唐氏综合症(DS)产前筛查的研究现状
2013-08-15赵月英
赵月英
(广西贺州市昭平县人民医院 广西 贺州 546800)
唐氏综合征(Down Syndrome,DS)是一种先天性染色体异常,是由于在减数分裂的后期,21号染色体未分离所致,即21染色体三体综合征/先天愚型。根据相关研究表明,35岁以上的孕产妇,其生育的子女为唐氏综合征患儿的机率明显增高,约占所有DS患儿的20%[1]。DS的主要危害是患儿先天性智力障碍、特殊面容、精神体格发育迟滞,并伴有严重的多发畸形等。目前常采用血清学联合筛查.超声测量颈部透明层及胎儿鼻骨,结合DS风险分析软件进行评估,作为筛查手段;检查指标有甲胎蛋白、绒毛膜促性腺激素、游离雌三醇、妊娠相关蛋白A、抑制素A、妊娠特异性β1糖蛋白,胎儿有核红细胞、游离胎儿DNA及RNA等。由于医学上对DS至今无根治办法,因此采用新方法新指标对早中孕期妇女进行产前筛查,提高产前筛查的准确性,及时诊断DS并终止妊娠,是降低和防止DS患儿出生率的有效方法。
1 唐氏综合征(DS)筛查的标记物
1984年Merpates[2]等首次报道怀有染色体异常胎儿的孕妇血清中甲胎蛋白(AFP)水平低于正常值1.0MoM,1987年Bogart发现怀有DS胎儿的母体血清人绒毛膜促性腺激素(HCG)水平比正常孕妇的升高2倍,1988年Canick等人发现唐氏症儿孕妇血中雌三醇(uE3)水平比正常值低25%,1991年发现妊娠相关血浆蛋白A(PAPP-A)与DS有关,比正常孕妇低;1994年FASTER认为,单用F-β-hCG进行孕早期唐筛,假阳性率5%,检出率可达22-29%[3];1996年Noble把抑制素A(Inhibin-A)纳入DS的血清检测指标。
1.1 甲胎蛋白(AFP)AFP主要由胎儿肝脏产生的蛋白,随着胎儿的发育,AFP在胚胎卵黄囊和肝脏中不断合成,胚胎及胎儿血清中含量高。在正常妊娠时,AFP可通过胎盘屏障及胎儿的膜屏障进入母亲血清中,一般在妊娠30周时达到高峰,大约有2/3是通过胎盘进入母体,1/3是通过羊膜进入母体。有开放性神经管缺陷的孕妇血清AFP及羊水AFP水平可比正常孕妇高80-90%。在孕妇怀有唐氏综合征胎儿时,母体血清AFP水平比正常妊娠低23%左右,但其降低的机理和原因仍不明淅。母亲血清甲胎蛋白(MSAFP)检查DS的灵敏度很低,但是因为试验简单而被广泛采用。
1.2 游离人绒毛膜促性腺激素(Free-β-hCG):人绒毛膜促性腺激素(HCG)是由胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白,由a-和β-两个亚单位构成。HCG水平在受精后进入母血并快速增殖一直到孕期的第8周,然后缓慢降低浓度,直到第18~20周始保持相对稳定。孕妇血清中的HCG一般以完整形式存在,β-HCG只占总HCG的1%-8%。一般完整hCG水平至少升高到2.5MoM才与唐氏综合症有关。而实际完整hCG水平在DS患者母血中平均水平只有1.3MoM,不能明显鉴别出DS患者。用于DS检查的hCG相关分子有游离β-HCG和高糖hCG(Hh-CG)。H-hCG相关分子筛查唐氏综合症很敏感,而且可以采集尿液进行检测。DS患儿母亲血浆H-hCG浓度比健康孕妇高9.9-fold。Free-β-hCG是目前可同时用于一期和二期筛查的唯一标记物,DS孕妇血清游离β-HCG平均水平为1.9MoM,而健康孕妇血清β-HCG平均水平为1.0MoM。hCG相关分子水平还与胎儿性别有关,怀女婴比怀男婴母体血清hCG水平显著升高[4]。
