孕期综合性筛查技术评估唐氏综合征风险

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(西安交通大学第一附属医院，陕西 西安 710061)

[出生缺陷预防]

孕期综合性筛查技术评估唐氏综合征风险

辛娟，黄丽燕，杨文方，贺芳，王翔，王丽，夏晓娜，慕丽红

(西安交通大学第一附属医院，陕西西安710061)

目的探讨孕早期超声与孕中期母血清标记物联合筛查评估唐氏综合征(DS)的风险价值。方法回顾性分析2011年至2015年间，在西安交通大学第一附属医院检查和其他医院转诊的具备完整妊娠结局的单胎妊娠孕妇2 730例，所有孕妇均于妊娠11～13+6周完成常规超声检查和唐氏综合征相关超声软指标筛查，其中96例孕妇完成了超声胎儿鼻骨探查；2 597例孕妇于妊娠15～19+6周完成孕中期DS筛查，检测甲胎蛋白(AFP)，人绒毛膜促性腺激素游离β亚基(Free β-hCG)，游离雌三醇(uE3)指标；初步筛查DS风险较高者于妊娠12周至24周，完成无创产前检测(NIPT)。采用羊膜腔穿刺羊水细胞培养与染色体分析确诊的DS病例作为金标准，病例组和对照组按照1:1标准配对，各纳入12例，运用受试者特征曲线(ROC曲线)分析孕早期超声DS筛查软指标、孕中期实验室DS血清学筛查指标、无创产前检测筛查指标在诊断DS中的价值。结果2 730例孕妇行孕早期超声筛查，其中96例完成胎儿鼻骨超声检查，早期超声显示胎儿鼻骨不显影的筛查阳性率最高，达3.13%；胎儿颈项部透明层厚度(NT)高危的筛查阳性率为1.43%；胎儿颈部水囊瘤和水肿的筛查阳性率均不足1.00%。2 597例孕妇行DS实验室筛查，孕期母体血清检测DS高危和临界高危的阳性率分别为2.04%和3.62%。诊断DS的各类检测筛查方法中，诊断准确性高且具有显著诊断意义的方法为无创产前检测(AUC=0.958，P<0.05)；诊断准确性中等的方法包括孕早期超声胎儿鼻骨不显影(AUC=0.750，P=0.038)，孕早期超声NT≥3mm(AUC=0.701，P=0.094)和孕中期血清学DS筛查(AUC=0.708，P=0.083)。结论孕早期超软指标、孕中期母血清标志物的应用对胎儿DS具有筛检意义，孕早期胎儿鼻骨不显影的超声软指标对DS筛查有显著意义。应用早期超声和中期血清标志物的联合筛检有助于提高唐氏综合征的检出率。

出生缺陷；唐氏综合征；孕早期超声；孕中期母血清标记物；联合筛查

唐氏综合征(Down’s syndrome, DS)，即先天愚型/21-三体，是一种子代常染色体数目异常导致的出生缺陷。我国是DS的高发国家，西北地区发病率高于全国水平，大部分的DS在人群中偶发，极少是由父母遗传所致。唐氏综合征的儿童有智力发育障碍和独特的外观，亦多伴有其他先天异常。DS患儿一旦出生即无有效治愈手段，将明显影响患儿的生存和生活质量，给家庭和社会带来沉重的负担。因此需要在产前发现患儿，尽量避免DS患儿的出生。目前，通过产前筛查、确诊阻断DS患儿的出生，成为该病的唯一预防手段。本研究通过新医疗新技术的开展，探索在孕期不同筛查技术的风险，并建立ROC模型，综合性评估唐氏综合征筛查技术的准确性。

1资料与方法

1.1筛查对象

2011年至2015年，在西安交通大学第一附属医院检查和其他医院转诊的妊娠早期和妊娠中期的单胎妊娠孕妇。2 730例孕妇于妊娠11～13+6周完成了常规超声检查和DS相关超声软指标筛查，其中96例孕妇在此孕周进行超声胎儿鼻骨探查；2 597例孕妇于妊娠15～19+6周完成孕中期DS筛查。本研究遵循的程序符合我院医学伦理学标准，均征得受试对象的知情同意。

