產前診斷病例母體細胞鑒定污染方法的建立及臨床應用

楊 昕，李發濤，甄 理，潘 敏，李東至，韓 瑾

(廣州市婦女兒童醫療中心產前診斷門診，廣州 廣東 510623)

【出生缺陷預防】

產前診斷病例母體細胞鑒定污染方法的建立及臨床應用

楊 昕，李發濤，甄 理，潘 敏，李東至，韓 瑾

(廣州市婦女兒童醫療中心產前診斷門診，廣州 廣東 510623)

目的 建立單基因病介入性產前診斷的母體細胞污染鑒定技術，對絨毛穿刺、羊水穿刺及胎血穿刺的標本進行母體細胞污染的鑒定，以降低誤診率。方法 選擇8個短串聯重復序列(STR)位點，建立短串聯重復序列-聚合酶鏈式反應(STR-PCR)方法，并建立母體細胞污染的濃度梯度模型，對2 120例產前診斷標本進行檢測，比較羊水穿刺、絨毛穿刺及臍血穿刺母體細胞污染的發生率。結果 共施行約2 120例產前診斷標本，采用STR-PCR方法檢測標本1 452例，其中羊水穿刺標本1 022例，臍血標本229例，絨毛標本201例。3種方法檢測到母體細胞污染病例共19例，其中羊水16例(1.6%)，絨毛2例(1.0%)，臍血1例(0.4%)。在19例檢測到母血細胞污染的病例中，污染比例在25%以上的病例有2例，污染比例10%以上的有18例。結論 在產前診斷標本中，羊水穿刺母體細胞污染發生率較高。在單基因遺傳病產前診斷中，應常規進行母體細胞污染的檢測。

產前診斷；標本；母體細胞污染；短串聯重復序列-聚合酶鏈式反應

介入性產前診斷目前仍是胎兒染色體檢查和單基因遺傳病診斷的主要方法。隨著分子生物學技術的發展，越來越多的單基因遺傳病可以通過在孕早期絨毛穿刺或孕中期羊水穿刺進行產前診斷。盡管診斷不同單基因病的具體實驗室技術差異很大，但大部分仍然是通過基因擴增所采集的胎兒組織，然后對擴增產物進行分析。由于基因擴增的高度敏感性，即使微量的母體組織污染都可能干擾基因診斷結果，發生嚴重的臨床后果。因此，鑒定所取胎兒組織是否存在母體污染是產前診斷分子遺傳實驗室必需具備的鑒別技術。

2008年，英國臨床分子遺傳協會(CMGS)制訂了產前診斷標本分子檢測母體細胞污染(maternal cells contamination，MCC)的檢測規范。在規范中明確建議所有單基因病的產前診斷結果必須包括母體細胞污染的鑒別實驗。且鑒別母體細胞污染的實驗技術應最少能檢測出10%比例的母體細胞污染的產前診斷樣本[1]。

2010年1月至2014年1月，廣州市婦女兒童醫療中心產前診斷門診產前診斷中心采用短串聯重復序列(short tandem repeat,STR)PCR方法建立了母體細胞污染的鑒定體系。本研究的主要目的是建立母體細胞污染的檢測方法并檢測產前診斷標本中母體細胞污染的發生率及絨毛、羊水、臍血穿刺病例母體細胞污染發生率的比較分析。

1 對象與方法

1.1 短串聯重復序列位點選擇

為了選擇高度多態性的STR位點，本中心對所選21個STR位點進行了400例樣本人群多態性分析，選擇雜合率較高的8個STR位點作為母體細胞污染鑒定的主要擴增位點。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗儀器

PCR儀 ABI3100遺傳分析。

1.2.2 實驗試劑

DNA extraction Kit[Qiagene]；PCR reagent(Shanghai Promega)；10×PCR Buffer；dNTPs；Mgcl2；Taq 酶；HiDi甲酰胺；Size Standard(Rox 500HD) 。

1.2.3 實驗步驟

DNA提?。涸斠?Qiagen Kit試劑說明，提取DNA濃度及OD值附在結果報告中。 DNA濃度要求大于20ng/μL，OD260/280要求介于1.5～2.0之間。

PCR：為了保證PCR體系的敏感性，將8個STR位點的擴增引物分為兩組，每組包含4個STR位點進行擴增。擴增體系如下：Master Mixture total volum：23μl；DNA ：50～100ng/μL (1～2μL)；PCR Protocol： 10× Buffer 2.5μL； dNTPs(2.5mM) 2μL Mgcl2(25mM) 2μL；Primers(2.5mM) 2μL；Taq酶(5IU/μL) 0.2μL；H2O 11μL Total volume 25μL。PCR程序：95℃5min；95℃ 10s；58℃ 30s；72℃ 45s；40cycles 4℃ forever。

