产前筛查 从血清学筛查到无创产前检测 附无创DNA检测技术在产前筛查中的临床应用价值分析.docx

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1、关键词：染色体非整倍体；血清学筛查；无创产前检测产前筛查一般指的是对胎儿常见染色体非整倍体的筛查，即21-三体综合征、 18-三体综合征、13-三体综合征，不包括其他染色体非整倍体。根据产前筛查原理的不同，可将对常见胎儿染色体非整倍体的产前筛查分为 3类：(1)基于母血清生化指标的产前筛查，简称母血清学筛查(maternal serumscreening, MSS )。(2)以胎盘游离DNA (cell-free DNA, cfDNA)作为检测指标的产前筛查 方法，即无创产前检测(non-invasive prenatal testing, NIPT)o(3)基于超声检查的产前筛查。本文将对前

2、两种产前筛查方法进行阐述。1母血清学筛查MSS的适用人群是35岁以下的低龄孕妇，且不具有其他产前诊断指征。其 目标疾病是21-三体综合征、18-三体综合征以及开放性神经管缺陷(OPenneUral tube defect, ONTD)o MSS是指通过定量测定孕妇血液中与妊娠有关的生化标志 物浓度，对胎儿患有常见染色体非整倍体和ONTD的风险进行筛查评估，从而 筛查出需要行产前诊断的高风险妊娠。1.1 常用的筛查指标早孕期筛查指标包括胎儿颈项透明层(nuchal translucency, NT)厚度、血清绒毛膜促性腺激素的游离P亚单位(free - human chorionic gonad

3、otropin, free-hCG) 妊娠相关血浆蛋白 A (pregnancyassociated plasma protein A, PAPP-A )。中孕期筛查指标包括血清甲胎蛋白(alpha fetoprotein, AFP)、hCG或free -hCG 游离雌三醇(unconjugated estriol uE3) 抑制素 A (inhibin A, Inh A)o1.2 常用母血清学筛查方案(1)二联筛查(double test)：以 AFP、hCG 或 free p-hCG 做为筛查指标， 结合孕妇年龄等参数，计算中孕期(1520周)胎儿罹患唐氏综合征风险的联合 筛查方案。(2)

4、三联筛查(triple test)：以 AFP、hCG 或 free p-hCG、uE3 做为筛查指 标，结合孕妇年龄等参数，计算中孕期(1520周)胎儿罹患唐氏综合征风险的 联合筛查方案。(3)四联筛查(quadruple test)：以 AFP、hCG 或 free -hCG uE3 Inh A 做为筛查指标，结合孕妇年龄等参数，计算中孕期(1520周)胎儿罹患唐氏综 合征风险的联合筛查方案。(4)早孕期联合筛查(combined test)：以血清free 口-hCG、PAPP-A超声 测量的胎儿NT厚度做为筛查指标，结合孕妇年龄等参数，计算早孕期(11-13 周)胎儿罹患唐氏综合征风险

5、的联合筛查方案。1.3 常用MSS模式(1)独立的序贯筛查(independent sequential screening)：先行早孕期筛查 并计算风险值，对高危者直接行获毛活检(ChoriOniCVinUSSamPIing, CVS),低 危者进一步行中孕期筛查，依据风险计算结果决定是否进行产前诊断。(2)逐步的序贯筛查(StePWiSe sequential screening )：先行早孕期筛查并 计算风险值，是否依据早孕期风险即进行产前诊断，还是等待完成中孕期筛查、 结合早孕期筛查结果共同计算风险值之后再决定是否行产前诊断，则由患者自行 选择。(3)分层的序贯筛查(COntingen

6、tSeqUentiaISCreening)：先进行早孕期联合 筛查，对风险值1/60者直接行CVS；对风险值V1/1000者继续随访至妊娠终 止；对风险值介于前两者之间者，至中孕期完成全面的整合筛查后，根据风险值 再决定是否进行产前诊断。1.4 MSS模式的选择对于早、中孕期各种不同筛查模式效率的评价方面的研究，以SURUSS 1-2、FASTER 3以及BUN 4这几个多中心大样本前瞻性的临床研究最 为重要。SURUSS研究纳入了 25个筛查中心的47053例筛查病例，最终有101 个胎儿被诊断为唐氏综合征。FASTER研究纳入了美国15个筛查中心的38 033 例单胎妊娠病例，最终有117