1.2病例对照收集标准

病例组共12例。纳入标准：①有DS筛查高风险因素或者年龄超过35岁的单胎孕妇；②孕前体重指数(body mass index，BMI)在18～24之间；③孕早期超声指标数据完整，孕中期唐氏筛查数据完整，均在知情同意下接受了无创产前检测(non-invasive prenatal testing，NIPT)；④在知情同意下采用经羊膜腔穿刺羊水细胞培养与染色体分析检查，确诊为DS。

对照组共12例，按照1：1与病例组配对。纳入标准：与病例组同期检查的健康孕妇，随访直至产后，母婴均无异常者，其中有10例孕妇曾接受NIPT检测，并行羊膜腔穿刺羊水细胞培养与染色体分析检查(排除了胎儿DS)。配对条件包括：调查时间、居住地域、胎次、产次。

病例组和对照组排除标准：①多胎妊娠；②死胎；③各种妊娠期并发症和合并症；④胎儿合并21号染色体以外的其他常染色体和/或性染色体异常。

1.3筛查技术和风险判定

1.3.1 孕早期超声筛查

妊娠11～13+6周，采用美国GE彩色多普勒超声仪E6型(容积腹部探头、凸阵腹部探头)，进行常规超声和DS相关超声指标检测。

胎儿颈项部透明层厚度(nuchal translucency，NT)测定：取胎儿颈椎水平矢状切面声像图，测量皮肤至皮下软组织之间的最大厚度，即NT值。测量要求：尽量放大声像图，声像图仅包含胎头和胎儿胸部，同时保证图像清楚，在NT最宽处垂直于皮肤光带进行测量。NT≥3mm 为筛查高风险。

胎儿鼻骨测定：取胎儿头部矢状切面声像图，探测胎儿鼻骨强回声是否显影。孕早期超声胎儿鼻骨不显影为筛查高风险。

1.3.2孕中期血清筛查

DS筛查：妊娠15～19+6周，采用时间分辨荧光法测查获得母亲血液中的血清甲胎蛋白(alpha-fetal protein，AFP)，人绒毛膜促性腺激素游离β亚基(human chorionic gonadotropin free beta subunits，Free β-hCG)，游离雌三醇(unconjugated-estriol，uE3)检测指标，并结合孕妇的预产期、体重、年龄、体重和采血时的孕周等，运用筛查风险软件，计算出胎儿DS的风险率。DS的阳性切割值为1:270。DS筛查结果≥1:270为高风险；DS筛查结果为1:270>DS≥1:1 000为临界风险。

1.3.3无创产前检测

NIPT：妊娠12～24周，采用高通量测序技术检测分析孕妇血浆中胎儿游离DNA，结合生物信息分析，得出患DS的风险率，技术支持及配套试剂均有北京贝瑞和康生物技术有限公司提供。结果以高风险(阳性)或低风险(阴性)展示。

1.4 ROC模型建立

在时间分辨法的筛查人群中，对风险预测模型的有效性进行评估。利用受试者工作特征曲线(receiver operator characteristic curve，ROC曲线)。比较各种筛查的风险预测效果差异，以ROC曲线下面积(area under curve，AUC)作为评估指标，面积越大则效果越好。

采用ROC曲线模型的AUC反映检测方法的准确性大小。AUC为0.5～0.7时，表示诊断准确性较低；为0.7～0.9时，表示诊断准确性中等；为0.9以上时表示诊断准确性较高。

1.5 统计学方法

采用Microsoft Excel 2007建立数据库，SPSS 18.0 软件包进行各项指标及数据统计分析。利用χ2检验进行病例组和对照组的均衡性检验，运用受试者工作特征曲线(ROC曲线)分析孕早期超声DS筛查软指标、孕中期实验室DS血清学筛查指标、无创产前检测筛查指标在诊断DS中的准确性，并计算其95%可信区间。

