無創產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

(南京醫科大學附屬常州市婦幼保健院醫學遺傳科，江蘇 常州 213000)

母體減數分裂或父系減數分裂過程中的錯誤可導致染色體非整倍體。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育不良、智力低下或精神、神經障礙等[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在妊娠期無法經超聲掃描發現異常[2]。目前，SCA在活產兒的發病率為1/400～1/350[3]，有創產前診斷羊膜穿刺術或臍帶血穿刺術是診斷SCA的“金標準”[4]，但由于胎兒丟失、感染發生率較高，以及對孕婦及家人造成的精神壓力，更多的醫師和孕婦傾向于初步的無創產前檢測(NIPT)，而非有創產前診斷。NIPT通過大規模平行測序檢測母體血漿中游離胎兒DNA，現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技術已擴展到SCA檢測[10-13]。但到目前為止，仍缺乏大規模針對NIPT篩查SCA效益的臨床研究，因此，本研究通過對50 972例樣本進行NIPT，對該技術用于SCA篩查的臨床效能進行了探討，現報道如下。

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(24.08±3.86)kg/m2，平均孕周(17.26±1.15)周。NIPT指征：高風險7 492例(14.70%)，臨界風險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，召回進行遺傳咨詢后自愿接受羊膜穿刺術后染色體微陣列分析(CMA)進行有創產前診斷171例。本研究經本院審查委員會批準，每個參與者在參與前均提供書面知情同意。

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

1.1.3NIPT排除標準 (1)孕周小于 12周；(2)夫婦一方有明確的染色體異常；(3)1年內接受過異體輸血、移植手術、異體細胞治療等；(4)胎兒超聲檢查提示有結構異常需進行產前診斷；(5)有基因遺傳病家族史或提示胎兒患基因病高風險；(6)孕期合并惡性腫瘤；(7)醫師認為有明顯影響結果準確性的其他情形。

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

1.1.5CMA排除標準 (1)術前感染未治愈或手術當天感染或可疑感染；(2)先兆流產未治愈;(3)有出血傾向；(4)宮頸內口功能不全；(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內分離血漿收集游離胎兒DNA。在Illumina NextSeq CN500平臺上進行大規模平行測序，測序數據采用RUPA數據分析系統處理。以胎兒DNA>4%為樣品質量標準，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行有創產前診斷。孕周18～23+6周經羊膜穿刺術后行CMA。使用QIAamp DNA迷你試劑盒(Qiagen Inc.，Valencia，CA，United States)提取羊水細胞DNA，250 ng的DNA通過GCS 3000Dx v.2平臺擴增、標記和雜交，采用750 K芯片(Affymetrix CytoScan 750 K array)進行SNP芯片檢測。數據采用染色體分析套件v3.2(ChAs)軟件處理。采用公共數據庫(如DECIPHER、OMIM、ClinVar、ISCA、NCBI和UCSC)對數據進行解釋。

1.2.3隨訪 采用電話隨訪、病案查詢等方式對接受NIPT產前篩查孕婦的妊娠結局進行隨訪。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陽性的孕婦進行遺傳咨詢，并建議進行產前診斷。

1.3數據處理 計數資料以率或構成比表示。計算陽性預測值(PPV)：以CMA結果為“金標準”，評估NIPT結果，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/(TP例數+FP例數)×100%。

2 結 果

2.1NIPT對胎兒SCA檢出情況 50 972名孕婦經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后行CMA產前診斷171例，其余80例拒絕接受產前診斷，僅進行常規產前檢查，產前診斷率為68.13%。

2.2產前診斷情況 經CMA產前診斷的171例孕婦中SCA真陽性68例，NIPT的SCA總PPV為39.77%。“45，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。高風險、臨界風險、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低風險孕婦進行隨訪發現1例“45，X”假陰性者。該產婦為高齡，經卵胞質內單精子顯微注射術后成功受孕雙胎，孕17周NIPT結果為低風險，但在孕23周時超聲檢查提示其中1個胎兒頸部水囊瘤，經臍血穿刺后該胎兒核型分析確診為“45，X”。

3 討 論

早期干預服務，如物理治療、職業治療和個體化教育計劃可對SCA患者的預后產生巨大影響。因此，早期篩查胎兒SCA具有重要意義[14]。傳統非整倍體篩查不包括SCA篩查，而美國醫學遺傳學與基因組學學會建議，告知孕婦NIPT盡可能擴大到SCA篩查[7,15]。本研究分析了50 972例臨床樣本的NIPT結果，評估了NIPT用于SCA篩查的臨床效果，結果顯示，NIPT篩查SCA的總PPV為39.77%，與文獻報道的32.42%～54.54%相符[16-18]，說明NIPT對檢測胎兒SCA具有不錯的潛力，但其準確性仍有待于提高，在臨床中的應用還需進一步研究和驗證。

值得注意的是，與既往文獻報道一致，本研究結果顯示，“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染色體的非隨機失活可能是NIPT技術對“45，X”染色體的PPV較低的原因[20]。(3)母體因素，如孕婦,染色體異常或胎盤嵌合[21]。提示NIPT用于檢測SCA還需進一步完善實驗方案。超過90%的“45，X”胎兒在胚胎時期B 超檢查可發現異常，表現為頸部囊性水腫和(或)心臟異常，結合B超檢查結果分析可提高“45，X”胎兒的產前診斷率，降低此類患兒出生率[22-25]。

同時本研究也根據妊娠特征對NIPT篩查胎兒SCA的不同PPV進行了進一步分析，高齡組、高風險組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篩查風險對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生“47，XXX” “47，XXY”的風險[26]。因此，對NIPT結果進行分析時孕婦本身的風險系數，如高齡、血清學篩查風險等均應納入分析，以提高NIPT篩查SCA的PPV。

本研究是目前國內關于NIPT篩查SCA樣本量最大的，但也有一些局限性：(1)無法獲得有關母體或胎盤嵌合體的信息，導致了假陽性率。(2)由于SCA新生兒可能表現為表型正常，在青春期前不進行核型分析很難確認SCA的存在，而本研究只隨訪至出生后1年。因此，NIPT篩查SCA結果并沒有被完全證實。(3)NIPT的靈敏度、特異度和陰性預測值均未納入本研究。雖然大量研究表明，NIPT技術的假陽性和陰性結果不容忽視，但該技術僅被定義為篩查技術(不是診斷技術)，強調需要用細胞遺傳學來證實陽性結果。本研究隨訪中發現胎兒確診為“47，XXY”的父母更傾向于終止妊娠，同時也發現1例雙胎孕婦“45，X”假陰性的案例，進一步提醒在臨床工作中應用NIPT篩查SCA需要謹慎，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結果為低風險的孕婦應當充分建議其定期進行常規產前檢查。如同時存在胎兒影像學檢查異常應當對其進行后續咨詢及相應的產前診斷。

綜上所述，NIPT可用于篩查SCA，但其檢測效能相對較低，當NIPT提示SCA高風險時應建議孕婦進行專業的遺傳咨詢，并告知其NIPT篩查SCA的局限性。