1.3 游离雌三醇(UE3):UE3是妊娠的高度特异性标记物,在男性和非妊娠女性中几乎检测不出来,主要在胎儿-胎盘复合体合成。胎儿血清中uE3的浓度随孕周增加而升高,其浓度大约为母体血清浓度的5倍。母体血清uE3的水平在妊娠7-9周时开始超过非妊娠水平,然后持续上升,在足月前可以达到高峰。但怀有DS的母体血清uE3的水平比正常妊娠水平平均低29%,DS妊娠羊水中uE3的水平比正常妊娠低50%[5]。
1.4 抑制素A二聚(DIA):DIA是孕期妇女卵巢和胎盘分泌的一种糖蛋白类激素,目前认为胎儿胎盘是其在妊娠早期升高的主要来源。正常孕妇母体血清中DIA在妊娠早期时上升,在第10周以后逐渐下降,DIA在15-25周时的水平相对稳定在一个水平。但在DS妊娠时比正常妊娠高二倍以上,且持续升高。
1.5 胎儿颈部半透明膜(NT):是孕妇10~13孕周围绕在胎儿颈项后部流动性的半透明蛋白膜,它的厚度与胎儿DS缺陷正相关,并可以通过超声成像测量。
1.6 妊娠相关蛋白(PAPP-A):PAPP-A是目前最有前途的DS筛查标记物,主要由胎盘和蜕膜产生的大分子糖蛋白。在孕期,PAPPA由蜕膜大量产生并释放到血液循环,血清PAPP-A浓度随着孕期的增加而不断升高,直到分娩。但是在DS综合症和18染色体三体患者的孕妇血清PAPP-A浓度却明显降低,第一孕期DS患者母血PAPP-A平均水平是0.44MoM,健康母血为1.0MoM。第二孕期筛查发现PAPP-A浓度在怀有DS孕妇与健康孕妇无显著差异,因此不能作为第二孕期筛查标记物[6]。
2 唐氏综合症(DS)筛查方法
目前唐氏综合征的产前筛查可分为早孕期(10-13孕周)筛查和中孕期(14-22孕周)筛查。早孕期筛查是指10-13孕周时进行的筛查,可分为NT筛查模式、血清学筛查模式(freeβ-HCG+PAPP-A)、早孕期联合筛查模式(NT+freeβ-HCG+PAPP-A);中孕期筛查是指第14-22周进行的筛查,目前应用较多的是triple法和quad法。triple法使用母体血清三联指标HCG,UE3,AFP作为标记物;quad法使用母体血清四联指标HCG,UE3,AFP,DIA作为标记物,结合孕妇年龄、体重指数(BMI)、孕周、胎数、糖尿病史及吸烟史等因素,采用Multicalc和Risks2T风险评估专用软件计算风险概率,必要时进行B超、羊水细胞培养胎儿染色体检查或胎儿脐血染色体检查以确诊。
2.1 检测血清标记物AFP、Free-β-hCG二联指标,应用Multicalc和Risks2T分析软件进行风险评估,苏立[7]等对孕中期妇女血清标志物AFP和Free-βHCG进行检测,结合孕妇年龄、孕周、体重、生育史等因素,采用产前筛查分析软件2T-Risk(2T)估算风险概率,结果唐氏综合征、18-三体综合征和神经管缺陷高危筛查阳性率分别为4.0%、0.8%和1.6%。有学者[8]对18 780例孕妇在孕15-20周检测血中AFP和Free-βHCG浓度,结合孕妇年龄、孕周、体重等因素,通过风险评估软件进行评估.对唐氏综合征(DS)、18-三体综合征等高风险者进行羊水细胞染色体分析和超声波检查确诊。结果筛查出唐氏综合征高风险共476例(2.53%),18-三体综合征高风险98例(0.5%),其中297例进行羊水细胞染色体检查,共查出唐氏综合征6例(2.0%),18-三体综合征1例(0.3%),其 他 染 色 体 异 常8例(2.6%),神 经 管 缺 陷 高 风 险138例(0.73%),通过B超确诊为神经管缺陷12例(8.7%)。