2 结果

2.1 筛查情况

2 730例孕妇行孕早期超声筛查，其中96例完成胎儿鼻骨超声检查，胎儿鼻骨不显影的筛查阳性率最高，达3.13%；NT高危的筛查阳性率为1.43%；胎儿颈部水囊瘤和水肿的发生率均不足1.00%。2 597例孕妇行DS实验室筛查，孕期母体血清检测DS高危和临界高危的阳性率分别为2.04%和3.62%，见表1。

2.2 病例对照均衡性

确诊的12例DS孕妇和12例健康对照孕妇在年龄、孕前体重指数、超声筛查孕周和胎儿顶臀径、唐筛检查孕周各个方面均衡性检验无显著性差异，均P>0.05。提示：选入ROC曲线模型的病例对照均衡性好，见表2。

表1 孕早期超声筛查和孕中期DS筛查结果比较

表2 DS确诊病例和对照组孕妇均衡性检验比较

2.3 DS筛查指标的ROC曲线模型

采用羊膜腔穿刺羊水细胞培养与染色体分析确诊的DS病例作为金标准建立ROC曲线模型，比较孕早期超声DS筛查软指标、孕中期实验室DS血清学筛查指标、无创产前检测筛查指标在确诊DS中的准确性。ROC曲线模型(见图1)及曲线下面积(见表3)可见诊断DS的各类检测筛查方法中，诊断准确性高且具有显著诊断意义的方法为无创产前检测(AUC=0.958，P=<0.05)；诊断准确性中等的方法包括孕早期超声胎儿鼻骨不显影(AUC=0.750，P=0.038)，孕早期超声NT≥3mm(AUC=0.701，P=0.094)和孕中期血清学DS筛查(AUC=0.708，P=0.083)。

图1各种筛查模型的ROC曲线图

Fig.1 ROC curves of various screening models

计算孕早期NT，孕早期超声胎儿鼻骨不显影，孕中期DS血清学筛查和无创产前NIPT检测的曲线下面积AZ,并对其是否为完全随机下所得(AZ=0.5)进行统计学推断，经公式t=(AZ-0.5/S.E.)，基于罕见疾病提高筛检灵敏度的原则下，检验水准放宽至α=0.1，t检验结果显示四种筛检指标均有统计学意义(P<0.1)，见表3。

表3 各类DS筛查方法ROC曲线下面积比较

3 讨论

3.1孕早期超声软指标筛查

本研究发现，在孕早期超声筛查指标中，胎儿鼻骨不显影的筛查阳性率最高，达到了3.13%，对于唐氏综合征这样的罕见病，早期筛查阳性率的提高，更大程度了避免了DS胎儿的漏诊，且本研究进一步在ROC模型下分析显示早期鼻骨超声筛查有较好的准确性，提示胎儿早期鼻骨超声筛查可作为DS筛查的指标之一，对唐氏综合征的早期筛查有重要作用。本研究结果与李玉光等[1]多项研究相符。胎儿鼻骨超声应用于胎儿DS筛查的原理是基于DS的鼻梁塌陷及扁平等特殊面容。许多研究都证实了鼻骨发育不良与非整倍体染上色体异常有关[2]。鼻骨的缺失也可见于18-三体和13-三体，但这些病例常合并超声检测到的其他部位的异常，而DS胎儿形态学改变程度及合并畸形率均较低，有研究显示超声软指标异常的频率也以鼻骨发育异常最高[3]，这与本研究的结果一致，故鼻骨发育异常的超声检测对唐氏综合征的产前筛查有着重要的作用。故建议对唐氏综合征产前筛查为低、中度的患者，鼻骨超声检查应作为补充指标，联合筛查提高灵敏度。

