之为“近似于诊断的筛查”(Nearly diagnostic screening test)总 结n母血中游离胎儿DNA检测技术是一种全新的产前筛查手段n对于常染色体三体异常有很高的检出率和极低的假阳性率是它的优势n昂贵的价格，缺乏行政许可和技术普及的难度是影响推广应用的症结n该项新技术引发的筛查模式的改变将对产前筛查和产前诊断体系产生深远的影响细胞分子遗传学技术在产前诊断中的应用北京协和医院妇产科刘俊涛细胞分子诊断新技术n高分辨染色体核型分析n荧光原位杂交技术(FISH)n胎儿液态基因芯片检测技术(BoBo)n染色体Microarray检测技术传统的细胞遗传学检测技术染色体核型分析n至今仍然作为临床遗传学诊断的金标准n1970s早期出现非显带核型分析技术n目前国内主流的核型分析-G显带340条带水平的常规核型分析n核型分析技术近年来趋向于高分辨水平发展目前国内主要的核型分析技术现状nG显带：320-340 bandsn可检测染色体结构改变(10mb)n全国细胞遗传学实验室过少，检测能力不足以满足临床需要n受到实验室人力和规模的限制，报告结果的时间长（4-6周左右）高分辨染色体核型分析n更高的染色体分辨率（550以上条带）n更好的染色体形态易于进行分析n可检测3-5Mb以上染色体片段缺失，重复等结构异常n诊断更低比例的嵌合体n并不显著增加核型分析的成本及工作量目前核型分析技术遇到的瓶颈问题n人工耗费大n需要细胞培养，结果回报周期长（4-6周）n核型分析需要有经验的实验室技术人员n人员培训周期长n国内普遍细胞遗传学基础薄弱，实验室技术人员缺乏n从国情出发，需要寻找新的产前诊断技术作为补充新技术推动产前诊断领域的发展n实现快速产前快速诊断n全面提高胎儿染色体异常的检出能力