變性：將0.5μL Genescan 500HD[rox] size standard 加入 8μL formamide中，充分混合，瞬時離心，將PCR產物2uL加入到混合液中，混合離心。95℃變性5min，迅速放入冰水混合物中冷卻3min，置入ABI 3100遺傳分析儀中電泳。

1.3 母體細胞污染梯度模型的建立

隨機選取兩組正常母親/胎兒的DNA標本，分別測量DNA濃度及OD260/OD280值，將兩樣本(母親/胎兒)DNA按照50%、25%、12.5%、6.25%、3.125%比例進行稀釋，建立母體細胞污染的人工模型，見圖1，并采用以上建立的STR-PCR體系對此模型進行檢測。

1.4 樣本來源

2013年至2015年1月，本產前診斷中心開始對所有因家族遺傳性單基因病(主要包括地中海貧血、血友病等)而前來我院接受產前診斷(包括絨毛穿刺、羊水穿刺及臍血穿刺)的標本進行STR-PCR檢測，所有孕婦于穿刺前均知情同意并簽署知情同意書。當STR-PCR結果提示陰性時方發放產前診斷報告，而當結果提示存在母體細胞污染時，應告知孕婦并建議重新進行二次產前診斷。

1.5 統計學方法

采用Genescan 3.7 軟件對數據進行分析。

2 結果

2.1 短串聯重復序列選擇

2012年本產前診斷中心建立了以快速檢測常見染色體病為主要目的的分子生物學方法。此方法采用21個STR位點對21、18、13及性染色體進行檢測，檢測準確率達到97.5%以上[2]。本研究在以上成果的基礎上挑選了8個雜合率較高的STR位點作為母體細胞污染鑒定的基本位點。8個等位基因片段大小、雜合度、多態信息量、個體識別力和非父排除率，見表1。

表1 廣東漢族人群8個STR等位基因片段大小、雜合度、多態信息量、個體識別力和非父排除率分析

2.2 母體細胞污染模型的建立

本檢測體系對2組模型分別進行檢測，發現在6個不同稀釋比例的標本中，2組模型中6.25%以上稀釋比例的標本均能夠檢測，見圖1。而3.125%的稀釋比例中，僅有1組標本能夠清楚顯示。因此在標本檢測結果中，如發現MCC陽性，則代表MCC的比例不低于10%。

注：對樣本DNA質量要求：DNA濃度：20～100ng/mL，OD260/OD280：1.6。

圖1 母體細胞污染不同濃度梯度參照標準

Fig.1 Reference standard for different concentration gradient of MCC

2.3 產前診斷樣本的檢測

2012年10月至2014年6月，本中心共施行約2 120例產前診斷標本，采用STR-PCR方法檢測標本1 452例，其中羊水穿刺標本1 022例，臍血標本229例，絨毛標本201例。3種方法檢測到MCC病例共19例，其中羊水16例(1.6%)，絨毛2例(1.0%)，臍血1例(0.4%)。在19例檢測到母血細胞污染的病例中，污染比例在25%以上的病例2例，10%以上的18例。

3 討論

眾所周知，目前產前診斷的主要途徑為超聲引導下經母體腹部行絨毛(或羊水、臍血)穿刺術，因此在取材的標本中，不可避免的會存在母體組織成份的污染。隨著分子生物學技術的發展，越來越多的單基因遺傳病可以通過在早、中孕期進行診斷，由于基因擴增的高度敏感性，即使微量的母體組織污染都可能干擾基因診斷結果，發生嚴重的臨床后果[3]，因此，鑒定所取胎兒組織是否存在母體污染是分子遺傳實驗室必需具備的技術。2005年，Stojilkovic-Mikic等[4]采用QF-PCR技術對254例羊水標本進行檢測，發現39.8%的標本存在母體細胞的污染，母體細胞污染的比例由5%至100%不等，由此可見，在進行有創性產前診斷手術中，母體細胞污染的比例是相當高的。在美國一項多中心的調查報告中，35個產前診斷中心有34個對所有的產前診斷樣本進行MCC的檢測[5]。2008年，英國臨床分子遺傳協會制定了關于產前診斷中MCC檢測方法建立的規范，要求所有單基因病的產前診斷都應該進行MCC鑒定，且分子產前診斷報告應在MCC檢測報告完成后交給病人[1]。

