无创产前检测筛查胎儿性染色体非整倍体的临床效果评价*

卢凤英，张 玢

(南京医科大学附属常州市妇幼保健院医学遗传科，江苏 常州 213000)

母体减数分裂或父系减数分裂过程中的错误可导致染色体非整倍体。X或Y染色体非整倍体又称为性染色体非整倍体(SCA)，可引起男性或女性器官发育不良、智力低下或精神、神经障碍等[1]。三倍X综合征(47，XXX)、Turner综合征(45，X)、Klinefelter综合征(47，XXY)、XYY综合征(47，XYY)是常见的SCA异常，绝大部分SCA在妊娠期无法经超声扫描发现异常[2]。目前，SCA在活产儿的发病率为1/400～1/350[3]，有创产前诊断羊膜穿刺术或脐带血穿刺术是诊断SCA的“金标准”[4]，但由于胎儿丢失、感染发生率较高，以及对孕妇及家人造成的精神压力，更多的医师和孕妇倾向于初步的无创产前检测(NIPT)，而非有创产前诊断。NIPT通过大规模平行测序检测母体血浆中游离胎儿DNA，现已成为临床实践中首选的非整倍体筛查试验[5-7]。NIPT因其具有较高的准确性和灵敏度，被广泛用于筛查21-三体、18-三体、13-三体胎儿非整倍体[8-9]。近年来，NIPT技术已扩展到SCA检测[10-13]。但到目前为止，仍缺乏大规模针对NIPT筛查SCA效益的临床研究，因此，本研究通过对50 972例样本进行NIPT，对该技术用于SCA筛查的临床效能进行了探讨，现报道如下。

1 资料与方法

1.1资料

1.1.1一般资料 选取2012年5月至2021年5月在本院接受NIPT产前筛查的50 972名孕妇作为研究对象，平均年龄(30.94±4.60)岁，平均体重指数(24.08±3.86)kg/m2，平均孕周(17.26±1.15)周。NIPT指征：高风险7 492例(14.70%)，临界风险11 291例(22.15%)，高龄13 452例(26.39%)，自愿13 815例(27.10%)，其他(如辅助生殖、双胎等)4 922例(9.66%)。NIPT提示胎儿SCA异常251例，召回进行遗传咨询后自愿接受羊膜穿刺术后染色体微阵列分析(CMA)进行有创产前诊断171例。本研究经本院审查委员会批准，每个参与者在参与前均提供书面知情同意。

1.1.2NIPT纳入标准 (1)孕周12～22+6周；(2)符合NIPT筛查原则。

1.1.3NIPT排除标准 (1)孕周小于 12周；(2)夫妇一方有明确的染色体异常；(3)1年内接受过异体输血、移植手术、异体细胞治疗等；(4)胎儿超声检查提示有结构异常需进行产前诊断；(5)有基因遗传病家族史或提示胎儿患基因病高风险；(6)孕期合并恶性肿瘤；(7)医师认为有明显影响结果准确性的其他情形。

1.1.4CMA纳入标准 (1)孕周18～23+6周；(2)NIPT提示性染色体高风险；(3)临床病历资料齐全。

1.1.5CMA排除标准 (1)术前感染未治愈或手术当天感染或可疑感染；(2)先兆流产未治愈;(3)有出血倾向；(4)宫颈内口功能不全；(5)前置或低置胎盘伴出血。

1.2方法

1.2.1NIPT方法 采集孕周12～22+6周孕妇外周血样8～10 mL，采用乙二胺四乙酸抗凝，6 h内分离血浆收集游离胎儿DNA。在Illumina NextSeq CN500平台上进行大规模平行测序，测序数据采用RUPA数据分析系统处理。以胎儿DNA>4%为样品质量标准，单个样本测序深度均大于0.08×，Unique reads ≥1.5 MB。

1.2.2核型及芯片分析 NIPT提示SCA阳性孕妇接受遗传咨询后进行有创产前诊断。孕周18～23+6周经羊膜穿刺术后行CMA。使用QIAamp DNA迷你试剂盒(Qiagen Inc.，Valencia，CA，United States)提取羊水细胞DNA，250 ng的DNA通过GCS 3000Dx v.2平台扩增、标记和杂交，采用750 K芯片(Affymetrix CytoScan 750 K array)进行SNP芯片检测。数据采用染色体分析套件v3.2(ChAs)软件处理。采用公共数据库(如DECIPHER、OMIM、ClinVar、ISCA、NCBI和UCSC)对数据进行解释。

1.2.3随访 采用电话随访、病案查询等方式对接受NIPT产前筛查孕妇的妊娠结局进行随访。NIPT提示胎儿SCA阳性的孕妇随访时间为胎儿确诊SCA至出生后1岁。对NIPT提示胎儿SCA阳性的孕妇进行遗传咨询，并建议进行产前诊断。

1.3数据处理 计数资料以率或构成比表示。计算阳性预测值(PPV)：以CMA结果为“金标准”，评估NIPT结果，NIPT和CMA均为阳性为真阳性(TP)，NIPT 阳性而CMA阴性为假阳性(FP)，PPV=TP例数/(TP例数+FP例数)×100%。

2 结 果

2.1NIPT对胎儿SCA检出情况 50 972名孕妇经NIPT提示胎儿SCA 阳性251例，其中143例(56.97%)提示胎儿SCA类型为“45，X”，37例(14.74%)为“47，XXX”，54例(21.51%)为“47，XXY”，17例(6.77%)为“47，XYY”。NIPT筛查胎儿SCA阳性率为0.49%(251/50 972)。经遗传咨询后251例提示胎儿SCA的孕妇中自愿接受羊膜穿刺术后行CMA产前诊断171例，其余80例拒绝接受产前诊断，仅进行常规产前检查，产前诊断率为68.13%。

