NEJM:胎儿基因检测新时代
DNA测序已经以一种戏剧性的全新方式进入了医疗界:在早早孕时期检测染色体缺陷。25年来,我们知道,胎儿的DNA痕迹可以通过怀孕母亲的血液来进行检测,然而这些痕迹非常之小,而且到目前为止,我们尚没有技术来检测到DNA正常的多余染色体。
上周,在《新英格兰医学杂志》(The New England Journal of Medicine)上发表的一篇研究文章中,戴安娜•碧昂琪(Diana Bianchi)和她的同事们向我们展示了,DNA测序如何能以惊人的准确率帮助检测到多余的染色体。这篇报告开启了胎儿DNA检测的新时代。
首先让我们来了解一些背景知识:人体的第21对染色体多出一条变成三条就会引起唐氏综合征(Down syndrome),这种遗传学疾病导致智力缺陷和生长迟缓。唐氏综合征也被称为“21-三体综合征”,“三体”即染色体变成三条而不是正常的两条。更为少见的爱德华兹综合征(Edwards syndrome)则由人体第18对染色体的三体变异导致,故而又称“18-三体综合征”,其后果要严重得多,大部分妊娠会中途发生终止。而其他染色体的三体变异也通常会导致早产或流产。出于多种原因,准爸妈们都想要知道胎儿是否携带这种不正常的变异因素。
上述新检测法的精确率令人印象深刻。在1,914名健康的年轻怀孕妇女中,仅有8人的胎儿染色体出现多余,而这一测试方法将全部8例都检测了出来。最令人印象深刻的是其较低的假阳性率:总体而言,这一新DNA检测法仅报告9例假阳性(21-三体变异或18-三体变异),而传统的筛查测试尽管也发现了全部的8例真阳性案例,其假阳性结果却高达80例,几乎是DNA测序法的9倍之多。
“如果所有得到阳性结果的女性选择进行入侵性检查,那么诊断性入侵性检查的数量将减少89%。”
怀孕妇女及其伴侣剪影。
DNA测序法每一年都在变得速度更快、费用更便宜,所以,现在看到这种方法仅被用于检测三染色体细胞,不免令我们有些吃惊。
检测多余染色体的困难之处在于,DNA基因序列本身是正常的。如果你对基因进行测序,你不会发现任何显示胎儿拥有多余染色体的变异。而这就是下一代基因测序技术惊人效率起作用的地方。
如果任何染色体出现了三条,那么该条染色体DNA增加的几率上升了50%。基因测序的力量来自于其以大量数据为依托:因为我们可以对每条染色体的许多碎片进行测序,那么50%的上升几率就会较为容易地被检测到。
碧昂琪所采用的检测三体变异的方法是2011年艾米•赛奈特(Amy Aehnert)及其同事的研究成果,其中一些人也是上述新研究报告的参与者(注:他们使用的是一种名为Bowtie的软件项目来进行分析,该软件由我的学生本•兰米德[Ben Langmead]开发)。这一方法将随着时间的推移而变得更好:进一步降低假阳性率。
美国妇产科医师协会(American College of Obstetricians and Gynecologists)早已建议有胎儿染色体异常(多余染色体)风险的孕妇采用DNA检测。确切来说,他们建议高风险孕妇在获得遗传学咨询之后,拥有做胎儿DNA检测的选择权。上述研究是在低风险孕妇人群中进行的,其表明,产前DNA测试的益处应该让所有女性都有权利享受到。
Diana W. Bianchi, R. Lamar Parker, Jeffrey Wentworth, Rajeevi Madankumar, Craig Saffer, Anita F. Das, Joseph A. Craig, Darya I. Chudova, Patricia L. Devers, Keith W. Jones, Kelly Oliver, Richard P. Rava, and Amy J. Sehnert. DNA Sequencing versus Standard Prenatal Aneuploidy Screening. N Engl J Med., February 27, 2014; DOI: 10.1056/NEJMoa1311037