无创DNA产前检测技术 13307100168沈政 生物技术名称:无创DNA产前检测技术 :技术应用原理: 胎儿染色体数目异常是一种偶发性疾病,迄今尚无有效的治疗方法,只能通过产前筛査、 诊断等手段进行一定程度的预防。但目前传统的产前诊断多采用羊膜穿剌等侵入性取样方法, 可能会导致感染并存在一定几率的流产等风险。几十年前,生物学家们都发现胎儿细胞会通 过胎盘进入母体血液循环系统,但由于技术上没能取得突破,至今生物学家们都不能将这些 母体外周血中的胎儿细胞分离出来应用于无创性的产前诊断 转机出现在1997年,香港中文大学的 Dennis lo教授率先发现孕妇外周血中存在“漂流” 的胎儿DNA。即便是在怀孕初期,母体外周血中胎儿的游离DNA含量也在5%左右。于是研究人 员通过抽取孕妇的外周血,分离出血浆,然后从血浆里再提取外周血的DNA片段进行分析研究。 外周血的DNA片段较小,基本从1毫升血浆里只能提取到纳克级的DNA片段。光是如何精确的提 取出用于研究的足量DNA片段,都让实验室的研发人员苦恼了好几个月。尽管在试验操作过程 中需要克服诸多的困难,但至少在非侵入条件下进行产前诊断已成为可能,要知道目前的产 前诊断技术都是采用侵入性方式 无创DNA产前检测,又称为无创产前DNA检测、无创胎儿染色体非整倍体检测等。根据国 际权威学术组织美国妇产科医师学院委员会[1],无创产前DNA则( Ininvasive prenatal1DNA testing)是应用最广泛的技术名称。就目前常用的产前筛查和诊断而言,以唐氏综合症为例 现常用的筛査多数采用血清学联合筛査法。这是一种基于人群的统计方法,根据AFP/hCG在血 液中的含量,结合母亲体重、年龄、孕周算出来的风险系数与唐氏综合症只有一定的相关性。 唐氏综合征是由21号染色体三体导致的,表达AFP和hCG的基因都不在21号染色体上,因而它
无创 DNA 产前检测技术 13307100168 沈政 一、 生物技术名称 ：无创 DNA 产前检测技术 二：技术应用原理： 胎儿染色体数目异常是一种偶发性疾病，迄今尚无有效的治疗方法，只能通过产前筛查、 诊断等手段进行一定程度的预防。但目前传统的产前诊断多采用羊膜穿刺等侵入性取样方法， 可能会导致感染并存在一定几率的流产等风险。几十年前，生物学家们都发现胎儿细胞会通 过胎盘进入母体血液循环系统，但由于技术上没能取得突破，至今生物学家们都不能将这些 母体外周血中的胎儿细胞分离出来应用于无创性的产前诊断。 转机出现在1997年，香港中文大学的Dennis Lo教授率先发现孕妇外周血中存在“漂流” 的胎儿DNA。即便是在怀孕初期，母体外周血中胎儿的游离DNA含量也在5%左右。于是研究人 员通过抽取孕妇的外周血，分离出血浆，然后从血浆里再提取外周血的DNA片段进行分析研究。 外周血的DNA片段较小，基本从1毫升血浆里只能提取到纳克级的DNA片段。光是如何精确的提 取出用于研究的足量DNA片段，都让实验室的研发人员苦恼了好几个月。尽管在试验操作过程 中需要克服诸多的困难，但至少在非侵入条件下进行产前诊断已成为可能，要知道目前的产 前诊断技术都是采用侵入性方式。 无创DNA产前检测，又称为无创产前DNA检测、无创胎儿染色体非整倍体检测等。根据国 际权威学术组织美国妇产科医师学院委员会[1]，无创产前DNA检测（Ininvasive Prenatal DNA testing）是应用最广泛的技术名称。就目前常用的产前筛查和诊断而言，以唐氏综合症为例， 现常用的筛查多数采用血清学联合筛查法。这是一种基于人群的统计方法，根据AFP/hCG在血 液中的含量，结合母亲体重、年龄、孕周算出来的风险系数与唐氏综合症只有一定的相关性。 唐氏综合征是由21号染色体三体导致的，表达AFP和hCG的基因都不在21号染色体上，因而它
