《改变生活的生物技术》课程教学资源（阅读材料）无创性产前检测

改变生活的生物技术 无创性产前检测 (non-invasive prenatal testing, NIPT) 郭晨雯14301050258 、背景 我国为出生缺陷的高发国,在每年约1600万的新生儿中,先天性致愚致残 缺陷儿占每年出生人口总数的4%6%,总数高达120万,占全世界每年500多万 出生缺陷儿童的五分之一。给社会造成了严重的经济负担,对家庭造成的心理负 担和精神痛苦更是无法用金钱来衡量。无创性产前检测技术的临床应用会为我国 出生缺陷儿的产前检测做出极大贡献 二、技术原理 胎儿染色体非整倍体的无创DNA产前检测血on- invasive prenatal testing, NIPT),是利用大规模平行测序技术( massively parallel sequencing,MPS)对 母体外周血的游离DNA进行深度测序 从孕4周开始,在孕妇外周血中即可检测到胎儿的游离DNA(cell- free fetal DNA, cff dNA。随着孕周增大,胎儿游离DA含量也随之增加。孕12周后,通 过抽取孕妇外周血并从中提取出胎儿游离DNA,利用高通量分子检测技术并结合 生物信息学分析手段,便可准确判断胎儿是否患有染色体病, 母体血浆中胎儿游离DNA可能来源于 以下三种途径 (1)体血浆中的胎儿有核细胞 (2)凋亡的胎儿组织细胞 (3)胎盘滋养细胞 、技术的应用 (一)单基因病的无创产前诊断 对于常染色体隐性遗传病,理论上胎儿只要遗传了父亲的正常基因位点 该胎儿就不存在患有常染色体隐性遗传病的风险。通过检测孕妇血浆中父源 性突变位点的有无,可减少约50%的不必要有创性产前诊断;如检测到孕

改变生活的生物技术 1 无创性产前检测 （non-invasive prenatal testing, NIPT） 郭晨雯 14301050258 一、背景 我国为出生缺陷的高发国，在每年约 1600 万的新生儿中，先天性致愚致残 缺陷儿占每年出生人口总数的 4%-6%，总数高达 120 万，占全世界每年 500 多万 出生缺陷儿童的五分之一。给社会造成了严重的经济负担，对家庭造成的心理负 担和精神痛苦更是无法用金钱来衡量。无创性产前检测技术的临床应用会为我国 出生缺陷儿的产前检测做出极大贡献。 二、技术原理 胎儿染色体非整倍体的无创 DNA 产前检测（non-invasive prenatal testing, NIPT）,是利用大规模平行测序技术(massively parallel sequencing, MPS)对 母体外周血的游离 DNA 进行深度测序。 从孕 4 周开始，在孕妇外周血中即可检测到胎儿的游离 DNA(cell-free fetal DNA, cff DNA)。随着孕周增大，胎儿游离 DNA 含量也随之增加。孕 12 周后，通 过抽取孕妇外周血并从中提取出胎儿游离 DNA，利用高通量分子检测技术并结合 生物信息学分析手段，便可准确判断胎儿是否患有染色体病。 母体血浆中胎儿游离 DNA 可能来源于 以下三种途径: （1）体血浆中的胎儿有核细胞 （2）凋亡的胎儿组织细胞 （3）胎盘滋养细胞 三、技术的应用 （一）单基因病的无创产前诊断 对于常染色体隐性遗传病，理论上胎儿只要遗传了父亲的正常基因位点， 该胎儿就不存在患有常染色体隐性遗传病的风险。通过检测孕妇血浆中父源 性突变位点的有无，可减少约 50% 的不必要有创性产前诊断；如检测到孕