此外，NT也是目前DS早期超声检查广泛应用的软指标，NT筛查是用B超测量胎儿颈项透明带的厚度，一般14周左右胎儿颈项透明带自行消失，它的增厚与胎儿染色体异常有关，其中DS最为常见[4]。本次研究中2 730例孕妇NT高危的筛查阳性率为1.43%，筛检准确性中等，与相关研究报道比较，阳性率略偏低，可能与NT检测的技术和质量控制有关。有报道表明单独使用NT作为筛查指标，在3%的假阳性率时DS的检出率为87%，与国内大量研究相符，说明孕早期NT值检测在DS筛查技术中具有重要作用[5]。近20年来，唐氏综合征的产前诊断中，超声波得到临床越来越广泛的应用，超声作为一种无创、简便的检查方法，对唐氏综合征的产前诊断具有独特优势。

3.2 孕中期血清三联指标筛查

血清学筛查是一种经济方便的检测方法，本研究中的检测指标AFP、Free β-hCG，uE3通常被称为孕三联检查，是目前应用最为广泛的产前筛查。本研究结果显示，2 597例病例，血清学筛查DS高危和临界高危的阳性率分别为2.04%和3.62%，与单独使用早期超声筛查相比筛检阳性率较高，在孕中期进一步提高了筛检的灵敏度，与张英芝等[6]的研究结果相符。

有研究发现，AFP过低与唐氏综合征的发生关系密切，AFP在妊娠早期主要是卵黄囊产生，中晚期主要由胎肝产生，中期渐增加，约到28周相对稳定，而唐氏儿由于肝脏发育迟滞、不成熟，因此孕有唐氏儿的孕妇中期血清中AFP的值较正常孕妇血清中AFP的量少[7]。有研究报道当Free β-hCG升高特别是Free β-hCG>5MoM 时，不良妊娠结局的发生率远远高于Free β-hCG低的产妇，母体血清的hCG水平在患唐氏综合征的情况下显著上升，大概是正常的至少2倍[8]。uE3是胎儿代谢变化的敏感指标，是一种最先经胎儿肾上腺、肝脏，最后由胎盘合成的一种甾体类激素，其以游离形式由胎盘分泌进入母体血液循环，母体血清中的uE3水平于孕7～9周开始升高，随孕周增加逐渐升高，母体低水平甚至无法测量到的uE3与胎儿染色体异常有关。血清学检查属于间接检测，孕三联法具有安全、快速、损伤小和经济可行等优点，不失为一种可以常规开展的产前筛查方法。

3.3 无创产前筛查

本次研究显示，诊断DS的各类检测筛查方法中诊断准确性高且具有显著诊断意义的方法是NIPT(AUC=0.958，P<0.05)。NIPT是通过采集提取母体外周血浆中的胎儿游离 DNA片段，检测出胎儿染色体非整倍体疾病的风险率，是一种十分有应用前景的新技术，对唐氏综合征胎儿以及一些染色体疾病的检测中具有较高的灵敏度和特异性。大量NIPT筛检DS的准确性研究表明，其筛检检出率可高达100%[9]，NIPT用于检测DS胎儿具有高敏感性和特异性、无创取样的优点,但目前NIPT检测仍存在假阳性，对染色体结构异常无法准确检测的现状，故NIPT检测高风险者仍需有创性产前诊断作为金标准进行确诊。

3.4 联合筛查

虽然上述早期超声软指标和中期血清学指标在胎儿DS筛查中有着重要意义，但是单独用超声或血清指标的作用极为有限，筛查的质量也相对局限，比如孕中期血清学指标的筛查是对动态变化的指标的一个时段的监测，漏诊的发生率较高。有研究报道，单纯以孕妇年龄为指标，DS筛查检出率仅为18%～25%，且其假阳性率较高，在假阳性率为5%时，超声筛查可达57%～76%，血清学筛查检出率为65%～87%，而血清学联合超声筛查检出率可高达85%～95%[10]。对于唐氏综合征这一尚无有效治疗方法的罕见病，提高产前检出率，终止妊娠以避免患儿的出生为唯一有效的干预途径，故对于该类疾病，筛检的试验的灵敏度尤为重要。故在目前NIPT、羊水穿刺检测可进一步诊断和排除假阳性患者的前提下，应用孕早期超声和孕中期血清学检测联合筛检提高灵敏度，尽可能地发现可疑患者，具有重要的临床意义，值得推广。

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[10] 朱宝生,章锦曼.胎儿染色体非整倍体产前筛查方案及其筛查效率[J].中华妇幼临床医学杂志(电子版),2010,6(1):7-10.

