产前诊断与产前筛查

王庆琴　刘萍　郝明　陈琳

050082　石家庄市，中国人民解放军白求恩国际和平医院妇产科(王庆琴、郝明、陈琳)；河北省石家庄市妇幼保健院(刘萍)



·综述与讲座·

产前诊断与产前筛查

王庆琴刘萍郝明陈琳

050082石家庄市，中国人民解放军白求恩国际和平医院妇产科(王庆琴、郝明、陈琳)；河北省石家庄市妇幼保健院(刘萍)

【摘要】产前对胎儿进行疾病筛查和诊断具有相当重要的意义，是提高人口出生质量的重要措施。随着医疗技术的发展，诊断和筛查胎儿染色体疾病、性连锁疾病、溶血性疾病等严重威胁胎儿健康的疾病已成为现实，目前对胎儿产前诊断主要依靠侵袭性检查，这往往伴随着一定程度的流产率，因此产前筛查更加必要。产前筛查方式多种，特点各异，临床上常用的有影像学检查、血清学指标检测及最近几年发展迅猛的母血中游离胎儿DNA检测。因此，了解产前诊断和产前筛查新进展可以更好地为优生优育服务。

【关键词】产前诊断；产前筛查；唐氏综合征

近年来，经济的高速发展伴随着环境污染的加剧，一些研究指出胎儿出生缺陷与空气污染、工业重金属的超量排放以及遗传因素的作用紧密相连[1,2]。在我国，出生缺陷已经成为导致残疾的重要原因。如何避免有先天缺陷的婴儿出生，减少疾病带来经济和精神双重负担成为孕妇最为关注的问题之一。出生缺陷是指婴儿出生前发生的身体结构、功能或代谢异常，通常包括先天畸形、染色体异常、遗传代谢性疾病、功能异常如盲、聋和智力障碍等。2012年9月卫生部公布《中国出生缺陷防治报告》显示，我国出生缺陷总发生率约为5.6%,每年新增出生缺陷约90万例。出生缺陷既包括胎儿实质性器官的缺陷，也包括染色体、基因的缺陷，在出生缺陷的预防和控制上，产前诊断和产前筛查尤为重要。事实上，孕期进行产前筛查和诊断、控制和减少出生缺陷的发生是提高人口素质的一项重大公共卫生策略，有助于人才兴国战略的实施。产前诊断发展至今已跨越了2个世纪，其最早可以追溯到伦琴发现X线，但是当时通过X线摄影技术只能看见胎儿的外表，并不能提供胎儿的遗传信息，且存在胎儿接受射线的风险[3]，因此其使用较为局限。随着医疗技术的不断发展，产前诊断和产前筛查取得了巨大进步，也越来越引起人们的重视。下面对产前诊断和产前筛查进行总结概述。

1产前诊断技术

产前诊断又叫创伤性产前诊断，或者侵袭性产前诊断，是指通过有创的方式获取胎儿遗传信息，从而预测胎儿出生缺陷的方法。产前诊断技术包括羊膜腔穿刺术(amniocentesis)、绒毛取样术(chorionic villous sampling)和经皮脐带血采样。

1.1羊膜腔穿刺术1966年，Steele和Breg两人成功从羊水中分离出了胎儿细胞，并进行细胞培养以获得胎儿染色体信息，这为现代医学羊膜腔穿刺术的实施奠定了科学基础[4]。由于胎儿在羊膜腔内的吞咽、排泄和运动会留下自身细胞，可使每10毫升羊水含(2～3)×105个胎儿细胞，收集这些细胞进行培养以分析胎儿染色体信息可以诊断许多单基因病和胎儿先天缺陷，包括唐氏综合征(Down’s syndrome,DS)、地中海贫血、亨廷顿病等[5,6]，目前临床上该项技术主要为孕中期的孕妇实施。尽管这项检查在诊断染色体病和一些基因病上有确诊的意义，但由于其是一项有创检查，有导致胎儿流产、羊膜腔感染的可能，而且其费用也不低，而有些孕妇妊娠也相对困难等原因导致其并不是胎儿疾病检测的首要检查方法，只有高危的孕妇才建议接受该项检查。羊膜腔穿刺术引起流产的概率说法不一，各研究得出的结论并不完全一致，最近的一项大型单中心研究表明，在7 957名中国孕妇因接受羊膜腔穿刺术而导致的胎儿流产概率低于0.59%[7]，这说明该项技术引起的流产率并不高。

