無創(chuàng)產(chǎn)前檢測篩查胎兒性染色體非整倍體的臨床效果評價*

盧鳳英，張 玢

(南京醫(yī)科大學(xué)附屬常州市婦幼保健院醫(yī)學(xué)遺傳科，江蘇 常州 213000)

母體減數(shù)分裂或父系減數(shù)分裂過程中的錯誤可導(dǎo)致染色體非整倍體。X或Y染色體非整倍體又稱為性染色體非整倍體(SCA)，可引起男性或女性器官發(fā)育不良、智力低下或精神、神經(jīng)障礙等[1]。三倍X綜合征(47，XXX)、Turner綜合征(45，X)、Klinefelter綜合征(47，XXY)、XYY綜合征(47，XYY)是常見的SCA異常，絕大部分SCA在妊娠期無法經(jīng)超聲掃描發(fā)現(xiàn)異常[2]。目前，SCA在活產(chǎn)兒的發(fā)病率為1/400～1/350[3]，有創(chuàng)產(chǎn)前診斷羊膜穿刺術(shù)或臍帶血穿刺術(shù)是診斷SCA的“金標(biāo)準(zhǔn)”[4]，但由于胎兒丟失、感染發(fā)生率較高，以及對孕婦及家人造成的精神壓力，更多的醫(yī)師和孕婦傾向于初步的無創(chuàng)產(chǎn)前檢測(NIPT)，而非有創(chuàng)產(chǎn)前診斷。NIPT通過大規(guī)模平行測序檢測母體血漿中游離胎兒DNA，現(xiàn)已成為臨床實踐中首選的非整倍體篩查試驗[5-7]。NIPT因其具有較高的準(zhǔn)確性和靈敏度，被廣泛用于篩查21-三體、18-三體、13-三體胎兒非整倍體[8-9]。近年來，NIPT技術(shù)已擴(kuò)展到SCA檢測[10-13]。但到目前為止，仍缺乏大規(guī)模針對NIPT篩查SCA效益的臨床研究，因此，本研究通過對50 972例樣本進(jìn)行NIPT，對該技術(shù)用于SCA篩查的臨床效能進(jìn)行了探討，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1資料

1.1.1一般資料 選取2012年5月至2021年5月在本院接受NIPT產(chǎn)前篩查的50 972名孕婦作為研究對象，平均年齡(30.94±4.60)歲，平均體重指數(shù)(24.08±3.86)kg/m2，平均孕周(17.26±1.15)周。NIPT指征：高風(fēng)險7 492例(14.70%)，臨界風(fēng)險11 291例(22.15%)，高齡13 452例(26.39%)，自愿13 815例(27.10%)，其他(如輔助生殖、雙胎等)4 922例(9.66%)。NIPT提示胎兒SCA異常251例，召回進(jìn)行遺傳咨詢后自愿接受羊膜穿刺術(shù)后染色體微陣列分析(CMA)進(jìn)行有創(chuàng)產(chǎn)前診斷171例。本研究經(jīng)本院審查委員會批準(zhǔn)，每個參與者在參與前均提供書面知情同意。

1.1.2NIPT納入標(biāo)準(zhǔn) (1)孕周12～22+6周；(2)符合NIPT篩查原則。

1.1.3NIPT排除標(biāo)準(zhǔn) (1)孕周小于 12周；(2)夫婦一方有明確的染色體異常；(3)1年內(nèi)接受過異體輸血、移植手術(shù)、異體細(xì)胞治療等；(4)胎兒超聲檢查提示有結(jié)構(gòu)異常需進(jìn)行產(chǎn)前診斷；(5)有基因遺傳病家族史或提示胎兒患基因病高風(fēng)險；(6)孕期合并惡性腫瘤；(7)醫(yī)師認(rèn)為有明顯影響結(jié)果準(zhǔn)確性的其他情形。

1.1.4CMA納入標(biāo)準(zhǔn) (1)孕周18～23+6周；(2)NIPT提示性染色體高風(fēng)險；(3)臨床病歷資料齊全。

1.1.5CMA排除標(biāo)準(zhǔn) (1)術(shù)前感染未治愈或手術(shù)當(dāng)天感染或可疑感染；(2)先兆流產(chǎn)未治愈;(3)有出血傾向；(4)宮頸內(nèi)口功能不全；(5)前置或低置胎盤伴出血。

1.2方法

1.2.1NIPT方法 采集孕周12～22+6周孕婦外周血樣8～10 mL，采用乙二胺四乙酸抗凝，6 h內(nèi)分離血漿收集游離胎兒DNA。在Illumina NextSeq CN500平臺上進(jìn)行大規(guī)模平行測序，測序數(shù)據(jù)采用RUPA數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)處理。以胎兒DNA>4%為樣品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，單個樣本測序深度均大于0.08×，Unique reads ≥1.5 MB。