们在血液中的含量与21号染色体三体没有直接的关系。而那些侵入性产前诊断对于年龄超过 35岁的高龄孕妇以及家族有过遗传病史的孕妇来说,更是一种非常痛苦的体验,因为她们需 要通过羊膜腔穿刺或者绒膜绒毛取样等侵入性方式进行最后的确诊。 染色体 细胞核 器溜器 三体、 (图:21-三体综合症染色体示意图) 鉴于对筛査技术(例如唐筛)的不确定性和对侵入性诊断方式(羊穿等)的恐惧心理,孕妇 开始寻求一种更为简单有效的方式来解决她们所要面临的困境。得益于目前DNA测序的成本降 低,无创DNA产前检测技术用于产前临床的设想在近期内可以成为现实。至少可以对T21、T8 T13三大染色体疾病进行无创DNA产前检测。 羊水穿制 绒毛膜穿制血清学联合筛查无创DN产前检测 流产率 0.5%~1%流产率1%3%流产率无流产风险 无流产风险 准确率 准确率>99% 准确率>99% 65%~75% 准确率>9.9% 孕期 1621周 周 21周 12~24周 检测项目染色体非整倍体染色体非整倍体染色体非整倍体染色体非整倍体 检测周期 4~5周 4~5周 4~8周 1~2周 (图:几种DM产前检测方式对比)
们在血液中的含量与21号染色体三体没有直接的关系。而那些侵入性产前诊断对于年龄超过 35岁的高龄孕妇以及家族有过遗传病史的孕妇来说，更是一种非常痛苦的体验，因为她们需 要通过羊膜腔穿刺或者绒膜绒毛取样等侵入性方式进行最后的确诊。 （图：21-三体综合症 染色体示意图） 鉴于对筛查技术(例如唐筛)的不确定性和对侵入性诊断方式(羊穿等)的恐惧心理，孕妇 开始寻求一种更为简单有效的方式来解决她们所要面临的困境。得益于目前DNA测序的成本降 低，无创DNA产前检测技术用于产前临床的设想在近期内可以成为现实。至少可以对 T21、T18、 T13三大染色体疾病进行无创DNA产前检测。 （图：几种 DNA 产前检测方式对比）
2010年, Sequenom, Verinata health相继宣布进军无创产前诊断市场推出基于测序的无创 诊断服务用于检测孕妇所怀胎儿是否患唐氏综合征。2010年北京贝瑞和康开始探索针对唐氏 综合征的无创DNA产前检测的商业模式,同时继续坚持不懈的追求创新研发,实现了在唐氏 综合征基础上对胎儿T13、T18染色体疾病的产前检测,走在了国际分子诊断领域的前列,引 起业内专家的关注和推崇 无创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。 母体血浆中含有胎儿游离DNA,为该项目提供现实依据。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,为项目提供理论依据 新型无创DNA产前检测技术流程 产前咨询 样本采集 游离DNA提取 (图:新型无创DM产前检测技术流程示意多机测序 发放报告及解释 信息分析 测序文库构建 新一代高通量测序、信息分析平台为深度挖掘母体血浆中胎儿游离DNA信息提供技术依 据
2010 年，Sequenom，Verinata Health 相继宣布进军无创产前诊断市场推出基于测序的无创 诊断服务用于检测孕妇所怀胎儿是否患唐氏综合征。2010 年北京贝瑞和康开始探索针对唐氏 综合征的无创 DNA 产前检测的商业模式，同时继续坚持不懈的追求创新研发，实现了在唐氏 综合征基础上对胎儿 T13、T18 染色体疾病的产前检测，走在了国际分子诊断领域的前列，引 起业内专家的关注和推崇。 无创 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。 母体血浆中含有胎儿游离DNA，为该项目提供现实依据。 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，为项目提供理论依据。 （图：新型无创 DNA 产前检测技术流程示意图） 新一代高通量测序、信息分析平台为深度挖掘母体血浆中胎儿游离 DNA 信息提供技术依 据