2.2产前诊断情况 经CMA产前诊断的171例孕妇中SCA真阳性68例，NIPT的SCA总PPV为39.77%。“45，X”“47，XXX”“47，XXY”“47，XYY”的PPV分别为21.43%、59.26%、67.57%、66.67%，其中“45，X”的PPV最低。见表1。21例确诊为“45，X”核型中8例CMA结果为X染色体单拷贝arr[hg19] (X) × 1；10例为X染色体嵌合性单拷贝arr[hg19](X)×1-2；3例为X染色体微缺失，CMA结果分别为arr[hg19]Xp22.33p21.2(168，551-31，157，108)x1、arr[hg19]Xq28(152，859，456-155，233，098)x1、arr[hg19]Xp22.33(168，551-2，475，482)x1。高风险、临界风险、高龄、自愿、其他组胎儿的SCA PPV分别为55.56%、20.45%、51.11%、38.30%、37.50%，高风险组PPV最高，其次为高龄组。见表2。

表1 NIPT筛查胎儿性染色体的PPV

表2 不同NIPT指征胎儿的PPV

2.3随访情况 68例确诊为胎儿性染色体异常的孕妇中选择继续妊娠24例，其余44例选择终止妊娠，总的终止妊娠率为64.71%，胎儿SCA类型为“45，X”“47，XXX”“47，XXY”“47，XYY”的终止妊娠率分别为71.43%(15/21)、37.50%(6/16)、80.00%(20/25)、50.00%(3/6)。 24例继续妊娠至分娩的新生儿出生后均未见异常，随访至受试儿1岁时也均未见异常。对NIPT低风险孕妇进行随访发现1例“45，X”假阴性者。该产妇为高龄，经卵胞质内单精子显微注射术后成功受孕双胎，孕17周NIPT结果为低风险，但在孕23周时超声检查提示其中1个胎儿颈部水囊瘤，经脐血穿刺后该胎儿核型分析确诊为“45，X”。

3 讨 论

早期干预服务，如物理治疗、职业治疗和个体化教育计划可对SCA患者的预后产生巨大影响。因此，早期筛查胎儿SCA具有重要意义[14]。传统非整倍体筛查不包括SCA筛查，而美国医学遗传学与基因组学学会建议，告知孕妇NIPT尽可能扩大到SCA筛查[7,15]。本研究分析了50 972例临床样本的NIPT结果，评估了NIPT用于SCA筛查的临床效果，结果显示，NIPT筛查SCA的总PPV为39.77%，与文献报道的32.42%～54.54%相符[16-18]，说明NIPT对检测胎儿SCA具有不错的潜力，但其准确性仍有待于提高，在临床中的应用还需进一步研究和验证。

值得注意的是，与既往文献报道一致，本研究结果显示，“45，X”的PPV(21.43%)明显低于其他类型的SCA。有几个原因可以解释这一点：(1)X染色体上有1 098个基因，Y染色体上有78个基因；其中58个基因是2条性染色体上的同源基因，其中大部分(29个基因)位于X和Y染色体末端，目前，NIPT的测序长度仅为36个碱基，容易导致X和Y染色体之间的测序定位错位[19]。(2)胎盘组织中X染色体的非随机失活可能是NIPT技术对“45，X”染色体的PPV较低的原因[20]。(3)母体因素，如孕妇,染色体异常或胎盘嵌合[21]。提示NIPT用于检测SCA还需进一步完善实验方案。超过90%的“45，X”胎儿在胚胎时期B 超检查可发现异常，表现为颈部囊性水肿和(或)心脏异常，结合B超检查结果分析可提高“45，X”胎儿的产前诊断率，降低此类患儿出生率[22-25]。

同时本研究也根据妊娠特征对NIPT筛查胎儿SCA的不同PPV进行了进一步分析，高龄组、高风险组SCA的PPV明显高于其他组，分别为51.11%、55.56%。表明孕妇年龄和血清学筛查风险对NIPT筛查胎儿SCA的PPV具有较大的影响。曾有研究表明，孕妇高龄会增加胎儿发生“47，XXX” “47，XXY”的风险[26]。因此，对NIPT结果进行分析时孕妇本身的风险系数，如高龄、血清学筛查风险等均应纳入分析，以提高NIPT筛查SCA的PPV。

本研究是目前国内关于NIPT筛查SCA样本量最大的，但也有一些局限性：(1)无法获得有关母体或胎盘嵌合体的信息，导致了假阳性率。(2)由于SCA新生儿可能表现为表型正常，在青春期前不进行核型分析很难确认SCA的存在，而本研究只随访至出生后1年。因此，NIPT筛查SCA结果并没有被完全证实。(3)NIPT的灵敏度、特异度和阴性预测值均未纳入本研究。虽然大量研究表明，NIPT技术的假阳性和阴性结果不容忽视，但该技术仅被定义为筛查技术(不是诊断技术)，强调需要用细胞遗传学来证实阳性结果。本研究随访中发现胎儿确诊为“47，XXY”的父母更倾向于终止妊娠，同时也发现1例双胎孕妇“45，X”假阴性的案例，进一步提醒在临床工作中应用NIPT筛查SCA需要谨慎，尤其是对通过体外受精-胚胎移植方式受孕的双胎及多胎妊娠的NIPT结果为低风险的孕妇应当充分建议其定期进行常规产前检查。如同时存在胎儿影像学检查异常应当对其进行后续咨询及相应的产前诊断。

综上所述，NIPT可用于筛查SCA，但其检测效能相对较低，当NIPT提示SCA高风险时应建议孕妇进行专业的遗传咨询，并告知其NIPT筛查SCA的局限性。