1.2绒毛取样术绒毛取样术在诊断染色体异常和基因缺陷疾病方面与羊膜腔穿刺术有相似的准确性，但是其在检查的孕周上更具优势，可以为早期妊娠(孕10～13周)孕妇检测胎儿遗传信息，甚至在个别疾病的检查上可以提早到孕8周进行[8]。绒毛取样术是一项有创检查，其引起的流产的风险略高于羊膜腔穿刺术，但不超过1%[9]。在获取胎盘绒毛细胞的方式上既可以选择经腹部穿刺也可以选择经阴道穿刺进行，研究指出，两者的安全性无明显差别[10]。

1.3经皮脐带血采样经皮脐带血采样采取的是脐静脉穿刺术，即使用采样针经皮肤穿刺入脐静脉收集胎儿脐带血，从而获得胎儿遗传信息。该项检查主要适用于中期妊娠的孕妇，尤其是孕17周后的孕妇[11]。此项技术之所以适用于中晚期孕妇是因为孕早期脐静脉较脆，穿刺易引起脐静脉损伤。虽然有研究表明经皮脐带血采样比羊膜腔穿刺术和绒毛取样术造成流产的风险更大，甚至还会增加早产、小于胎龄儿、低出生体重儿的风险，但是其除了诊断染色体疾病外，还能了解胎儿的宫内感染和代谢情况，这也是羊膜腔穿刺术和绒毛取样术所不能达到的[3,12,13]。

2产前筛查技术

产前筛查由于不能直接获取胎儿遗传信息，故不能作为诊断技术，但与此同时也就避免了对胎儿的侵袭性损伤，所以是无创性产前筛查(non-invasive prenatal testing)，或称为非侵袭性产前筛查。此筛查手段因为没有侵袭性而受到医生和受检者的青睐，随着人们认识的深入和技术手段的不断更新，其发展十分迅速。非侵袭性产前筛查技术主要包括胎儿超声筛查、母亲血清学指标检测和母血中游离胎儿DNA检测。

2.1胎儿超声筛查胎儿超声筛查主要是对胎儿颈项透明层(nuchal translucency,NT)、鼻骨发育情况和心血管发育情况进行探测筛查。NT即胎儿颈背部颈椎以上至颈部皮肤之间的半透明软组织的最大厚度，目前是筛查DS胎儿最常用和最有效的超声诊断指标[14]。胎儿染色体异常、心脏或大血管异常导致的心衰、淋巴系统发育异常或迟缓、各种疾病导致胎动异常引起淋巴回流不畅、皮下结缔组织组成改变等均可以导致胎儿NT值增厚，因此可在胎儿11～13+6周对NT值进行测量以筛查胎儿情况[15]。目前公认的正常胎儿在 11～13+6周时B超NT探测均值为3 mm,范围在2～4 mm[16]，有报道指出，以年龄+NT行早孕期DS筛查，在假阳性率为5%的条件下，DS的检出率为69.3%[17]。超声探测胎儿鼻骨发育和心血管发育情况也能提示胎儿情况，以此来筛查胎儿DS，但是灵敏度和特异度均较NT筛查为低，不过胎儿鼻骨发育联合NT筛查可以有效提高胎儿单独行NT筛查DS的检出率[18]。

2.2母亲血清学指标检测对孕早、中期的孕妇进行血清学相关指标检测可以对胎儿是否患相应疾病进行一定程度上的筛查，这些指标主要包括甲胎蛋白(alpha fetoprotein, AFP)、游离β-人类绒毛膜促性腺激素(fβ-hCG)、游离雌三醇(uE3)和妊娠相关血浆蛋白A (PAPP-A)。

