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唐氏综合征无创产前基因检测

发布日期: 2016-06-18访问热度: 512

唐氏综合征(21-三体综合征)是胎儿最常见的染色体病,在新生儿中的发病率约为1/800,占小儿染色体病的70%~80%,发病率随着母亲年龄的增高而增高。目前我国大约有100万以上的患者,平均20分钟就有1例唐氏综合征患儿出生,全国每年出生的唐氏综合征患儿可多达27万例左右。唐氏综合征患者由于多了1条第21号染色体,主要表现为智力低下,发育迟缓和特殊面容。由于唐氏综合征给父母、家庭和社会带来了无可挽回的痛苦和沉重的精神负担,因此对高龄孕妇等高危人群进行产前诊断尤为重要和必要。当前在进行产前诊断时,必须采取创伤性的手段获取胎儿细胞样本如羊水或者绒毛组织,尽管这些创伤性的手段相对比较安全,但是对胎儿和母亲仍然存在一些风险,因此临床上只对可能怀有遗传异常胎儿的高风险孕妇进行产前诊断。为了避免潜在的风险,在过去几十年中,人们一直广泛应用的一个方法是从母血中分离胎儿有核红细胞,但是由于胎儿有核红细胞在母血中含量稀少,需要进行细胞富集等种种操作程序从而限制了该方法的发展和实际应用[1]。因此,为满足国家―出生缺陷干预工程‖的需要,临床医学工作者迫切期望建立更安全有效的方法进行无创性产前诊断。


1 游离胎儿RNA在无创性产前诊断中的应用


1997年,Lo等[2]发现在孕妇血浆和血清中存在游离的胎儿DNA,从孕早期4周左右开始,随着孕周数的增加胎儿DNA的浓度也增加,在胎儿分娩后被迅速清除。这个发现为无创性产前诊断开辟了一个令人兴奋的新途径。相对于胎儿有核红细胞,游离胎儿DNA在整个母血浆DNA中所占比列高,在孕早期和孕晚期可分别达3.4%~6.2%;半衰期短(4-30min),可作为分子标记物对胎儿生理和病理情况进行实时监测;当前的PCR方法即可灵敏检测;母血浆中游离胎儿DNA容易获取。由于胎儿DNA的这些优点,目前已经在胎儿X/Y基因鉴定、Rh血型分型等方面得到了广泛应用。但由于血浆胎儿游离DNA毕竟只占母血浆游离DNA的一小部分,为了同母亲来源的游离DNA区分,目前选取胎儿游离DNA标记物主要来自Y染色体遗传位点,这限制了游离胎儿DNA的广泛应用,因此临床上需要找到同胎儿X/Y基因无关,但又同胎儿病理学改变密切相关的胎儿特有遗传物质进行无创性产前诊断,从而解决在游离胎儿DNA应用上的难题。


2000年,Poon等[3]发现了母血浆中存在游离胎儿RNA,由于RNA不稳定,母血浆中游离RNA的存在不仅令人惊奇,而且也为应用游离胎儿RNA无创性产前检测胎儿RNA的表达开启了可能。目前研究发现母血浆胎儿RNA的稳定存在可能在于合体滋养层微颗粒的保护而避免了血浆中RNA酶的消化作用[4],同时研究也发现胎盘是游离胎儿RNA主要的来源并且来源于胎盘的RNA容易被检测到[5]。由于母血浆中游离胎儿RNA不仅具有同游离胎儿DNA类似的特征,而且一些来源于胎盘的游离RNA的同X/Y基因无关,且母亲自身无表达,因此母血浆中游离胎儿RNA一经发现就成为研究热点。当前,研究人员应用芯片等方法已经发现10多种妊娠特异的、并且在母血浆中可以检测到的mRNA片段[6]。


在染色体多倍体异常研究方面,Ng等用β-HCG mRNA作为标志分子检测了18-三体和21-三体患儿母血浆中的表达水平,结果发现18-三体患儿母血浆β-HCG mRNA表达水平降低,但是21-三体患儿母血浆中表达水平无差异[7]。由于游离胎儿RNA毕竟只占母血浆中核酸的一小部分,而且存在正常妊娠血浆胎儿核酸同病理妊娠核酸总体含量重叠的情况,应用非21号染色体特异表达的胎儿mRNA含量来说明21号染色体含量异常将非常困难。必须找到21号染色体特异表达的mRNA,而且还必须具有以下特征:该基因应该位于唐氏综合征的关键区域(DSCR);在妊娠的早期即有表达;在有21-三体胎儿的妊娠中有过表达;在妊娠早期的母血浆中能够检测到。


2003年Oudejans等[8]首先发现了母血浆中存在21号染色体特异表达mRNA片段LOC90625,这为通过定量检测mRNA的表达异常来筛查唐氏综合征提供了可能。2007年Lo等[9]也在母血浆中发现了位于21号染色体上胎盘特异表达的PLCA4基因片段。


为了通过mRNA来说明21号染色体含量上的差异,Lo等人选择了PLCA4编码区域一个SNP位点,由于在一个正常胎儿,人类染色体的二倍体性使得杂合性SNP其等位基因含量比例将会出现1︰1,而对于一个21-三体的患儿,其等位基因的含量比例将会为1︰2或者2︰1。对于基因编码区的SNP位点而言,每条染色体上特定基因携带的这些SNP位点必将随着转录而传递到mRNA上,成为―RNA-SNP‖,杂合性的RNA-SNP位点的基因含量比例也必定符合基因组DNA杂合性SNP含量的比例情况,因此可以用母血浆中胎盘表达的mRNA来无创性的评估胎盘细胞染色体含量的异常与否,也就可以评估胎儿染色体数目异常与否。Lo等[9]应用介质辅助雷射脱附游离/飞行时间质谱(MALTI-TOF)的方法检测一个―RNA-SNP‖位点,对香港地区66例病例检测后分析发现特异度可达90%,灵敏度可达96%。但由于SNP存在纯合的情况,且Lo等选用的SNP位点其杂合率仅仅45%,当对大样本进行检测时,实际检出率将会降低,因此为了提高诊断的特异度和灵敏度,必须选用杂合度高,多态性信息含量高的多个中国人群PLCA4基因编码区所含有的SNP位点进行分析。另外,应用质谱方法仪器昂贵,操作复杂,且不能对多个SNP位点进行同时分析,因此,如果能够发展新的检测方法,应用当前比较常见的仪器平台,同时进行复合检测,无疑对临床实际应用有重要的价值。