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產(chǎn)前遺傳學(xué)檢測技術(shù)簡介
發(fā)布日期:2023-02-14 20:11瀏覽次數(shù):1129次
《中國出生缺陷防治報告(2012)》顯示,我國出生缺陷發(fā)生率在5.6%左右,每年新增出生缺陷數(shù)約90萬例。產(chǎn)前遺傳病檢查通常使用產(chǎn)前遺傳病檢測設(shè)備及相關(guān)配套的體外診斷試劑注冊產(chǎn)品,一般包括全基因組測序、通過基因芯片檢測染色體、進行單基因疾病檢測等項目。

《中國出生缺陷防治報告(2012)》顯示,我國出生缺陷發(fā)生率在5.6%左右,每年新增出生缺陷數(shù)約90萬例。產(chǎn)前遺傳病檢查通常使用產(chǎn)前遺傳病檢測設(shè)備及相關(guān)配套的體外診斷試劑注冊產(chǎn)品,一般包括全基因組測序、通過基因芯片檢測染色體、進行單基因疾病檢測等項目。

體外診斷試劑注冊.jpg

產(chǎn)前遺傳學(xué)檢測技術(shù)簡介

出生缺陷是導(dǎo)致早期流產(chǎn)、死胎、圍產(chǎn)兒死亡、嬰幼兒死亡和先天殘疾的主要原因,不但嚴重危害兒童生存和生活質(zhì)量,也會造成巨大的壽命損失和社會經(jīng)濟負擔。

近年來我國高齡孕產(chǎn)婦數(shù)量增長,染色體異常等嚴重出生缺陷的生育風險也相應(yīng)增加,產(chǎn)前診斷是預(yù)防出生缺陷的有效方法。根據(jù)國家衛(wèi)生健康委員會《產(chǎn)前診斷技術(shù)管理辦法》,產(chǎn)前診斷技術(shù)項目包括遺傳咨詢、醫(yī)學(xué)影像、生化免疫、細胞遺傳和分子遺傳等。本文將對產(chǎn)前遺傳學(xué)相關(guān)的一些檢測方法進行介紹。

 一、G顯帶染色體核型分析

目前,G顯帶染色體核型分析技術(shù)仍然是細胞遺傳學(xué)診斷的金標準,核型分析是對羊水細胞進行培養(yǎng)、制片,然后分析細胞分裂中期染色體,該方法能夠全面分析染色體,對于所有染色體數(shù)目異常,較明顯的易位、倒位,較大的缺失和重復(fù)都能檢出。但該技術(shù)具有細胞培養(yǎng)耗時長、技術(shù)操作復(fù)雜,對人員要求較高且取材時間受限,還有培養(yǎng)失敗和制片效果不佳的可能性,尤其對染色體嵌合現(xiàn)象難以做出解釋,這是因為中期分裂相的數(shù)目較少,往往不能提供足夠的細胞來計數(shù)。此外,核型分析分辨率為5-10Mb,不能檢出5Mb以下的亞顯微結(jié)構(gòu)異常。

二、熒光原位雜交分析(FISH)

熒光原位雜交技術(shù)是利用堿基互補的性質(zhì),將熒光素標記的探針與組織、細胞核或染色體DNA進行雜交,對細胞中待測核酸進行定性、定位及定量,將染色體復(fù)雜和細微的畸變或基因突變清楚顯現(xiàn)的細胞遺傳學(xué)技術(shù)。該檢測無需細胞培養(yǎng),分析周期短,靈敏度和特異度均較高,可快速檢出胎兒常見染色體非整倍體異常,從而解決染色體核型分析診斷周期長、培養(yǎng)不確定性等問題,此外FISH還可分辨一些微小缺失及復(fù)雜易位,彌補常規(guī)以及高分辨染色體顯帶技術(shù)以及人眼分辨的局限性,提高分辨精度,擴大檢測范圍。

根據(jù)2020年《產(chǎn)前熒光原位雜交技術(shù)專家共識》,F(xiàn)ISH技術(shù)的產(chǎn)前應(yīng)用指征為:1.無創(chuàng)產(chǎn)前檢測提示13、18、21和性染色體數(shù)目異常,需進一步明確診斷者;染色體異常嵌合的診斷,對嵌合比例做出較為準確的判斷。2.FISH與核型分析的聯(lián)合應(yīng)用,對所有具備侵入性細胞遺傳學(xué)產(chǎn)前診斷指征的胎兒進行檢測。3.對于孕周過大、染色體核型分析細胞培養(yǎng)失敗或其他原因不能行細胞遺傳學(xué)產(chǎn)前診斷者。4.FISH與其他分子遺傳學(xué)診斷技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用時,可同時采用FISH獲得13、18、21、X、Y等染色體數(shù)目的信息。

FISH能夠檢測染色體上有限的已知位置,不能對染色體進行全局分析,其結(jié)果會存在假陽性和假陰性,需與核型分析或其他檢測技術(shù)結(jié)合。

三、染色體微陣列分析(CMA)

