自從20世紀90年代后期循環系統中的胎兒cf-DNA被發現以來，利用從孕婦外周血來檢測胎兒染色體常見的非整倍體的NIPS技術已經快速發展起來。在檢測21號、18號和13號三體方面，NIPS相比傳統的血清學方法無論是在靈敏度和特異性方面都要更加優秀。同時NIPS逐步擴展到篩查性染色體異常與微缺失綜合征。另外，基于人群的攜帶者篩查在1970年開始推廣，在減少嚴重隱性單基因遺傳病方面具有很高的性價比。之前報道過，近60%的嚴重產后單基因疾病是顯性遺傳模式，其中大多數是由基因新發突變（de novo）引起的，但是，盡管這類疾病的發病率相對較高，但尚未提供以人口規模的產前篩查。值得注意的是，高通量測序(NGS)為常見顯性骨骼發育不良的非侵入性產前診斷提供了一種準確而靈活的方法。利用數字PCR、sanger測序或NGS對少數變異或基因進行針對性的非侵入性產前檢查已經發展成為單基因疾病的檢測方法。這些方法的局限性在于它們聚焦于檢測較小目標區域的突變和使用位點特異性引物，很難在高度支離破碎的cfDNA中同時檢測到許多散發性突變。最近貝勒醫學院的科學家們重新設計了Nips可以同時對30個基因的新發或遺傳自父母的致病變異進行檢測，文章發表于頂級醫學雜志Nature Medicine。

30個基因對應的是人類常見的顯性遺傳病，發病率累積達到1/600。為了減少建庫和測序誤差，使用獨特分子標簽（UMI）技術，在變異突變豐度小于等于2.5%時，UMI相比普通技術可以顯著減少建庫和測序誤差，接下來，還開發了一種基于單核苷酸多態性（SNP）的胎兒cfDNA比例（FF）計算方法，該方法使用母體血漿中存在的胎兒cfDNA中的來自父母的等位基因信息。其與經典的基于Y染色體男胎相比，相關系數達到0.981.

在檢測突變方面，應用標準的正常轉化過程將含有基因座特異性DNA變異的基于UMI的NGS reads的數量轉換為Z值，將Z >  0.6作為cutoff排除假陽性位點，

來自美國、歐洲和亞洲的458個臨床樣本被收集，422個符合納入標準，在這些樣本中151（35.8%）個樣本胎兒超聲異常，28個檢測有新發致病或可能致病變異，43個（10.2%）有遺傳病家族史

35個陽性樣本有26個獲得后續臨床懷孕信息，1個為自發流產，8個選擇終止妊娠，7個為出生后死亡，10個為出生存活。20個陽性樣本通過侵入性或流產組織/出生后獲得驗證，100%符合。

在本項目通過Nips進行單基因遺傳病篩查的先進技術包括獨特分子標簽技術可以準確分析低比例突變；通過探針雜交而不是PCR擴增來靶向富集以避免高度片段化的cfDNA中的等位基因丟失； 用于檢測靶基因中基本上所有序列突變的全基因測序；基于SNP的胎兒cfDNA比例評估與基于該比例的Z值評估低頻變異的統計方法。

游俠點評

通過cfDNA來進行單基因遺傳病的篩查毫無疑問是將來的方向，準確評估胎兒cfDNA比例非常關鍵，相比基于父母的攜帶者篩查方案來說，本項目提到的方案可以檢測新發突變而更有優勢，胎兒cfDNA的高效富集將加速該方案在臨床的落地與應用。(生物谷Bioon.com）

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