陈益明报告[9],对8345例孕中期(15~20周)妇女进行血清标记物AFP/Free-β-hCG的二联产前筛查,筛查结果应用Multicalc和Risks2T分析软件计算唐氏综合征风险.DS和开放性神经管缺陷(ONTD)的风险切割值为1∶270,18-三体综合征的风险切割值为1∶350。筛查出高危孕妇276例,阳性率为3.10%,其中DS、ONTD、18-三体综合征、年龄>35岁其高风险检出率分别为2.42%、0.44%、0.29%、0.17%.经羊水穿刺或脐血穿刺产前诊断,异常检出率2.93%。杨慧[10]等对3275例孕中期血清二联指标AFP、fβ-hCG检测筛查,并结合孕妇年龄、体重指数(BMI)、孕周、胎数、糖尿病史及吸烟史等因素,采用DS等风险专用分析软件Risks2T分析,18-三体综合征及神经管缺陷(NTD)发生风险率.对二联生化指标筛查结果呈阳性者再行彩色多普勒超声、羊水或脐带血穿刺产前诊断进行确诊。指出孕中期二联生化指标筛查胎儿DS等是行之有效的,不仅可发现预期筛查疾病,也可发现其他胎儿发育异常。二联生化指标进行产前筛查,结合彩色多普勒超声是提高胎儿出生缺陷检出率的有效手段。
2.2 采用triple法检测血清标记物AFP、β-HCG和uE3三联指标,应用Multicalc和Risks2T分析软件进行风险评估:钟可文[11]等研究报告,采用triple法对2555例孕中期(14~22周)孕妇血清AFP、β-HCG和uE3三项指标进行检测,结合孕妇年龄、孕周、体质量、是否双胎等,应用仪器配套软件计算风险概率,对高风险孕妇进行染色体检查确认,结果筛查出唐氏综合征高风险210例,占筛查总数的8.2%;18-三体综合征高风险26例,占筛查总数的1.0%;神经管缺陷高风险29例,占筛查总数的1.1%.对207例高风险孕妇进行羊水细胞染色体检查或胎儿脐血染色体检查,检测出染色体异常核型12例,异常率为5.8%,姜丽霞[12]报告对21 109例15~20+6周孕妇进行血清AFP、freeβ-HCG和μE3检测,结合孕妇的孕周、体重、年龄等参数,采用Multicalc风险评估软件进行风险评估,结果高风险孕妇占参检总数的4.61%.将筛查的结果与B超、羊水细胞培养胎儿染色体诊断分析结果对照,胎儿异常核型检出率为3.28%。有学者对4210例妊娠中期血清标记物AFP、β-hCG、uE3进行检测,结合孕妇年龄、体重、孕周及B超、羊膜腔穿刺进行分析,报告筛查出DS占5.96%,≥35岁占7.67%,其高风险阳性率为16.72%;筛查出的DS高风险孕妇43.82%,行羊水细胞染色体核型分析,有4例证实均为唐氏综合征[13]。.胡晓雨[14]等对1935例孕中期孕妇进行血清学三联AFP、β-hCG、uE3检测筛查,唐氏综合征高风险值为≥1/270,以35岁为界值,分析<35岁和≥35岁孕妇的不良妊娠结果发生率,表明孕中期孕妇血清学筛查唐氏综合征高风险与不良妊娠结果发生有密切联系,高龄是唐氏综合征筛查高风险和不良妊娠结局发生的重要因素。
2.3 二维凝胶电泳(2-DE)蛋白质图谱和染色质核型分析:蒋滢[15]等对确认为DS胎儿的孕中期母体血清7份和同期正常胎儿母体血清7份行二维凝胶电泳(2-DE),建立DS胎儿母体血清蛋白表达差异图谱,提取差异表达蛋白质点进行质谱分析,结果 经2-DE和差异蛋白图谱分析,在DS组母体血清中共发现表达差异1.5倍以上的蛋白质点29个,其中表达上调的19个,表达下调的10个.