作者：吕时铭 朱宇宁
产前诊断工作开展已10余年，在政府的推动、媒体的宣传以及专业技术人员的不懈努力下，无论从学术水平、社会效益，还是政府的投入以及百姓的接受程度均显著提高。以唐氏综合征为主要目标的母血清筛查在不少地区已达到50％以上，有效控制了唐氏儿等先天缺陷儿的出生。随着越来越多的地区把血清学产前筛查作为政府项目，越来越多的医疗机构热衷参与这项工作，越来越多的孕妇与家庭希望获得更好的服务，以及越来越多的趋于成熟的新技术推向临床，产前诊断工作正面临质量管理、新技术应用和规范建立等问题，这是新的挑战，也是发展机遇。
近年分子生物学技术的发展使产前诊断的手段日益多样化。虽然在决定胎儿染色体异常的诊断上，羊水细胞染色体核型分析仍是金标准，在染色体异常筛查方面，母外周血血清标志物检测仍是最价廉方便的。但对出生缺陷的产前诊断，血清学筛查与羊水细胞染色体核型分析已经不再是唯一的选择。重要的是新兴技术仍需要得到临床进一步验证，需要有合适的评价与定位。
1．外周血胎儿游离DNA分析技术：利用孕妇外周血中存在胎儿游离DNA，基于二代测序技术及生物信息学的分析，可以筛查目标染色体(如21号、18号、13号染色体)等的数目异常。无论从原理还是现有的测序技术水平以及数万例的临床检测结果，均已证明该技术是非常精准的胎儿染色体数目异常筛查的“无创技术”。但是“无创技术”要完全替代现有的血清生化标志物筛查尚需时日。一些瓶颈问题需解决：(1)目前虽有医院的筛查机构已经购买有关测序设备，由实验室自己完成，但多数医院的无创筛查都是与公司合作，采取院方采样、公司检测分析的合作模式。这种管理模式与受检者的知情告知等方面尚需完善，职责尚需进一步明确。(2)技术与相应试剂、分析软件等尚需获得政府有关部门的批准。(3)作为筛查检测技术，价格明显偏高，并非所有需要者均能承受。(4)作为一种价格昂贵的筛查技术需要与现有筛查体系有效衔接。诚然，外周血胎儿游离DNA分析技术是一项颇受欢迎的无创技术，不少产前筛查机构正尝试着将其与现有技术接轨，从而获得产前筛查的最佳成本效益比。例如，有机构采用现行血清标志物、颈项透明层等传统技术筛查，风险率高于1／50者直接行羊水细胞学检查染色体核型，风险率低于1／3 000者进行随访，风险率介于1／50～1／3 000者做无创筛查。但如何才能将血清学标志物筛查的优点与胎儿游离DNA分析技术的特点整合、达到最佳的成本效益比，仍需进一步的研究。
2．FISH技术：FISH是一项成熟的技术且已有用于染色体数目分析的商品化试剂盒(有国家食品药品监督局的批准文号)。与染色体核型分析不同的是，用FISH方法进行染色体检测只能发现探针序列对应的染色体异常，获得的是染色体的有限信息，而染色体核型分析在其分辨率范围内是“全息性”的。FISH的优势是不需要进行细胞培养，所以检测周期短于染色体核型分析，可较核型分析得到更快的检测报告。虽然FISH染色体检测是一项诊断技术，但由于迄今国内尚无FISH用于胎儿染色体检测的行业规范或技术标准，目前FISH在产前诊断中大多只是作为羊水细胞染色体核型分析的一种补充或配套检测，对胎儿作出临床处置仍需核型分析的结果。另外，FISH除了用于产前染色体数目检测，还可用于染色体微缺失检查、流产物染色体非整倍体诊断等。
3．基因扩增相关技术：基于体外基因扩增产物分析诊断染色体病的技术日益成熟，如荧光定量PCR相关技术(quantitative fluorescent polymerase chain reaction，QF—PCR)、多重连接探针扩增技术、细菌人工染色体标记．磁珠分离技术等，这些技术均具有检测快速、检测通量高等特点，将在产前诊断中发挥越来越大的作用，必须作合理评价与选择。本文以QF—PCR为例作简要说明。QF—PCR技术于1995年开始用于染色体数目检查，近10年来在欧洲已有成熟应用归o。尽管QF—PCR也属于荧光标记引物的定量PCR技术，但与临床用于病原体诊断的实时定量PCR等技术有所不同。