7、个胎儿被诊断为唐氏综合征。除此之外，还有一些 其他的荟萃分析研究5。中孕期三联筛查的检出率仅为60%。SURUSS研究显示，与三联筛查相比, 中孕期四联筛查的检出率虽然仅增加7%,但假阳性率却下降了 33%,说明四联 筛查可以使1/3的孕妇避免不必要的羊膜腔穿刺；FASTER研究也显示了相同的 结果。SURUSS研究结果显示，NT用于早孕期产前筛查的DR5 (即5%假阳性 率下的检出率)为69%,而FPR85 (即85%检出率下的假阳性率)为20%；在 BUN研究中，NT的DR5为69%而FPR85为15%；在FASTER研究中，NT的 DR5为68%而FPR85为23%。这些研究结果说明，如

8、果将NT作为独立的筛查 指标，其检出率与中孕期血清筛查类似，但假阳性率则较高。也有一些其他的研 究显示出不同的结果。造成这些研究结果存在较大差异的原因是由于超声测量 NT的准确性受检测技术、设备、检测人员经验等多种因素影响，不仅测量结果 难以实现精确化，测量的重复性也较差6。同时，NT检测的中位数在不同的 检测机构之间也存在差异，因此NT的测量需要完善的质量控制和监测。早中孕期联合筛查的主要优势是阳性预测值(POSitiVe predictive value, PPV) 较高，例如在SURUSS研究中PPV为1 ：6,这能够大大提高羊膜腔穿刺术的效 率。但这一筛查模式的缺陷在于中孕期回访率不高

9、，例如在SURUSS研究中仅 为60%, 一旦早孕期高危的孕妇在中孕期失访，这不但使得整个筛查无法完成， 而且连早孕期干预的时机也丧失了。FASTER研究所提出的早中孕期序贯筛查模 式的DR5为95%o上述研究的结果认为，筛查效能最理想的筛查模式是早中孕 期序贯筛查模式。如果筛查单位不能很好地完成NT检测，也可以选择单纯的血 清学筛查模式。Knight等7的研究得出，早中孕期血清学联合筛查的DR5达 88%o2无创产前检测1997年香港中文大学Lo等8首次报道在母血中含有胎儿源性的CfDNA 片段，随着二代测序(next-generation sequencing, NGS)技术的迅速进展，针

10、对 胎儿21、18和13-三体综合征的、基于母血浆中胎儿源性CfDNA的NlPT在2013 年之后快速整合进入产前筛查体系，成为目前最有效、应用最广泛的产前筛查方 法。2.1 NlpT的临床适用性 综合近年来国外的相关文献，NIPT对于21-三体 综合征的检出率为99.7%,假阳性率为0.94%；对于18-三体综合征的检出率为 87.5%-100%,假阳性率为0.22%；对于13-三体综合征的检出率为40.0%100%, 假阳性率为0.25% 9-10。2016年7月，美国医学遗传学与基因组学学会 (American College OfMedical Genomics, ACMG)在有关胎儿

11、染色体非整倍体无 创产前筛查的共识中明确指出，NlPT是目前最敏感的对于胎儿21、18、13-三体 综合征的产前筛查技术手段，但不推荐将NlPT应用于其他染色体非整倍体的产 前筛查11。2016年我国国家卫生计生委组织制定的孕妇外周血胎儿游离 DNA产前筛查与诊断技术规范(以下简称技术规范)也明确地将NIPT筛 查目标疾病确定为胎儿21、18及13三体综合征。2.2 NlPT的慎用人群 作为一项产前筛查技术，NlPT不能替代产前诊断， NlPT结果异常的患者仍然需要进行产前遗传学诊断。我国的技术规范中将 高龄(预产期年龄35岁)、血清学筛查结果为高风险、肥胖人群列为NlPT应用 的慎用人群,在