表达差异2倍以上的8个蛋白质点经质谱分析,从美国国立生物技术信息中心(NCBI)蛋白质序列数据库中搜索为dGTP酶(dGTPase)和β2-糖蛋白Ⅰ(β2-GPI)等12个蛋白质分别与之匹配的可能性较大(概率得分>66分).WB证实GTPase和β2-GPI的A值在DS组分别为21 567.0±3009.4和22 097.0±3958.9,在正常对照组分别为3957.7±250.9和1799.7±105.5,dGTP酶和β2-GPI在DS胎儿母体血清中比正常对照组显著高表达(t’dGTPasc=-17.66,t’β2CPI=-14.83,P均<0.0001)。指出2-DE和质谱技术是初步筛选DS相关特异性母体血清中新蛋白标志物的有效方法,经免疫印迹法(WB)验证的dGTPase和β2-GPI可能是筛选DS的新标志物。有学者[16]对1598例因唐氏综合征产前血清学筛查高风险患者行胎儿染色体核型分析,结果发现血清学筛查高风险合并高龄、超声异常组和血清学筛查高风险合并超声异常组的21三体阳性率和染色体异常率均显著高于血清学筛查高风险组;血清学筛查高风险合并高龄组的21三体阳性率和染色体异常率与血清学筛查高风险组的差异无统计学意义;血清学筛查高风险合并高龄、超声异常组的21三体阳性率显著高于血清学筛查高风险合并超声异常组.指出唐氏综合征产前血清学筛查高风险合并其他产前诊断指征越多,患唐氏综合征的可能性越大,其中超声异常影响最大,高龄影响较小。
3 影响唐氏综合征(DS)筛查风险评估的基本要素
由于标记物水平在胎儿和母亲血液处于动态变化,因此收集完整真实的孕妇信息,对准确检测标记物具有重要意义。
3.1 孕妇的年龄:第一风险因素,通常孕妇年龄超过35岁被认为是一个产前筛查产前诊断指标,1988年Wald等首次利用母血清AFP、uE3、hCG,结合孕龄对唐氏综合征进行筛查[17],获得了60%阳性检出率和5%的假阳性率。
3.2 妊娠周龄:关键指标,孕周估计不正确,导致风险值计算错误,所以要求近期超声计算孕周。
3.3 孕妇体重:除UE3外,AFP、HCG、DIA、NT、PAPP-A标记物浓度含量在母体血清水平与母亲体重成反比关系。3.4胎儿性别:胎儿性别对hCG及其相关分子水平有很大影响。
3.5 人种间差异:大多数标记物水平与种族遗传有关,如黑人和西班牙人MSAFP和hCG水平较黄种人和白人水平显著升高。
3.6 其他:I型糖尿病孕妇AFP、hCG、uE3等标记物水平普遍比健康孕妇低。综上所述 唐氏综合症(DS)筛查经历五个阶段:①AFP应用之前,多采用家族病史及产妇年龄来排查唐氏综合症的可能性,检出率只有25-30%,假阳性率偏高14%;②应用单一的AFP作为标记物,结合家族病史及产妇和胎儿的记录信息,其检出率不到25%;③应用AFP+hCG模式,结合孕妇的年龄、体重、种族、糖尿病状况以及胎儿孕龄,检出率得到较大提高,达到50%~60%之间;④应用triple法,结合专门的筛查软件和孕妇的相关信息,其检出率可以达到65%以上,假阳性率5%。⑤采用早中孕期的联合筛查模式(integrated screening),应用quad法,结合专门的筛查软件和孕妇的检查信息,其检出率高达80%,比triple方法提高8%,而假阳率下降30%-60%[18]。目前国内大多数地区以中孕期血清学二联(HCG+AFP)检测为主要筛查模式,对35岁以上孕妇可以建议其直接去做产前诊断。现推荐多种标记物联合筛查,早孕期的筛查模式:NT+胎儿鼻骨+PAPP-A+HCG,结合中孕期筛查模式:AFP+uE3+HCG+DIA,进行全面的联合筛查,以提高阳性检出率,从而有效降低DS的出生率。
[1] 王铮.桂俊豪.杨柳等.唐氏筛查在孕妇产前诊断中的必要性研究[J].检验医学与临床.2012.19.2434-2435
