華人學者開發新無創產前診斷技術！兩大難題一併解決！

數據顯示，除去孕早、中期的流產、胎死宮內以外，約3-5%的出生嬰兒存在身體結構或智力缺陷。在所有圍產期死亡中，先天性缺陷佔20-25%，因此，產前診斷是最大限度免除先天性疾病的道路。近年來，無創產前基因檢測技術（NIPS）的問世為廣大孕婦免除了有創之苦。但是，NIPS在單基因顯性疾病檢測方面進展的空白讓諸多科學家愁眉不展。近日，貝勒醫學院的華人學者張靜瀾帶領的研究團隊帶來了好消息！他們開發了一項新型NIPS，可以一次性檢測30種單基因顯性疾病，而且準確率達100%！

NIPS——單基因顯性疾病檢測，兩座大山壓頂

NIPS是近年來產前檢測領域出現的一項透過檢測血液中遊離胎兒DNA的非入侵式產檢胎兒染色體疾病檢測技術，有效補充了現有的唐氏篩查、羊水穿刺，開闢了產前檢測的新篇章，已被證實能降低單基因隱性疾病的篩查成本。但是，其針對單基因顯性疾病的篩查卻難尋可靠的進展，相關研究屢屢碰壁，這是為什麼呢？

難題有二。其一，NIPT是通過NGS技術檢測母親血漿中胎兒的細胞遊離DNA（cfDNA）來間接評估胎兒基因狀態，相比羊水穿刺等直接的檢測手段，這種「間接」的方法利用NGS分析進行建庫與測序時極易受到干擾，也就是「噪音」過大。其二，顯性突變基因往往存在著大量的假陽性基因，這二者讓NIPT對單基因顯性疾病的篩查準確率始終難以提高。因此，最大限度地降噪和降低假陽性率就是NIPS應用於單基因顯性疾病必須跨過的「兩座大山」。

新型NIPS——降噪降假陽性，準確率達100%！

一直以來，NGS時PCR及測序過程中的系統錯誤造成的假陽性讓人們對測序結果不敢全然信任。自2007年開始，陸續有報道指出可用分子條形碼（UMI）標記單個模板來解決 NGS 中的 PCR 重複和擴增誤差問題。

UMI是將原始樣本基因組打斷後的每一個片段都加上一段特有的標籤序列，用於區分同一樣本中成千上萬的不同的片段，在後續的數據分析中可以通過這些標籤序列來排除由於 DNA 聚合與擴增以及測序過程中所引入的錯誤。研究人員在NGS分析前期引入UMI，成功對NGS進行有效降噪，使其篩查精度得到顯著提高。

在NGS分析前期引入UMI

而在假陽性基因的篩查方面，研究人員使用存在於母體血漿中胎兒的cfDNA來傳遞親本等位基因，並依此開發了基於單核苷酸多態性（SNP）的胎兒分數（FF）計算方法，測試了準確性與靈敏性，最終藉此篩查出了假陽性基因。

新型IPNS的高效檢測效率

至此，研究團隊完美地跨越了IPNS的「兩座大山」，而為了驗證IPNS技術的精度，便需要大量的樣本對技術進行驗證。研究人員對458名孕婦進行了30項單基因顯性疾病的檢測與後續回訪。他們利用此項技術一共檢測出了35例單基因顯性疾病陽性案例，在徵得患者同意的20例陽性病例的後續診斷結果中發現所有樣本均呈現陽性，這意味著該IPNS技術的檢測效率為100%，無任何誤差。

這項新型IPNS技術的開發，無疑是為單基因顯性疾病的篩查填補了空白。該技術實現了對多種胎兒高發的人類顯性單基因疾病的簡潔快速準確檢測，對進一步評估和管理妊娠有極大的臨床價值。

參考文獻：

Jinglan Zhang,et al.Non-invasive prenatal sequencing for multiple Mendelian monogenic disorders using circulating cell-free fetal DNA.Nature Medicine (2019) .

Non-invasive prenatal sequencing test complements current prenatal screening for genetic diseases.

（來源：轉化醫學網360zhyx.com）

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