无创DNA产前检测技术 李颖灵17301050229 、技术原理 理论依据 1997年,香港中文大学的研究人员发现孕 妇外周血的血浆和血清中存在游离的胎儿DNA, 胎儿染色体异常会带来母体中DNA含量微量变 化,通过深度测序及生物信息可分析检测到该 变化,这使得通过采集孕妇外周血检测胎儿的 染色体疾病成为了可能 技术支持 近年来,髙通量测序技术的发展十分迅速,相对于传统测序技术具有通量高 成本低的特点,每次实验可以产生几十GB到几百GB的数据量,同时单个核酸测 序的成本则急剧下降。此外,髙通过量测序技术的高准确性、高灵敏度等特点使 得这项技术在人类健康领域得到广泛的应用。 具体流程 DNA产前检测技术仅需采取孕妇静脉血,利用新一代DNA测序技术对母体外 周血浆中的游离DNA片段(包含胎儿游离DNA)进行测序,并将测序结果进行生 物信息分析,可以从中得到胎儿的遗传信息,从而检测胎儿是否患21三体综合 征(唐氏综合征)、18三体综合征(爱德华氏综合征)、13三体综合征(帕陶氏综合 征)三大染色体疾病。 血浆DNA 孕妇外周血中含有胎儿游离DNA信息 ACGAT 测序 生物信息分析 断胎儿染色 异常情况
无创 DNA 产前检测技术 李颖灵 17301050229 一、技术原理 理论依据 1997 年，香港中文大学的研究人员发现孕 妇外周血的血浆和血清中存在游离的胎儿 DNA， 胎儿染色体异常会带来母体中 DNA 含量微量变 化，通过深度测序及生物信息可分析检测到该 变化，这使得通过采集孕妇外周血检测胎儿的 染色体疾病成为了可能。 技术支持 近年来，高通量测序技术的发展十分迅速，相对于传统测序技术具有通量高、 成本低的特点，每次实验可以产生几十 GB 到几百 GB 的数据量，同时单个核酸测 序的成本则急剧下降。此外，高通过量测序技术的高准确性、高灵敏度等特点使 得这项技术在人类健康领域得到广泛的应用。 具体流程 DNA 产前检测技术仅需采取孕妇静脉血，利用新一代 DNA 测序技术对母体外 周血浆中的游离 DNA 片段（包含胎儿游离 DNA）进行测序，并将测序结果进行生 物信息分析，可以从中得到胎儿的遗传信息，从而检测胎儿是否患 21 三体综合 征(唐氏综合征)、18 三体综合征(爱德华氏综合征)、13 三体综合征(帕陶氏综合 征)三大染色体疾病
以唐氏综合征检测为例,研究发现,对于孕妇外周血中游离的胎儿DNA,由 于唐氏综合征胎儿比正常胎儿多一条21号染色体,导致怀有唐氏综合征胎儿的 孕妇外周血中21号染色体含量比正常孕妇略高。 通过对孕妇外周血中21号染色体的相对含量进行直接检测,分析比对受检 者与普通孕妇人群的外周血中21号染色体含量水平,即可进一步得到受检者生 育唐氏儿的风险。 、技术应用 国际上,美国已经有此项技术的开展和服务,提供此技术的公司包括 Sequenom和 Natera等。并且部分地区(州)此检测费用可由商业保险部分覆盖, 因此颇受孕妇欢迎,特别是高龄孕妇。在欧洲,提供此项服务的至少有 LifeCodexx,不过由于欧洲在产科技术上和宗教信仰上的相对保守,该技术的开 展相对美国缓慢。从国外临床试验数据可以看出,无创DMA产前检测技术对于胎 儿的三大染色体疾病(唐氏综合征(T21)、爱德华氏综合征(T18)、帕陶氏综合 征(T13))的检出率均在90%以上。 在中国大陆,已有贝瑞和康等少数具有较强技术实力的公司拥有了此项技术 的研发能力。通过与医院合作,该项技术自2010年以来在中国已经逐渐铺开, 惠及广大孕妇。