[2] Parano E,Falcidia E,Grillo A.Noninvasive prenatal diagnosis of chromosomal aneuploidies by isolation and analysis of fetal cells from maternal blood.[J]American Journal of Medical Genetics,2001,101(3):652,654
[3] Malone FD,D'Alton ME.First-trimester sonographic screeningfor Down syndrome[J].新英格兰医药杂志Obstet Gynecol,2003,102:1066-1067
[4] 宋新.文江平.万晓华.唐氏综合征及神经管缺陷产前筛查指标的分析研究[J].中国实验诊断学.2013.01.91-93
[5] 张敬如.唐氏综合征孕中期产前筛查研究现状[J].河北医药.2012.22.3471-3472
[6] YANG Fang.WANG Hua.SHI Jing Cheng HU Ming.Validity of Different Methods to Prenatal Screening for Down's Syndrom During First and Second Trimester Pregnancy of Chinese Women[J].生物医学与环境科学.2013.02.87-93
[7] 3苏立 吴玥丽.郑州地区20784例孕妇孕中期产前筛查结果分析[J]中国优生与遗传杂志,2012,20(2):69-71
[8] 应香朵,程启航.孕中期孕妇18780例产前筛查结果分析[J]中国优生与遗传杂志,2011,19(5):63,67
[9] 5陈益明 王芳 周月清 等.8345例孕中期妇女唐氏综合征产前筛查结果分析[J]中国优生与遗传杂志,2010,18(11):41,46
[10] 杨慧,肖梅 宋婕萍 等.3275例孕中期唐氏综合征等筛查的临床分析[J]中华妇幼临床医学杂志,2012,08(4):375-378
[11] 钟可文,陈蔚瑜,陈朝轩 等.产前筛查先天性缺陷与胎儿染色体异常的研究[J]检验医学与临床,2012,09(12):1411-1412
[12] 姜丽霞.孕中期母血清标志物产前筛查及产前诊断临床应用价值[J]中国优生与遗传杂志,2012,20(10):52-53
[13] 余蓉晖.妊娠中期血清标记物筛查对唐氏综合征的诊断意义[J]中外医学研究2012,10(17):66-67
[14] 胡晓雨,边旭明,蒋宇林.等孕中期孕妇血清学筛查唐氏综合征高风险与不良妊娠结局发生的关系 中华妇产科杂志,2012,47(6):427-430页
[15] 蒋滢,张波,李维 等.早期诊断唐氏综合征的母体血清蛋白新标志物筛选与初探验证[J]中华检验医学杂志,2012,35(4):328-332
[16] 吴坚柱,陈宝江,陈健生等.唐氏综合征产前血清学筛查高风险与染色体异常的关系[J]中国优生与遗传杂志(Chinese Journal of Birth Health &Heredity)2011,19(10);48-49,39
[17] 廖洋.林进.刘楚芹 等.胎儿颈项透明层与母体血清标记物于唐氏综合征筛查中单项、联合筛查的应用比较[J].河北医药,2012.34.14.2119-2121
[18] 刘俊涛.郝娜.孙念怙等.母血清生化二联、三联标记物筛查胎儿唐氏综合征[J].中国医学科学院学报,2003.25.02.156-159