在我國，由于產前診斷技術開展的時間較晚，關于產前診斷標本母體細胞污染的檢測仍未受到足夠的重視。2010年，本中心開始將QF-PCR技術應用于臨床[4]，為孕婦提供21、18及13三體綜合征的快速分子診斷。針對母體細胞污染檢測本身要求較高雜合率的特點，重新選擇并優化了STR位點，采用8位點單管PCR擴增的方法，既保證了檢測結果的特異性，同時還保證了檢測結果的敏感性。2012年10月至2014年6月，采用該方法共檢測產前診斷標本2 120例，共發現19例產前診斷標本存在不同程度的母體細胞污染，其中羊水標本中出現MCC的幾率最高，這與侯巧芳等[6]的研究結果相一致，但是該研究未經培養的羊水和絨毛MCC發生率分別達到3.1%和5%。而在本研究中，所有的羊水標本均為培養后標本，MCC檢出率僅為1.6%。在2例絨毛MCC的病例中，其中1例實際上完全為母體組織，后通過二次穿刺(羊水穿刺)得到確診。通過該病例顯示出，在絨毛穿刺中，經驗豐富的手術醫生及抓取典型的絨毛組織是保證診斷結果的重要前提。同時在進行母體細胞污染鑒定時，應同時對母體DNA進行檢測并作為對照。

雖然本研究初步建立了產前診斷標本中母體細胞污染的鑒定體系，但由于僅僅為相對定性的診斷，因此當我們發現樣本存在母體細胞污染時，只能根據已有的模型做出粗略的定性，不能對母體細胞污染的程度進行精細的定量。另外一點需要注意的是，本研究所建立的MCC 鑒定體系是以檢測敏感性為10%以上的污染比例為基礎的，當母體細胞污染的比例小于10%時，本方法可能無法檢測，因此我們在對產前診斷標本進行單基因病的檢測時，也需要清楚母體細胞污染在什么情況下可以顯著影響基因診斷的結果，并對孕婦及家屬進行充分的告知。

[1]Allen S, Mountford R, Butler A,etal.Practice guidelines for the Testing for maternal cell contamination (MCC) in prenatal samples for molecular studies[Z].Guidelines ratified by the UK Clinical Molecular Genetics Society,2008.

[2]梁麗,廖燦,潘敏,等.熒光定量聚合酶鏈反應技術快速產前診斷常見染色體非整倍體的臨床應用[J].中華圍產醫學雜志,2012,15(2):106-112.

[3]Winsor E J, Akoury H, Chitayat D,etal. The role of molecular microsatellite identity testing to detect sampling errors in prenatal diagnosi[J]. Prenat Diagn, 2010,30(8): 746-752.

[4]Stojilkovic-Mikic T, Mann K, Docherty Z,etal. Maternal cell contamination of prenatal samples assessed by QF-PCR genotyping[J]. Prenat Diagn, 2005, 25(1): 79-83.

[5]Schrijver I, Cherny S C, Zehnder J L.Testing for maternal cell contamination in prenatal samples: a comprehensive survey of current diagnostic practices in 35 molecular diagnostic laboratories[J]. J Mol Diagn,2007,9(3):394-400.

[6]侯巧芳,廖世秀,李濤,等. 產前診斷標本的母體細胞污染及其影響[J]. 中華婦產科雜志2013,48(2):86-91.

[專業責任編輯：于學文]

Establishing methods to detect maternal cells contamination in cases for prenatal diagnosis and clinical application

YAND Xin, LI Fa-tao, ZHEN Li, PAN Min, LI Dong-zhi, HAN Jin

(PrenatalDiagnosisCenter,GuangzhouWomenandChildrenHospital,GuangzhouGuangdong510623,China)

Objective To test maternal cells contamination (MCC) in samples of choriomic villus puncture, amniotic fluid puncture and cord blood puncture by establishing the test technique of MCC in interventional prenatal diagnosis of monogenic disease so as to reduce misdiagnosis rate. Methods Eight STR sites were selected to establish STR-PCR method and MCC concentration gradients. Totally 2 120 prenatal samples were detected to compare the incidence of MCC among choriomic villus puncture, amniotic fluid puncture and cord blood puncture samples. Results Totally 2 120 prenatal diagnosis samples were performed, and 1 452 samples were tested by STR-PCR method, including 1 022 amniotic fluid puncture samples, 229 cord blood samples and 201 choriomic villus samples. There were 19 cases with MCC detected by three methods, including 16 (1.6%) cases with amniotic fluid puncture, 2 (1.0%) cases with choriomic villus puncture and 1 (0.4%) case with cord blood puncture. Of 19 cases there were 2 cases with contamination over 25% and 18 cases with contamination over 10%. Conclusion In prenatal diagnosis samples, the incidence of MCC is relatively high in amniotic fluid puncture samples. MCC detection should be performed as a routine test in prenatal diagnosis of monogenic disease.

prenatal diagnosis; sample; maternal cells contamination (MCC); short tandem repeat (STR)-PCR

2015-06-02

廣州市醫藥衛生科技項目(項目編號：2013A011040013)

楊 昕(1977-)，男，主治醫師，碩士，主要從事胎兒醫學的研究。

韓 瑾，副主任醫師。

10.3969/j.issn.1673-5293.2015.04.055

R714.55

A

1673-5293(2015)04-0815-03