染色體微陣列分析技術(shù),又稱“分子核型分析”,是一種高分辨率的全基因組染色體變異檢測技術(shù),主要包括基于微陣列的比較基因組雜交(aCGH)和單核苷酸多態(tài)性微陣列(SNP array),能夠在基因組水平進行掃描,對非整倍體和不平衡性染色體重排的檢出效率與傳統(tǒng)核型方法相同,且能發(fā)現(xiàn)額外的有臨床意義的基因組CNV,可檢測染色體不平衡的拷貝數(shù)變異,尤其對于檢測染色體組微小缺失、重復(fù)等不平衡性重排的具有突出優(yōu)勢。aCGH能夠檢測染色體非整倍體異常和染色體微小微小拷貝數(shù)變異,但不能檢測單親二倍體(UPD)、雜合性缺失(LOH)、平衡重排(易位、倒位)、三倍體和低比例嵌合體;SNP array除可檢測染色體非整倍體異常和染色體微小拷貝數(shù)變異外,還可檢測UPD、LOH、三倍體,可靠的檢測≥30%的嵌合體及進行血緣關(guān)系遠近分析。

2013年美國婦產(chǎn)醫(yī)師協(xié)會發(fā)布染色體微陣列分析在產(chǎn)前診斷中應(yīng)用的實踐指南,建議在產(chǎn)前超聲發(fā)現(xiàn)胎兒有一個或多個結(jié)構(gòu)異常的孕婦行介入性產(chǎn)前診斷時,推薦使用染色體微陣列分析,可取代核型分析。2014年《染色體微陣列分析技術(shù)在產(chǎn)前診斷中應(yīng)用專家共識》提出涉及CMA技術(shù)的產(chǎn)前診斷技術(shù)路線建議對產(chǎn)前超聲檢查發(fā)現(xiàn)有胎兒結(jié)構(gòu)異常的患者先行胎兒染色體核型分析和快速產(chǎn)前診斷,如結(jié)果異常,則可直接發(fā)放診斷報告。如結(jié)果正常,則應(yīng)進一步行CMA技術(shù)檢測,對重要的CMA異常結(jié)果,應(yīng)采用FISH技術(shù)對其進行驗證。

CMA已是成熟應(yīng)用的高分辨染色體分析技術(shù),然而較高的成本與較低的通量在一定程度上限制了CMA的大規(guī)模應(yīng)用,CMA技術(shù)也存在一些問題,表現(xiàn)在CMA檢測結(jié)果的臨床意義判讀能力不足等,此外,采用不同的CMA檢測平臺以及不同分辨率的芯片,對同一胎兒樣本,也可能會得出不同的檢測結(jié)果。

四、基因組拷貝數(shù)變異測序(CNV-seq)

基于下一代測序技術(shù)的拷貝數(shù)變異測序提供了產(chǎn)前診斷的新手段,可進行染色體非整倍體檢測。與核型分析、CMA技術(shù)相比,具有檢測范圍廣,通量高,操作簡便,兼容性好,所需DNA樣本量低等優(yōu)點。

2019年《低深度全基因組測序技術(shù)在產(chǎn)前診斷中的應(yīng)用專家共識》明確CNV-seq在產(chǎn)前診斷過程中,建議將CNV-seq技術(shù)與熒光定量PCR(QF-PCR)或者短串聯(lián)重復(fù)序列(STR)檢測進行聯(lián)合應(yīng)用,QF-PCR或STR可對樣本的母源污染情況進行判斷,確保檢測反映胎兒的真實情況。

CNV-seq也有諸多局限,如無法檢測三倍體及多倍體;無法發(fā)現(xiàn)染色體相互易位,倒位等染色體平衡性結(jié)構(gòu)重排,也無法區(qū)分游離型三體和異位型三體,建議結(jié)合核型分析進行診斷;檢測提示性染色體拷貝數(shù)異常時,為明確是否為嵌合體以及細胞系組成情況,建議進一步行熒光原位雜交檢測等。

五、相關(guān)產(chǎn)品的監(jiān)管考慮

各種新技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用為產(chǎn)前診斷帶來了新局面,但是各種檢測技術(shù)都有相對的優(yōu)缺點,檢測結(jié)果的復(fù)雜性和遺傳咨詢的難點持續(xù)存在,基于目前醫(yī)學(xué)知識的局限性,專業(yè)人士也難以判斷所有檢出變異的臨床意義。  

鑒于產(chǎn)前遺傳學(xué)診斷檢測產(chǎn)品的復(fù)雜性,技術(shù)審評存在諸多難點,初步總結(jié)可對以下幾個方面進行考量:

一是對臨床應(yīng)用場景的進一步規(guī)范。目前專家共識認為CMA技術(shù)可用于超聲檢查異常,核型檢查正常的孕婦。CNV-seq則更進一步推薦對于有產(chǎn)前診斷指征的孕婦,在充分知情的前提下,可作為一線產(chǎn)前診斷方法。但是對于產(chǎn)品預(yù)期用途的確定,除了方法本身的一些局限性和產(chǎn)品應(yīng)用的樣本類型外,還需著重考慮 CMA/CNV-seq檢測在臨床醫(yī)療實踐過程中的定位,確定合適的臨床預(yù)期用途和適用人群。

二是臨床確認的難點。首先是參比方法的選擇,針對產(chǎn)品設(shè)計合理的臨床驗證,選擇合適的對比方法是產(chǎn)品申報中的難點。其次,陽性病例相對獲得難度較大。此外,該技術(shù)臨床試驗操作過程復(fù)雜,對醫(yī)療機構(gòu)及專業(yè)技術(shù)人員的資質(zhì)要求較高,具體可參考相應(yīng)指南要求。

三是對結(jié)果解讀的規(guī)范?;谌蚪MCNVs檢測的結(jié)果復(fù)雜性,以及對各種變異臨床意義認識的局限性,并考慮為遺傳咨詢提供有效信息,規(guī)范相關(guān)檢測報告。


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