[发明专利]基于单样本外周血检测胎儿染色体非整倍性的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种诊断装置，特别涉及一种胎儿染色体非整倍性的检测装置。

背景技术

染色体非整倍体是指相对于人的正常的46条染色体而言，细胞中的某一条或几条染色体数目增加或减少，与婴幼儿期显著的发病率和死亡率有着密切的关系。我国新生儿中染色体异常的发病率为1/60，其中21-三体综合征(唐氏综合征)、18-三体综合征(爱德华氏综合征)和13-三体综合征(帕陶氏综合征)是三种最主要常染色体非整倍体疾病，在新生儿中发病率分别为1/(600-800)、1/(3500-8000)和1/(7000-20000)。对胎儿染色体非整倍体病变的产前诊断是降低出生缺陷、提高出生人口素质的重要手段。传统的羊膜腔穿刺、绒毛活检、脐静脉穿刺等方法准确性高，但均为侵入性的，会给孕妇和胎儿带来一定的风险[1]。临床血清学筛查和超声检查虽为无创的，但假阳性率和假阴性率较高[2]。

孕妇外周血中胎儿游离DNA(ffDNA)的发现[3]和高通量测序技术的发展为非侵入性的无创检测技术的研发奠定了坚实的基础。目前采用高通量测序技术来检测胎儿染色体非整倍体的主要方法是分析孕妇外周血中游离DNA的21号、18号及13号染色体数量的差异。首先正常样本构建参考数据库，然后计算待测样本的Zscore，根据Zscore来判断样本是否为非整倍体[4]。该方法的难题主要是：1)，母体血浆中胎儿游离DNA的含量低于4％时容易出现假阴性[5]；2)，对每一个样本的检测都依赖于由正常阴性对照样本建立的对照值，故样本间的相互依赖性比较强，而实验操作，实验试剂，测序GC偏好等因素都会影响检测结果，一旦数据出现较大偏离，就容易产生假阳性和假阴性。

研究发现，循环DNA分子大部分都是小于200bp的短片段，而且通常胎儿游离DNA比母源DNA短[6]；随着孕妇血浆中胎儿游离DNA浓度的增加，小于150bp的DNA比例增加，而大于166bp的DNA比例减少[7]。2014年，卢煜明教授[8]等发表在《美国科学院院刊》上的研究论文，详细描述了一种利用大规模高通量测序，根据游离DNA片段长度分布进行胎儿染色体非整倍体的无创产前诊断的方法。所述方法为：提取孕妇外周血中的DNA，并对其进行第二代高通量测序，通过将测序序列与染色体组序列进行比对，得到每条染色体上的序列长度分布；然后计算每条染色体上小于150bp的序列占样本该长度下DNA序列总数的比例；接着确定待测染色体上小于150bp的DNA片段比例与其他所有常染色体(去除13、18、21号染色体)中小于150bp的DNA片段比例之差，并将该差值与由正常血样所构建的 阈值做比较，即待测染色体上短片段序列的变异是否在正常范围内，确定胎儿是否具有非整倍体异常。

然而，上述检测方法也存在着自身的局限性。该方法在判断染色体非整倍体时，用正常阴性样本建立的阈值作为参考，样本间的相互依赖性明显，实验条件、试剂批次和GC值偏好等都会影响检出率；其次在胎儿DNA浓度较低的情况下，相对正常样本构建的参考数据库，三体样本短片段的变化值小而出现假阴性。

参考文献

1.Nanal,R.,P.Kyle,and P.W.Soothill,A classification of pregnancy losses after invasive prenatal diagnostic procedures:an approach to allow comparison of units with a different case mix.Prenat Diagn,2003.23(6):p.488-92.

2.Wapner,R.,et al.,First-trimester screening for trisomies 21and 18.N Engl J Med,2003.349(15):p.1405-13.

3.Lo,Y.M.,et al.,Presence of fetal DNA in maternal plasma and serum.Lancet,1997.350(9076):p.485-7.

4.Chiu,R.W.,et al.,Noninvasive prenatal diagnosis of fetal chromosomal aneuploidy by massively parallel genomic sequencing of DNA in maternal plasma.Proc Natl Acad Sci U S A,2008.105(51):p.20458-63.