1.2.2核型及芯片分析 NIPT提示SCA陽性孕婦接受遺傳咨詢后進(jìn)行有創(chuàng)產(chǎn)前診斷。孕周18～23+6周經(jīng)羊膜穿刺術(shù)后行CMA。使用QIAamp DNA迷你試劑盒(Qiagen Inc.，Valencia，CA，United States)提取羊水細(xì)胞DNA，250 ng的DNA通過GCS 3000Dx v.2平臺擴(kuò)增、標(biāo)記和雜交，采用750 K芯片(Affymetrix CytoScan 750 K array)進(jìn)行SNP芯片檢測。數(shù)據(jù)采用染色體分析套件v3.2(ChAs)軟件處理。采用公共數(shù)據(jù)庫(如DECIPHER、OMIM、ClinVar、ISCA、NCBI和UCSC)對數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋。

1.2.3隨訪 采用電話隨訪、病案查詢等方式對接受NIPT產(chǎn)前篩查孕婦的妊娠結(jié)局進(jìn)行隨訪。NIPT提示胎兒SCA陽性的孕婦隨訪時間為胎兒確診SCA至出生后1歲。對NIPT提示胎兒SCA陽性的孕婦進(jìn)行遺傳咨詢，并建議進(jìn)行產(chǎn)前診斷。

1.3數(shù)據(jù)處理 計數(shù)資料以率或構(gòu)成比表示。計算陽性預(yù)測值(PPV)：以CMA結(jié)果為“金標(biāo)準(zhǔn)”，評估NIPT結(jié)果，NIPT和CMA均為陽性為真陽性(TP)，NIPT 陽性而CMA陰性為假陽性(FP)，PPV=TP例數(shù)/(TP例數(shù)+FP例數(shù))×100%。

2 結(jié) 果

2.1NIPT對胎兒SCA檢出情況 50 972名孕婦經(jīng)NIPT提示胎兒SCA 陽性251例，其中143例(56.97%)提示胎兒SCA類型為“45，X”，37例(14.74%)為“47，XXX”，54例(21.51%)為“47，XXY”，17例(6.77%)為“47，XYY”。NIPT篩查胎兒SCA陽性率為0.49%(251/50 972)。經(jīng)遺傳咨詢后251例提示胎兒SCA的孕婦中自愿接受羊膜穿刺術(shù)后行CMA產(chǎn)前診斷171例，其余80例拒絕接受產(chǎn)前診斷，僅進(jìn)行常規(guī)產(chǎn)前檢查，產(chǎn)前診斷率為68.13%。

2.2產(chǎn)前診斷情況 經(jīng)CMA產(chǎn)前診斷的171例孕婦中SCA真陽性68例，NIPT的SCA總PPV為39.77%?！?5，X”“47，XXX”“47，XXY”“47，XYY”的PPV分別為21.43%、59.26%、67.57%、66.67%，其中“45，X”的PPV最低。見表1。21例確診為“45，X”核型中8例CMA結(jié)果為X染色體單拷貝arr[hg19] (X) × 1；10例為X染色體嵌合性單拷貝arr[hg19](X)×1-2；3例為X染色體微缺失，CMA結(jié)果分別為arr[hg19]Xp22.33p21.2(168，551-31，157，108)x1、arr[hg19]Xq28(152，859，456-155，233，098)x1、arr[hg19]Xp22.33(168，551-2，475，482)x1。高風(fēng)險、臨界風(fēng)險、高齡、自愿、其他組胎兒的SCA PPV分別為55.56%、20.45%、51.11%、38.30%、37.50%，高風(fēng)險組PPV最高，其次為高齡組。見表2。

表1 NIPT篩查胎兒性染色體的PPV

表2 不同NIPT指征胎兒的PPV

2.3隨訪情況 68例確診為胎兒性染色體異常的孕婦中選擇繼續(xù)妊娠24例，其余44例選擇終止妊娠，總的終止妊娠率為64.71%，胎兒SCA類型為“45，X”“47，XXX”“47，XXY”“47，XYY”的終止妊娠率分別為71.43%(15/21)、37.50%(6/16)、80.00%(20/25)、50.00%(3/6)。 24例繼續(xù)妊娠至分娩的新生兒出生后均未見異常，隨訪至受試兒1歲時也均未見異常。對NIPT低風(fēng)險孕婦進(jìn)行隨訪發(fā)現(xiàn)1例“45，X”假陰性者。該產(chǎn)婦為高齡，經(jīng)卵胞質(zhì)內(nèi)單精子顯微注射術(shù)后成功受孕雙胎，孕17周NIPT結(jié)果為低風(fēng)險，但在孕23周時超聲檢查提示其中1個胎兒頸部水囊瘤，經(jīng)臍血穿刺后該胎兒核型分析確診為“45，X”。