12、具体的临床应用中，对上述人群的处理也具有一定的特殊性12。2.2.1 高龄孕妇 根据以往法律法规的有关规定，临床上应建议对预产期 年龄235岁的孕妇进行产前诊断。随着NlPT技术的快速发展，这些法律法规的 规定就存在一定程度上的争议。国内外的相关指南和技术规范都明确提出，对高 龄孕妇可以进行NlPT 11。临床医生在提供检测前咨询时，应简单介绍我国有 关法律法规的内容,阐明NIPT与羊膜腔穿刺术的性质以及各自的优势和局限性， 在知情同意的基础上，由孕妇本人自愿选择，对于拒绝产前诊断者应有书面的知 情同意签字。12.2 MSS结果为高风险的孕妇 孕周计算的准确性直接影响MSS结果的 准确性。对于

13、MSS结果为高风险者，首先应核对孕周计算的准确性。对于孕周 计算错误者，可行NIPT；对于孕周计算无误者，孕妇既可以选择NlPT,也可以 选择直接进行羊膜腔穿刺术；对于拒绝进行产前诊断者，应有书面的知情同意签 字。国外文献报道，当MSS结果为高风险而NlPT结果为低风险时，胎儿染色 体异常的残余风险为2% 13。2016年美国妇产科医师学会/母胎医学会 (ACOG/SMFM)的相关指南将“对MSS结果阳性的妇女不直接进行产前诊断而 是进行NlPT,可能会漏诊某些非整倍体胎儿，并延误诊断和处理的时间”列为基 于I级证据的建议14。2.2.3肥胖孕妇 由于肥胖孕妇外周血的循环游离DNA中的胎儿DN

14、A含 量(fetalfraction, FF)不足，可能会导致NlpT检测失败或出现假阴性的结果。 FF是一个比值，指的是从孕妇外周血中的总游离DNA中能够分离出来的胎儿游 离DNA的量，一般认为当FF高于4%时，才能达到足够的测序读长深度15。 FF与孕妇的体重和体重指数(bodymass index, BMI)之间呈负相关。同时，孕 妇体重的增加导致其血容量增加，进一步稀释胎儿源性CfDNA,从而导致FF下 降15-17,使NIPT出现假阴性的结果。因此，国外相关指南明确建议肥胖孕 妇直接使用传统筛查方法，而不是NIPT LllL我国的技术规范将孕妇肥胖 定义为BMlN40。临床上对于肥胖

15、孕妇，应先计算其BMI,对于BMR40者，建 议直接选择MSS。如果孕妇在被告知相关风险之后仍然坚决要求进行NlPT,则 应有书面的知情同意签字。2.3 NlPT的检测后咨询作为一项筛查技术，NIPT同样存在假阳性和假 阴性的风险。NlPT结果为低风险，并不排除胎儿除21、18、13-三体综合征以外 的其他染色体异常的风险。对NIPT检测结果异常者，应由产前遗传咨询医师对 其进行进一步的咨询，建议行产前诊断；对于拒绝行产前诊断者，应留下相关医 疗文件。NlPT异常结果，除了胎儿21、18、13三体综合征高风险以外，还有NlpT 检测失败、假阳性和假阴性以及非预期结果。2.3.1 NlPT检测失

16、败 所谓NIPT检测失败，是指由于某些实验室因素导 致NlPT的结果无法报告或无法解释。GiI等18在其荟萃分析中总结NIPT检测失败的原因有3大类：（1）采血或标本运输过程中的问题，包括血量不足、溶血、贴错标签或延 误将标本运送至实验室的时间。（2） FF低,一般指低于4%。（3）检测失败，包括无法提取CfDNA、扩增和测序。文献报道的NIPT失败率各不相同，一般在1%8%之间，与检测平台有相 关性，大规模平行测序相关的检测平台NIPT失败率为1.58% 19。NlpT失败 最主要的原因是FF低20-21L NlPT失败的后续处理较为棘手，究竟是换用 MSS进行产前筛查，还是再次采血进行第2次NIPT检测，亦或是直接进行产前 诊断，目前有关这方面的研究较少，国际和国内并无有关指南或专家共识进行阐 述。Hui等2