[专业责任编辑：史晓薇]

EvaluationofDown’ssyndromeriskbyintegratedscreeningtechniquesinpregnancy

XIN Juan, HUANG Li-yan, YANG Wen-fang, HE Fang，WANG Xiang，WANG Li，XIA Xiao-na，MU Li-hong

(FirstAffiliatedHospitalofXi’anJiaotongUniversity,ShaanxiXi’an710061,China)

ObjectiveTo evaluate the value of ultrasound during early pregnancy and maternal serum markers during middle pregnancy for assessing risk of Down’s syndrome (DS).MethodsA retrospective analysis was conducted among 2 730 pregnant women with single pregnancy and complete outcomes who took examination in the First Affiliated Hospital of Xi’an Jiaotong University or transferred from other hospitals from 2011 to 2015. All pregnant women completed routine ultrasonography and DS related ultrasonographic soft indices screening during 11-13+6weeks. Ultrasonic exploration of fetal nasal bone was performed in 96 pregnant women, and second trimester DS screening was performed for 2 597 pregnant women during 15-19+6weeks to detect alpha-fetoprotein (APF), free β-hCG and unconjugated estriol (uE3). For cases with high risk of DS in primary screening, non-invasive prenatal testing (NIPT) was done during 12-24 weeks. Amniotic cavity puncture amniotic fluid cell culture and chromosome analysis were taken as gold standard for DS confirmed cases, and twelve patients were included in case group and control group matched by 1:1.Receiver operator characteristic curve was used to analyze the value of soft indices of ultrasound in early pregnancy, screening indices of DS serology in middle pregnancy, and index of NIPT in diagnosis of DS.ResultsAmong 2 730 pregnant women receiving early ultrasound screening, 96 patients completed fetal nasal bone ultrasonography. Early ultrasound showed the highest incidence of no image of fetal nasal bone up to 3.13%. The screening positive rate of high risk of NT was 1.43%, and that of fetal neck water cyst and edema was less than 1.00%. DS laboratory screening was performed among 2 597 pregnant women, and the positive rate of high risk and critical risk of DS detected by maternal serum was 2.04% and 3.62%, respectively. In all kinds of screening methods for detection of DS, the method with high diagnostic accuracy and remarkable diagnostic significance was NIPT (AUC=0.958,P<0.05), which was better than the methods of early ultrasound without image of fetal nasal bone (AUC=0.750,P=0.038), ultrasonic NT greater than 3mm in early pregnancy (AUC=0.701,P=0.094), and serology DS screening in middle pregnancy (AUC=0.708,P=0.083).ConclusionThe application of ultrasound soft indices in early pregnancy and maternal serum marker in second trimester is valuable in screening fetal DS. Ultrasonic soft index of no image of fetal nasal bone in early pregnancy is of great importance. Integrating ultrasound in early pregnancy and maternal serum markers in second trimester is helpful to improve the detection rate of DS.

birth defect; Down’s syndrome (DS); ultrasound in early pregnancy; maternal serum marker in second trimester; integrated screening

R715

A

1673-5293(2017)10-1268-04

2017-04-04

西安交通大学临床新技术项目(XJLS-2015-105)；陕西省社会发展科技攻关项目(2016SF-126)；中国疾病预防控制中心妇幼保健中心项目(2015FYJ002)。

第一作者：辛 娟(1983—)，女，硕士研究生，主要从事公共卫生妇幼保健研究；并列第一作者：黄丽燕(1993—)，女，硕士研究生，主要从事出生缺陷防控研究。

杨文方，主任医师。

10.3969/j.issn.1673-5293.2017.10.035