AFP在胎儿肝脏和卵黄囊中形成产生，在孕早期母血中即可测出，其浓度于孕14～20周在母血及羊水中呈线性增高，20周后逐渐下降。研究发现，AFP浓度异常降低与DS存在相关性，故在孕14～20周间检测孕母血清和胎儿羊水中AFP可以筛查DS[19]。fβ-hCG由胎盘滋养细胞分泌产生，占总hCG的1%～8%，其对染色体异常较为敏感。有研究发现，单用fβ-hCG进行孕早期DS筛查，在假阳性率为5%时，其检出率可达22%～29%[20]。同时，也有研究表明，异常升高的fβ-hCG对13、18三体综合征也较敏感[21]，因此也可用于13、18三体综合征的筛查。雌三醇(E3)是来源于胎盘的一种类固醇激素，其在血清中以共价物和游离两种形式存在，uE3占雌三醇总量的9%，在循环中的半衰期为20～30 min，故测定其含量能快速反应胎盘的功能[22]。正常妊娠时，uE3随着孕周的增加而不断增高直至分娩，而受DS的影响，uE3可以低于正常值的30%甚至更多，故通过检测母体血清中uE3含量并结合母亲年龄、孕周等基本情况可以推测胎儿患DS的风险值。有研究表明，在假阳性率为5%时，uE3对DS的检出率为41%[20]。PAPP-A是来源胎盘的一种糖蛋白，其在母体内的浓度随着孕周的增加而增加，在异常妊娠早期其中位数较低，在中期妊娠时较正常者无差异，故PAPP-A是孕早期(孕10～13周)筛查胎儿染色体疾病的一个血清学指标。有研究表明，单用PAPP-A进行孕早期DS筛查，在假阳性率为5%的情况下，检出率可达37%～51%[20]。以上各项血清学指标在产前筛查中都扮演着重要的角色，但又各具检测时间和检测效果特点，临床上常将这些指标组合起来进行产前筛查，这样较大地提高了筛查的灵敏度和特异度，从而有效地弥补了单用这些指标带来的不足。常用的联合筛查策略有孕早期二联筛查方案(PAPP-A+fβ-hCG)、孕早期三联筛查方案 (PAPP-A+fβ-hCG+NT)、孕中期二联筛查方案(AFP+fβ-hCG)和孕中期三联筛查方案(AFP+fβ-hCG+uE3)，各种联合筛查方案其检出率有所差别，且随孕周的改变而改变。有研究表明，采用孕早期二联筛查方案筛查DS，在假阳性率为5%时，在孕检出率约为65%；而孕早期三联筛查方案由于加入了影像学检查，其检出率也进一步提高到80%～90%，且在孕11～13周内检出率随着孕周的增加而增高[23,24]。

2.3母血中游离胎儿DNA检测先前的研究已经证实母亲外周血中循环着少量的游离胎儿DNA (cell-free fetal DNA,cffDNA)[25]，这一发现为无创产前筛查提供了一个全新的策略。伴随着DNA测序技术的迅猛发展，通过分析母血中的cffDNA为诊断胎儿的性别、染色体疾病、单基因疾病、血型等产前筛查成为了现实，并且敏感度和特异度均较母亲血清学指标检测技术为高。研究发现，通过分析母亲外周血中cffDNA来判断胎儿性别以预防和控制性连锁疾病时，既可以起到无创的作用，又可以将检查提前到孕8周，早于超声以及有创的侵袭性检查(如绒毛膜取样术、羊水穿刺术)[26]。在判断胎儿血型以预防和控制胎儿或新生儿的溶血相关性疾病方面，检测母血中cffDNA技术的敏感度和特异度都能达到99%以上[27]。一项大型研究囊括了32 222例孕妇筛查胎儿RHD血型表明，通过检测母血中cffDNA技术来诊断胎儿RH血型时假阳性率在0.6%以下[28]，由于在无创和准确方面的优越性，此技术在临床上已得到广泛的应用。在孕中期筛查胎儿染色体疾病，通过扩增cffDNA来筛查胎儿非整倍体染色体疾病有很好的灵敏度和特异度，对DS的灵敏度和假阳性率分别为99.9%和0.09%；对18三体综合征的灵敏度和假阳性率分别为96.3%和0.13%；对13三体综合征的灵敏度和假阳性率分别为90.3%和0.23%[29,30]，成为最有可能替代侵袭性检查的无创筛查技术。然而，此项检查花费较高，也不在医保范围内，各地区并未完全普及，所以其应用受到了一定的限制。