改变生活的生物技术 妇血浆中父源性突变时,就有必要进行有创性产前诊断。这一方案已用于β 地中海贫血和囊性纤维化的NIPT (二)染色体异倍体的无创产前诊断 目前产前筛查体系存在较高的假阳性率,且日益增加的的高龄孕妇所需 的细胞遗传学诊断使产前诊断工作量大大增加,现有卫生资源无法满足需求。 而孕妇外周血中胎儿DNA大规模测序,对21三体和18三体检出率和准确率 都较为理想,可作为对于其他传统诊断技术的有效辅助手段 四、技术的优缺点 (一)优点 1、无创性。此项检测只需抽取10ml的母体静脉血即可,没有感染和流 产的风险,极大地缓解了孕妇及家属的心理负担。 2、自动化操作。易于质量控制。该检测完全在DNA分子水平进行操作, 测序过程和数据判读完全自动化,降低人为干预,数据均一性高,适合大样 本量集中检测 3、灵敏度、特异性高。无创DNA产前基因检测技术针对唐氏综合征(T21) 爱德华氏综合征(T18)、帕陶氏综合征(T1l3)进行检测。三大染色体的非正倍 体疾病的检测灵敏度、特异性均可达到99%以上 4、孕早期检测。即孕妇在12周以上即可检测。 5、检测周期短。10个工作日出检测结果。 、DNA水平检测。可检测多种染色体疾病 )局限性 1、筛査的目标疾病少,仅针对胎儿21三体综合征、18三体综合征、13 三体综合征。尚不能检岀胎儿染色体易位、倒位、微缺失等异常疾患。 2、染色体三体疾病中存在部分嵌合体,深度测序存在困难。双胎及多 胎也有类似情况,如双胎及多胎中的某个胎儿患21三体综合征而其他胎儿 正常,该技术的检测灵敏度与特异度有可能会降低 3、以下因素可能影响无创检测结果的准确性:孕妇本人为染色体疾病 患者或携带者;孕妇近期接受过异体输血、移植手术、细胞治疗等;孕周计 算不准(实际孕周小于12周);孕妇体重超过100kg可能导致游离胎儿DNA

改变生活的生物技术 2 妇血浆中父源性突变时，就有必要进行有创性产前诊断。这一方案已用于 β -地中海贫血和囊性纤维化的 NIPT。 （二）染色体异倍体的无创产前诊断 目前产前筛查体系存在较高的假阳性率，且日益增加的的高龄孕妇所需 的细胞遗传学诊断使产前诊断工作量大大增加，现有卫生资源无法满足需求。 而孕妇外周血中胎儿 DNA 大规模测序，对 21 三体和 18 三体检出率和准确率 都较为理想，可作为对于其他传统诊断技术的有效辅助手段。 四、技术的优缺点 （一）优点 1、无创性。此项检测只需抽取 10ml 的母体静脉血即可，没有感染和流 产的风险，极大地缓解了孕妇及家属的心理负担。 2、自动化操作。易于质量控制。该检测完全在 DNA 分子水平进行操作， 测序过程和数据判读完全自动化，降低人为干预，数据均一性高，适合大样 本量集中检测。 3、灵敏度、特异性高。无创 DNA 产前基因检测技术针对唐氏综合征(T21)、 爱德华氏综合征(T18)、帕陶氏综合征(T13)进行检测。三大染色体的非正倍 体疾病的检测灵敏度、特异性均可达到 99%以上。 4、孕早期检测。即孕妇在 12 周以上即可检测。 5、检测周期短。10 个工作日出检测结果。 6、DNA 水平检测。可检测多种染色体疾病。 （二）局限性 1、筛查的目标疾病少，仅针对胎儿 21 三体综合征、18 三体综合征、13 三体综合征。尚不能检出胎儿染色体易位、倒位、微缺失等异常疾患。 2、染色体三体疾病中存在部分嵌合体，深度测序存在困难。双胎及多 胎也有类似情况，如双胎及多胎中的某个胎儿患 21 三体综合征而其他胎儿 正常，该技术的检测灵敏度与特异度有可能会降低。 3、以下因素可能影响无创检测结果的准确性：孕妇本人为染色体疾病 患者或携带者；孕妇近期接受过异体输血、移植手术、细胞治疗等；孕周计 算不准（实际孕周小于 12 周）；孕妇体重超过 100kg 可能导致游离胎儿 DNA

改变生活的生物技术 含量低于检出量 UNI

改变生活的生物技术 3 含量低于检出量