3 討 論

早期干預(yù)服務(wù)，如物理治療、職業(yè)治療和個體化教育計劃可對SCA患者的預(yù)后產(chǎn)生巨大影響。因此，早期篩查胎兒SCA具有重要意義[14]。傳統(tǒng)非整倍體篩查不包括SCA篩查，而美國醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)學(xué)會建議，告知孕婦NIPT盡可能擴(kuò)大到SCA篩查[7,15]。本研究分析了50 972例臨床樣本的NIPT結(jié)果，評估了NIPT用于SCA篩查的臨床效果，結(jié)果顯示，NIPT篩查SCA的總PPV為39.77%，與文獻(xiàn)報道的32.42%～54.54%相符[16-18]，說明NIPT對檢測胎兒SCA具有不錯的潛力，但其準(zhǔn)確性仍有待于提高，在臨床中的應(yīng)用還需進(jìn)一步研究和驗證。

值得注意的是，與既往文獻(xiàn)報道一致，本研究結(jié)果顯示，“45，X”的PPV(21.43%)明顯低于其他類型的SCA。有幾個原因可以解釋這一點：(1)X染色體上有1 098個基因，Y染色體上有78個基因；其中58個基因是2條性染色體上的同源基因，其中大部分(29個基因)位于X和Y染色體末端，目前，NIPT的測序長度僅為36個堿基，容易導(dǎo)致X和Y染色體之間的測序定位錯位[19]。(2)胎盤組織中X染色體的非隨機(jī)失活可能是NIPT技術(shù)對“45，X”染色體的PPV較低的原因[20]。(3)母體因素，如孕婦,染色體異?；蛱ケP嵌合[21]。提示NIPT用于檢測SCA還需進(jìn)一步完善實驗方案。超過90%的“45，X”胎兒在胚胎時期B 超檢查可發(fā)現(xiàn)異常，表現(xiàn)為頸部囊性水腫和(或)心臟異常，結(jié)合B超檢查結(jié)果分析可提高“45，X”胎兒的產(chǎn)前診斷率，降低此類患兒出生率[22-25]。

同時本研究也根據(jù)妊娠特征對NIPT篩查胎兒SCA的不同PPV進(jìn)行了進(jìn)一步分析，高齡組、高風(fēng)險組SCA的PPV明顯高于其他組，分別為51.11%、55.56%。表明孕婦年齡和血清學(xué)篩查風(fēng)險對NIPT篩查胎兒SCA的PPV具有較大的影響。曾有研究表明，孕婦高齡會增加胎兒發(fā)生“47，XXX” “47，XXY”的風(fēng)險[26]。因此，對NIPT結(jié)果進(jìn)行分析時孕婦本身的風(fēng)險系數(shù)，如高齡、血清學(xué)篩查風(fēng)險等均應(yīng)納入分析，以提高NIPT篩查SCA的PPV。

本研究是目前國內(nèi)關(guān)于NIPT篩查SCA樣本量最大的，但也有一些局限性：(1)無法獲得有關(guān)母體或胎盤嵌合體的信息，導(dǎo)致了假陽性率。(2)由于SCA新生兒可能表現(xiàn)為表型正常，在青春期前不進(jìn)行核型分析很難確認(rèn)SCA的存在，而本研究只隨訪至出生后1年。因此，NIPT篩查SCA結(jié)果并沒有被完全證實。(3)NIPT的靈敏度、特異度和陰性預(yù)測值均未納入本研究。雖然大量研究表明，NIPT技術(shù)的假陽性和陰性結(jié)果不容忽視，但該技術(shù)僅被定義為篩查技術(shù)(不是診斷技術(shù))，強(qiáng)調(diào)需要用細(xì)胞遺傳學(xué)來證實陽性結(jié)果。本研究隨訪中發(fā)現(xiàn)胎兒確診為“47，XXY”的父母更傾向于終止妊娠，同時也發(fā)現(xiàn)1例雙胎孕婦“45，X”假陰性的案例，進(jìn)一步提醒在臨床工作中應(yīng)用NIPT篩查SCA需要謹(jǐn)慎，尤其是對通過體外受精-胚胎移植方式受孕的雙胎及多胎妊娠的NIPT結(jié)果為低風(fēng)險的孕婦應(yīng)當(dāng)充分建議其定期進(jìn)行常規(guī)產(chǎn)前檢查。如同時存在胎兒影像學(xué)檢查異常應(yīng)當(dāng)對其進(jìn)行后續(xù)咨詢及相應(yīng)的產(chǎn)前診斷。

綜上所述，NIPT可用于篩查SCA，但其檢測效能相對較低，當(dāng)NIPT提示SCA高風(fēng)險時應(yīng)建議孕婦進(jìn)行專業(yè)的遺傳咨詢，并告知其NIPT篩查SCA的局限性。