在香港地区,香港中文大学附属医院也向公众提供此项服务。 随着研究的深入,无创检测的条件和范围有望不断扩大,延伸至包括微缺失 /重复综合征和常见的孟德尔遗传病等。检测染色体非整倍体的商业化进程正在 提速,市场规模稳步增加。 、技术优缺点 优点 检测只用一管血(5m1),大大减少有创检查,缓解目前产前检查的巨大压力。 缓解孕妇的恐惧心理。检测准确率高达99%以上,假阳性率非常低,为0.05-0.1%, 非常可靠。假阴性率也很低,约为0.0-13.04%,进一步提高了我国出生缺陷的 防治水平。以往的血清学筛查主要是筛查21三体、18三体,而无创DNA在此基 础上,也能筛查13三体和性染色体异常等疾病。不受年龄和孕周影响,早孕和 中孕均可以进行 缺点 有局限性,不能检测双胞胎及以上多胎,不适合检测染色体的微缺失、微重 复以及结构异常等等 检测公司绕过医务人员直接为大众提供性别鉴定服务,难以监管,会导致伦 理问题。检测内容和质量方面也缺乏监管,有效性无法得到保障 成本较高,不纳入医保体系,中低收入家庭难以承受,加剧产前护理不平等 问题
以唐氏综合征检测为例，研究发现，对于孕妇外周血中游离的胎儿 DNA，由 于唐氏综合征胎儿比正常胎儿多一条 21 号染色体，导致怀有唐氏综合征胎儿的 孕妇外周血中 21 号染色体含量比正常孕妇略高。 通过对孕妇外周血中 21 号染色体的相对含量进行直接检测，分析比对受检 者与普通孕妇人群的外周血中 21 号染色体含量水平，即可进一步得到受检者生 育唐氏儿的风险。 二、技术应用 国际上，美国已经有此项技术的开展和服务，提供此技术的公司包括 Sequenom 和 Natera 等。并且部分地区（州）此检测费用可由商业保险部分覆盖， 因此颇受孕妇欢迎，特别是高龄孕妇。在欧洲，提供此项服务的至少有 LifeCodexx，不过由于欧洲在产科技术上和宗教信仰上的相对保守，该技术的开 展相对美国缓慢。从国外临床试验数据可以看出，无创 DNA 产前检测技术对于胎 儿的三大染色体疾病（唐氏综合征（T21）、爱德华氏综合征（T18）、帕陶氏综合 征（T13））的检出率均在 90%以上。 在中国大陆，已有贝瑞和康等少数具有较强技术实力的公司拥有了此项技术 的研发能力。通过与医院合作，该项技术自 2010 年以来在中国已经逐渐铺开， 惠及广大孕妇。在香港地区，香港中文大学附属医院也向公众提供此项服务。 随着研究的深入，无创检测的条件和范围有望不断扩大，延伸至包括微缺失 /重复综合征和常见的孟德尔遗传病等。检测染色体非整倍体的商业化进程正在 提速，市场规模稳步增加。 三、技术优缺点 优点 检测只用一管血（5ml），大大减少有创检查，缓解目前产前检查的巨大压力。 缓解孕妇的恐惧心理。检测准确率高达 99%以上，假阳性率非常低，为 0.05-0.1%， 非常可靠。假阴性率也很低，约为 0.0-13.04%，进一步提高了我国出生缺陷的 防治水平。以往的血清学筛查主要是筛查 21 三体、18 三体，而无创 DNA 在此基 础上，也能筛查 13 三体和性染色体异常等疾病。不受年龄和孕周影响，早孕和 中孕均可以进行。 缺点 有局限性，不能检测双胞胎及以上多胎，不适合检测染色体的微缺失、微重 复以及结构异常等等 检测公司绕过医务人员直接为大众提供性别鉴定服务，难以监管，会导致伦 理问题。检测内容和质量方面也缺乏监管，有效性无法得到保障。 成本较高，不纳入医保体系，中低收入家庭难以承受，加剧产前护理不平等 问题