、技术应用实例 2012年5月由北京协和医院与北京贝瑞和康生物技术有限公司联合进行的针对胎儿染色体非 整倍体疾病的大规模无创DNA产前检测临床试验顺利完成。 该试验是国际上首个大规模前瞻性的针对胎儿染色体非整倍体疾病的无创DNA产前检测临床 试验。本次临床试验的结果显示,无创DNA产前检测技术对于孕12周以上胎儿的三大染色体 非整倍体疾病(唐氏综合征、爱德华氏综合征、帕陶氏综合征)的准确率接近100%,假阳性 率为0.05%。该结论与2011年由湘雅医院和贝瑞和康共同完成的回顾性临床试验结果几乎完 全一致 无创产前基因检测技术现期可在唐氏综合征检査中很好的应用。传统的血清学唐筛假阳 性率、漏诊率髙,绝大部分唐筛髙危孕妇经历羊穿诊断后确定胎儿健康,假阳性的问题给孕 妇带来了极大的心理压力。羊水穿刺属于介入性诊断方法,根据文献报道,可使流产风险提 高0.5-1%。相较于其他检测方法,无创产前基因检测具有:无创性,无流产风险,检出率髙 >99%)。 参考资料 1、无创DNA产前检测技术一—一百度百科 http://baike.baiducom/link?url=ecgcgiylkitonn7n2godhyvcqd1bkw44qp3uptXrki 513ImwD8-UhzfVFLxXhNoZZsWiRVQJp5 Fyb8FKDrecxa 无创产前基因检测技术研究最新进展——爱爱医学网 http://www.iiyi.com/i/index/keyan/2012/1119/36808.html 3、无创DNA产前检测技术引领孕检新时代一一一生物谷 http://www.bioon.com/industry/medtech/500879.shtml 4、图片来自百度搜索
三、技术应用实例 2012年5月，由北京协和医院与北京贝瑞和康生物技术有限公司联合进行的针对胎儿染色体非 整倍体疾病的大规模无创DNA产前检测临床试验顺利完成。 该试验是国际上首个大规模前瞻性的针对胎儿染色体非整倍体疾病的无创 DNA 产前检测临床 试验。本次临床试验的结果显示，无创 DNA 产前检测技术对于孕 12 周以上胎儿的三大染色体 非整倍体疾病（唐氏综合征、爱德华氏综合征、帕陶氏综合征）的准确率接近 100%，假阳性 率为 0.05%。该结论与 2011 年由湘雅医院和贝瑞和康共同完成的回顾性临床试验结果几乎完 全一致。 无创产前基因检测技术现期可在唐氏综合征检查中很好的应用。传统的血清学唐筛假阳 性率、漏诊率高，绝大部分唐筛高危孕妇经历羊穿诊断后确定胎儿健康，假阳性的问题给孕 妇带来了极大的心理压力。羊水穿刺属于介入性诊断方法，根据文献报道，可使流产风险提 高0.5-1%。相较于其他检测方法，无创产前基因检测具有：无创性，无流产风险，检出率高 (>99%)。 参考资料 1、 无创DNA产前检测技术——－百度百科 http://baike.baidu.com/link?url=ECGcGIyLKitONn7N2gODhyvcqDlBKW44Qp3uPTXRK1 5i3ImwD8-UhzfVFLxxhNoZZsWiRVQJp5Fyb8FKDrecxa 2、 无创产前基因检测技术研究最新进展 ——－爱爱医学网 http://www.iiyi.com/i/index/keyan/2012/1119/36808.html 3、 无创DNA产前检测技术引领孕检新时代——－生物谷 http://www.bioon.com/industry/medtech/500879.shtml 4、 图片来自百度搜索