2.4胚胎植入前遗传学诊断植入前遗传学诊断(preimplantation genetie diagnosis,PGD)是在辅助生殖和分子生物学快速发展的基础上相互融合形成的一门新的诊断技术，发展至今已有二十多年的历史。PGD能有效避免传统产前诊断中的反复人工流产或引产给父母双方带来的精神上的打击及手术并发症[31]，对于提高人口素质、控制出生缺陷以及不孕症的治疗是一项非常好的措施，可以看做是一种更早的产前诊断。PGD通过对配子和胚胎进行遗传学分析和诊断选择正常胚胎植入子宫，具体方法是利用聚合酶链反应 (PCR)、荧光原位杂交(FISH)等技术分析体外受精的胚胎或经子宫灌洗所得的胚泡，确定该受精卵是否携带致病基因，将健康的胚胎移植入母体内继续发育成熟[32]。PGD在优生优育方面有巨大潜力，目前主要适用于单基因相关遗传病、 染色体病及可能生育以上患儿的高风险人群。因其会带来伦理、 法律和道德等多方面的困惑故其应用仍存在争议并受到多种因素限制。

3小结与展望

产前筛查是提高人口质量的有力措施，关系我国人口素质的发展。随着我国全面二胎政策的开放高龄产妇会随之增多，因年龄因素导致胎儿畸形风险也随之增加，做好产前筛查和产前诊断工作以减少缺陷儿出生率，在近阶段有着尤为重要的意义。目前产前筛查主要是采用影像学检查、孕早中期母亲血清中相应蛋白标志物检测或者母血中游离胎儿DNA检测联合孕母年龄、孕周、孕产史等情况来推算胎儿患相关出生缺陷疾病的风险程度，根据其风险程度决定是否进一步做羊水穿刺等侵袭性检查以确诊。绒毛膜取样、羊水穿刺和胎儿脐血穿刺可以很好地对胎儿染色体疾病进行诊断，但是有较低的流产风险，正因如此，不少医生和孕妇对其望而生畏。随着科学日新月异的发展，既安全又准确的无创产前筛查已经慢慢在实现，孕早期三联筛查以及孕中期三联筛查DS较为常用，灵敏度较高，但是其假阳性率也较高，而通过检测母血中游离胎儿DNA则大大提高了筛查胎儿非整倍体的灵敏度和特异度，同时假阳性率也极低，是很可靠的无创产前筛查技术。这项技术从诞生到目前的实施，发展尤为迅速，很可能在将来取代侵袭性检查，虽然其使用目前并未完全普及，相信在不久的将来，这项技术能够更加完善，成为产前筛查的一把利剑。

参考文献

1Vinikoor-Imler LC,Stewart TG,Luben TJ,et al.An exploratory analysis of the relationship between ambient ozone and particulate matter concentrations during early pregnancy and selected birth defects in Texas.Environ Pollut,2015,202:1-6.

2Liu Z,Yu Y,Li X,et al.Maternal lead exposure and risk of congenital heart defects occurrence in offspring.Reprod Toxicol,2015,51:1-6.

3Cheng WL,Hsiao CH,Tseng HW,et al.Noninvasive prenatal diagnosis.Taiwan J Obstet Gynecol,2015,54:343-349.

4Steele MW,Breg Jr WR.Chromosome analysis of human amniotic-fluid cells.Lancet,1966,19:383-385.

5Anuwutnavin S,Chanprapaph P,Ruangvutilert P,et al.Short-term outcomes after second-trimester genetic amniocentesis in Siriraj Hospital.Int J Gynaecol Obstet,2014,124:222-225.

6He S,Li D,Lai Y,Zhang Q,et al.Prenatal diagnosis of β-thalassemia in Guangxi Zhuang Autonomous Region,China.Arch Gynecol Obstet,2014,289:61-65.

7Huang L,Jiang T,Liu C.Fetal loss after amniocentesis: analysis of a single center's 7,957 cases in China.Clin Exp Obstet Gynecol,2015,42:184-187.

8Wapner RJ,Evans MI,Davis G,et al.Procedural risks versus theology: chorionic villus sampling for Orthodox Jews at less than 8 weeks’gestation.Am J Obstet Gynecol,2002,186:1133-1136.

9Laksanavilai U,Piyamongkol W,Sirichotiyakul S,et al.Chorionic villous sampling: experience of 636 cases.J Med Assoc Thai,2013,96:383-388.

10Oloyede OA,Olaide A,Onyinye N.Clinical and laboratory experience of chorionic villous sampling in Nigeria.Niger J Clin Pract,2014,17:511-516.

11Vantanasiri C,Kanokpongsakdi S,Manassakorn J,et al.Percutaneous umbilical cord blood sampling.J Med Assoc Thai,1989,72:541-544.