在病原体的诊断中，一般体系中很少同时检测3种以上的特异性序列，且只需对被检基因进行定量分析，在PCR仪上就可完成；在染色体数目的检测中，QF—PCR是对多个(通常是10个以上)具有高度异质性和多态性的短串联重复序列基因座进行检测，需同时进行定量分析和基因型分析，单独PCR仪无法完成，还需要在测序仪上对扩增产物进行分析。QF—PCR的优势是能对目标染色体数目进行快速诊断(可在24 h内完成)；诊断准确性高；标本用量很少，无需培养，不局限于活细胞，产前诊断窗口期长；检测通量高，可半自动化；所提供的基因型有助于判别是否存在母体污染以及多余染色体来源；所费人工与成本少；检测结果可标准化，有利于实验室质量管理，等等。QF—PCR的局限在于只能对目标染色体作数目分析，不能像染色体核型那样对整个核型进行分析；在产前诊断中仍需有创采集绒毛、羊水等标本进行检测；对检测平台也有一定要求(需要测序仪)。相信随着高质量试剂盒的相继问世，QF—PCR以其稳定、操作简单、省时快速的优点将受到欢迎。需要指出的是，QF—PCR、多重连接探针扩增技术、细菌人工染色体标记一磁珠分离技术等用于染色体数目检测的基因扩增相关技术与FISH技术一样，目前均缺乏技术规范或行业标准，迫切需要规范开展。
4．染色体芯片技术：又称为染色体微阵列技术(chromosomal microarray analysis，CMA)，是以微阵列为技术基础的基因组拷贝数分析技术，主要包括基于比较基因组杂交的微阵列(microarray comparative genomichybridization，aCGH)和基于单核苷酸多态性的微阵列(single nucleotide polymorphism array，SNP arrays)。aCGH能够检测染色体非整倍体异常和染色体微小拷贝数变异(copy number variation，CNV)，但不能检测平衡易位和三倍体。SNP arrays是在CNV探针的基础上增加了单核苷酸多态性检测探针，既可用CNV分析，也可用于全基因组SNP分型，不仅能检出染色体非整倍体、CNV，还可通过SNP分型信息鉴别杂合性缺失、单亲二体病、三倍体及嵌合现象(可以精确检测到20％嵌合体)等。CMA具有高灵敏度和高特异性，能够提供大量有临床价值的信息，大大提高了遗传异常疾病的检出率。临床上CMA技术最初是用于产后诊断，尤其在评估儿童先天畸形、神经发育异常、自闭症病因方面，能够较常规染色体核型分析增加12％～15％的遗传异常检出率，现已经取代染色体核型分析作为一线的检测方法。2008年以后，CMA技术逐渐开始应用到产前诊断。在产前诊断领域，CMA的优势明显：(1)具有高分辨率，能检出更多的有临床意义的遗传异常。CMA能识别小于1 000 000 bp的染色体不平衡改变，而核型分析不能发现小于5 000 000 bp的染色体异常。研究发现，与染色体核型分析相比，CMA能够在胎儿超声结构异常病例中增加6％的异常检出率，在高龄或产前筛查高风险病例中增加1．7％的异常检出率¨引；(2)无需细胞培养，检测周期缩短至2—3d，且对培养困难的细胞也能够检测；(3)能够提供客观和自动分析的结果。CMA的局限性主要在于：(1)不能检测平衡易位、倒位等拷贝数没有变化的染色体畸变；(2)由于临床积累不够，存在很多临床意义不明确的检测结果，给遗传咨询带来困难，可能导致孕妇及家属焦虑；随着CNVs的研究深入，原本认为良性的也可能在一定时间后被认为是致病性的，在产前诊断中可能导致法律纠纷；(3)成本高，价格昂贵，结果数据分析和验证要求高。尽管存在局限性，CMA技术提高了人类对遗传疾病的认识水平，是分子细胞遗传学技术的最新发展。2013年12月，美国妇产科学会发布指南，进一步提出芯片检测应用于产前遗传病诊断的建议和注意事项，开始规范芯片技术在产前诊断中的应用。随着研究的深入和技术成本的降低，染色体芯片技术有良好的临床应用前景。
