1.什么是无创产前筛查

无创产前筛查的规范化叫法应该是—孕妇外周血胎儿游离DNA产前筛查与诊断，其定义为：是应用高通量基因测序等分子遗传技术检测孕期母体外周血中胎儿游离DNA片段，以评估胎儿常见染色体非整倍体异常风险。

该方法的奠基人是香港中文大学的卢煜明（DennisL）教授，1997年卢教授发现在母体外周血浆中存在胎儿游离DNA。这种胎儿游离DNA来自于胎盘滋养层细胞，在怀孕后5周就可检测到，怀孕10周后，胎儿游离DNA占外周血游离DNA3-13%，并随着孕周的增长而增加，直到分娩后2小时消失。

无创产前筛查就是通过采集孕妇静脉血，利用高通量DNA测序技术对母体外周血浆中的游离DNA片段（包含胎儿游离DNA和母体游离DNA）进行扩增测序，然后将测得的序列与参考序列对比，将这些DNA片段归类到每一条染色体。最后通过数学模型和数据分析，计算每条染色体片段数量占总染色体片段数量的百分比，即可检测出胎儿的染色体异常。

具体的数学模型及数据分析非常复杂，需要专业人员借助软件完成，我们以唐氏综合征为例给大家通俗地讲一下无创产前检测的原理：正常母亲及胎儿的21号染色体均为2倍体，而21-三体胎儿其21号染色体为3倍体，我们假定胎儿游离DNA占20%，母体游离DNA占80%，有10份拷贝的游离DNA通过生物信息比对定位到了21号染色体，对于正常胎儿来说10份游离DNA中2份来自胎儿，8份来自母体。而对怀有21-三体胎儿的孕妇来说，由于21号染色体是3倍体，外周血中来源于21号染色体的游离DNA有11份，3份来自胎儿，8份来自母体。此时，怀有21-三体胎儿和正常胎儿的母体血浆21号染色体游离DNA的比例就是11：10，怀有唐氏综合征胎儿的孕妇外周血浆21号染色体游离DNA的总含量有个很小比例的升高，而无创产前筛查正是通过灵敏度极高的分子检测技术发现这种细小的差别。

2.NIPS与普通血清学筛查的区别

普通的血清学筛查（也就是我们俗称的唐氏筛查）是通过孕妇血清标志物的异常来发现高风险孕妇，以便进行后续的诊断性检查。常用的血清标志物为：AFP、β-hCG、μE3和Inhibin-A，其中唐氏综合征患儿母体AFP和μE3浓度会降低（平均水平分别为0.74MoM和0.75MoM），β-hCG和Inhibin-A浓度会升高（平均水平分别为2.06MoM和1.77MoM）。通过血清标志物的浓度，综合孕妇年龄、孕周等因素，计算出孕妇的风险度，从而判断其是否为高风险产妇。

普通血清学筛查成本较低，但检出率与NIPS相比较低，孕中期的四联筛查检出率为81%，而无创产前筛查具有更高的敏感性和特异性，对21-三体综合征、18-三体综合征、13-三体综合征和性染色体多倍体的筛查敏感性分别为99.3%、97.4%、91.6%和91%，而假阳性率仅有0.2%、0.2%、0.1%和0.4%。

2016年7月28日，美国医学遗传学与基因组学学会（AmericanCollegeofMedicalGeneticsandGenomics，ACMG）发布了胎儿染色体非整倍体无创产前筛查声明。声明中表示临床证据强有力表明，NIPS可以替代三体综合征的传统筛查，即Patau综合征（13－三体）、Edwards综合征（18－三体）、Down综合征（21－三体）。临床效用的各项客观指标也支持这一观点。从孕9～10周开始，只要孕妇不是特别肥胖，NIPS可适用各年龄段的孕妇，在整个孕期都能进行检测。

但同时NIPS不是针对父母的筛查，临床上不用于单基因遗传病的筛查，不用于预测妊娠晚期并发症，并且不能筛查开放性神经管缺陷。因此，孕15～20周应检测孕妇血清甲胎蛋白，筛查开放性神经管缺陷。NIPS也不能代替常规胎儿形态学超声筛查。

3.NIPS报告如何解读

下图是一张NIPS报告单模板，报告内容很简单，只有三个检测项目：21-三体、18-三体和13-三体，报告的检测值为Z值，参考范围为:-33或<-3的则为高风险。由于NIPS不是诊断性试验，因此即使筛查结果为低风险，只能说明胎儿罹患本检测目标疾病的风险很低，但不排除其他异常可能性，应当进行胎儿系统超声等其他检查；如检测结果为高风险，建议受检者接受遗传咨询及相应产前诊断。

下面简要介绍下Z值是怎么计算的，无创产前检测首先需要提取母体外周血浆中的游离DNA，然后对这些游离DNA进行高通量的测序，通过生物信息比对的方法将测得的DNA序列定位到相应的染色体上。每个DNA序列都有一个唯一的对应位置，然后计算出测定的DNA序列被分配到每条染色体的具体比例数值。当测序量足够高（每个样本测定1000万条以上的序列），每条染色体的比例数值在一个非常固定的范围内，其变异系数（CV）不会超过1%。因此可以根据每个染色体的比例数值是否偏离标准量，来推断胎儿染色体是否为非整倍体。为了获得足够的统计效力，一般设定3倍的标准差作为阳性cutoff值，通过Z检验计算测定出的染色体比例数值的偏移量，Z的cutoff值为3，当Z大于3时就意味着有99.9%的效力可确定为阳性标本。

4.假阳性与假阴性

NIPS与传统血清学筛查相比特异性及敏感性均大幅度提高，但并不能100%地确定或排除上述三种非整倍体异常，存在着假阳性和假阴性。

假阴性常见原因有以下几种：

（1）孕周过早：孕妇血清中胎儿游离DNA在怀孕后5周才能检测到，并且随着孕周的增加，浓度逐渐增加，如果孕周过早，胎儿游离DNA含量过低，可能导致假阴性或者测不到结果；

（2）母亲体重过高

（3）胎儿为染色体嵌和体异常

（4）胎盘嵌合

（5）标本处理不当

假阳性常见原因有以下几种：

（1）局限性胎盘嵌合

（2）母亲为非整倍体异常

（3）母亲患有无症状恶性肿瘤

（4）早孕期双胎之一消亡

最后强调一点：尽管无创产前检测具有极高的敏感性及特异性，但它仍然是一项筛查技术，不能完全取代介入性产前诊断。

参考文献：

1.《孕妇外周血胎儿游离DNA产前筛查与诊断技术规范》

2.ACOGPracticeBulletinNo.77:screeningforfetalchromosomalabnormalities.

3.Noninvasiveprenatalscreeningforfetalaneuploidy,2016update:apositionstatementoftheAmericanCollegeofMedicalGeneticsandGenomics.

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