12Tongsong T,Wanapirak C,Piyamongkol W,et al.Second-trimester cordocentesis and the risk of small for gestational age and preterm birth.Obstet Gynecol,2014,124:919-925.

13Tongsong T,Khumpho R,Wanapirak C,et al.Effect of umbilical cord bleeding following mid-pregnancy cordocentesis on pregnancy outcomes.Gynecol Obstet Invest,2012,74:298-303.

14Nafziger E,Vilensky JA.The anatomy of nuchal translucency at 10-14 weeks gestation in fetuses with trisomy 21: An incredible medical mystery.Clin Anat,2014,27:353-359.

15Gouas L,Kémény S,Beaufrère AM,et al.Prenatal Screening of 21 Microdeletion/Microduplication Syndromes and Subtelomeric Imbalances by MLPA in Fetuses with Increased Nuchal Translucency and Normal Karyotype.Cytogenet Genome Res,2015,146:28-32.

16宋文龄，张劲松，焦欣.产前筛查唐氏综合征的应用价值.中国妇幼保健,2007,22：944-946.

17李之朋，杨春燕，陈敏.唐氏综合征的早期筛查.中国实用妇科与产科杂志,2008,24:87-90.

18Yang PY,Wu JL,Yeh GP,et al.Three-dimensional ultrasonography measurement of fetal nasal bone length during the midtrimester in Taiwanese women.Taiwan J Obstet Gynecol,2012,51:354-8.

19Carmichael J,Krantz D,Liu HP,et al.Incorporation of dried blood alpha fetoprotein into traditional first trimester Down syndrome screening service.Prenat Diagn,2015,35:703-708.

20Fergal D,Malone,Canick Jacob A,et al.First-trimester or second-trimester screening,or both,for Down’syndrome.N Engl Med,2005,353:2001-2011.

21Martínez-Morillo E,Prieto B,Moreno F,et al.Improvement of a prenatal screening program for trisomy 18 in the first trimester of gestation.Clin Chem Lab Med,2012,50:1973-1977.

22Jari SD,Fraer LM,Hogge WA.Association of undetectable unconjugated estriol on multiple marker screening with steroid sulfatase deficiency.Fetal Diagn Ther,2004,19:43-48.

23Shiefa S,Amargandhi M,Bhupendra J,et al.First Trimester Maternal Serum Screening Using Biochemical Markers PAPP-A and Free β-hCG for Down Syndrome,Patau Syndrome and Edward Syndrome.Indian J Clin Biochem,2013,28:3-12.

24Crossley JA,Aitken DA,Cameron AD,et al.Combined ultrasound and biochemical screening for Down's syndrome in the first trimester: a Scottish multicentre study.BJOG,2002,109:667-676.

25Poon LL,Leung TN,Lau TK,et al.Presence of fetal RNA in maternal plasma.Clin Chem,2000,46:1832-1834.

26Sillence KA,Roberts LA,Hollands HJ,et al.Fetal Sex and RHD Genotyping with Digital PCR Demonstrates Greater Sensitivity than Real-time PCR.Clin Chem,2015,61:1399-1407.

27Clausen FB.Integration of noninvasive prenatal prediction of fetal blood group into clinical prenatal care.Prenat Diagn,2014,34: 409-415.

28Thurik FF,Ait Soussan A,Bossers B,et al. Analysis of false-positive results of fetal RHD typing in a national screening program reveals vanishing twins as potential cause for discrepancy.Prenat Diagn,2015,35:754-760.

29Norton ME,Jacobsson B,Swamy GK,et al.Cell-free DNA analysis for noninvasive examination of trisomy.N Engl J Med,2015,372:1589-1597.

30Gil MM,Quezada MS,Revello R,et al.Analysis of cell-free DNA in maternal blood in screening for fetal aneuploidies:updated meta-analysis.Ultrasound Obstet Gynecol,2015,45:249-266.

31庄广伦主编.现代辅助生育技术.第1版.北京:人民卫生出版社,2005.429.

32Skakkebaek NE.Normal reference ranges for semen quality andtheir relations to fecundity. Asian J Androl，2010，12：95-98.

(收稿日期：2015-11-05)

【中图分类号】R 714.5

【文献标识码】A

【文章编号】1002-7386(2016)10-1581-04

doi:10.3969/j.issn.1002-7386.2016.10.046