孕妇血浆游离DNA无创产前筛查检测失败及相关妊娠结局

林颖 梁栋 胡平*

（南京医科大学附属妇产医院／南京市妇幼保健院产前诊断中心，江苏南京，210004）

无创产前筛查（noninvasive prenatal screening，NIPS）是通过高通量测序技术检测母体血浆中存在的胎儿游离DNA（cell-free DNA，cfDNA），从而评估胎儿罹患染色体非整倍体风险一种筛查方法。自2011年引入临床以来，该技术在产前筛查领域获得了快速地发展。我们和其他研究报道的临床实践数据显示，该技术对21三体、18三体和13三体综合征检测的敏感性可达97%以上，假阳性率低于0.07%［1，2］。最新的指南认为NIPS是检测胎儿常见染色体非整倍体最敏感和特意的方法。可以代替传统的血清学筛查成为一线筛查手段［3，4］。尽管有着优越的检测性能，但是该技术还是存在不可避免的检测失败风险，而目前关于这些检测失败的临床意义尚不完全不明确。本文就NIPS检测失败发生率、发生原因及NIPS检测失败孕妇中染色体非整倍体发生情况、妊娠相关并发症的研究情况进行综述，以便临床对检测失败的孕妇进行及时干预和规范化管理。

1 检测失败的发生率和发生原因

Palomaki等［5］系统地回顾了2015年1月至2017年9月关于报道NIPS检测失败的文献，发现初次检测失败率为0.1%～12.2%；初次检测失败率与重新采样的再次检测失败率有明显差异，分别为3.3%和1.2%；人种的差异检测失败也存在不同，如亚洲国家检测失败率明显低于西方国家，分别为0.6%和2.4%。另外双绒双胎的检测失败率明显高于单胎检测失败率分别为11.4%和3.4%［6］；采用不同检测方法，检测失败率也不同，如使用大规模平行鸟枪测序方法检测失败率为1.6%，染色体特异性测序方法检测失败率为3.6%，而使用单核苷酸多态性方法检测失败率最高为6.4%［7］。

NIPS检测失败的原因主要包括：标本采集、运输和储存不当，或实验室处理以及由于DNA提取、扩增或测序等导致的技术分析失败［7，8］。技术分析失败主要由一些生物学原因导致，包括母体基因组异常（染色体异常、恶性肿瘤、自身免疫疾病）、消失双胎、药物使用等［9，10］，然而最常见的原因是胎儿浓度不足，约占检测失败总数的32.2%～78.4%［7，11-13］。胎儿浓度是胎儿cfDNA占孕妇血浆总cfDNA的含量，研究认为胎儿浓度越高，检测准确性就越高［14，15］。为获得可靠的检测结果，大多数实验室通常将胎儿浓度的阈值下限设置为2%～4%［16，17］，对于胎儿浓度低于检测下限的样本，通常被判断为检测失败。

2 NIPS检测失败与胎儿染色体非整倍体的发生风险

NIPS检测失败与胎儿非整倍体的关系一直是研究的热点，研究表明检测失败中胎儿染色体非整倍体的发生风险增加［18-20］。如Norton等［18］研究认为初次检测失败的人群中非整倍体发生率显著高于整个队列的非整倍体发生率（2.7%与0.4%，P＜0.001），尤其是在胎儿浓度小于4%的检测失败人群中非整倍体的发生率更高（4.7%，9／192）。他们报道了488例（3.0%）初次检测失败，共发现了13例非整倍体，包括3例21三体，1例18三体，2例13三体，4例三倍体，1例16三体嵌合体，1例11p缺失，1例染色体结构异常。Chan等［19］在123例初次检测失败中报道了8例染色体非整倍体，包括1例13三体，2例三倍体，2例9三体，1例10三体嵌合体和2例性染色体非整倍体。与普通产科人群相比，初次检测失败组中非整倍体的发生率显著升高（6.5%与0.2%，P＜0.0001）。因此作者建议这类孕妇可能需要进行产前诊断，并进行更严格的产前监测。需要注意的是，该研究将NIPS提示的其他染色体异常也判断为检测失败，这可能会增加检测失败中的非整倍体的发生率。

最近两项大规模队列研究专门针对检测失败与胎儿常见三体发生之间的关系进行了研究分析。Bellai-Dussault等［21］基于35146例人群的回顾性队列研究中，发现初次检测失败率4.8%（1670例），多次尝试后检测失败率为2.2%。回归分析发现，与NIPS检测结果低风险人群相比，初次检测失败的孕妇胎儿患常见三体的风险增加，但性染色体非整倍体的风险没有增加。Norton等［12］在一项涉及2万多例样本的多中心前瞻性研究中，分析了602例（3.4%）初次检测失败的研究结果显示，与检测成功组相比，初次检测失败组常见三体的发生率明显更高（分别为1.7%与0.7%，P＝0.013）。此外，该研究还对检测失败原因和常见三体的发生率进行了分层分析，包括194例（32.2%）由于胎儿浓度过低（小于2.8%）、197例（32.7%）由于胎儿浓度大于2.8%但无法解释染色体异常风险以及211例（35.0%）由于胎儿浓度不可测定的无效报告，不同原因的检测失败组中常见三体的检出率分别为1.0%、2.0%和1.9%，组间检出率未有明显差异。上述两项研究均证实了检测失败中常见三体的检出率更高，且均支持美国妇产科医师学会和母胎医学会指南关于对检测失败的孕妇提供有创产前诊断的建议。

尽管上述研究为常见三体与NIPS检测失败之间的关系提示了证据，但还存在一些局限性。首先，对于检测失败中的其他染色体异常的情况目前仅是一些描述性分析或个例报道［18，19］，还缺乏大规模的研究；其次，大部分报道仅针对初次检测失败后非整倍体的发生率进行了报道，目前尚无研究针对重抽取样后检测失败中的非整倍体的发生率进行分析；第三，检测失败的原因较多，一些生物学因素如母体基因组异常等导致的失败可能与胎儿染色体异常无关，目前尚无文献对检测失败的原因进行分层分析，因此无法判断检测失败中是哪一种因素与胎儿染色体非整倍体有关；第四，目前的研究对胎儿浓度的测定方法和检测失败的判定标准存在差异，如Chan等［19］在结果判读中将NIPS提示的其他染色体异常也判断为检测失败，Norton等［12］将检测失败的胎儿浓度截断值定为2.8%，而其他研究定为4%［18，19］，这些情况都可能影响检测失败中的非整倍体的发生率，还有研究未报道检测失败的原因［21］。

3 NIPS检测失败与妊娠并发症

关于NIPS检测失败与妊娠并发症的关系目前也有报道，如妊高症和先兆子痫、早产和妊娠期糖尿病等［12，19，22-24］。Chan等［19］报道了110例检测失败的孕妇中先兆子痫和妊娠期糖尿病的发生率显著高于一般产科人群（9.8%与1.5%，P＜0.0001；20%与7.5%，P＜0.0001），低体重儿（出生体重＜10百分位）和早产则无明显差异。Becking等［22］研究发现在低胎儿浓度（胎儿浓度小于4%）导致的检测失败中，先兆子痫和妊娠糖尿病的发生率显著高于一般产科人群，低体重儿（出生体重＜10百分位）和早产则无显著差异。Clapp等［23］报道了低胎儿浓度组（胎儿浓度小于5.34%）低体重儿（出生体重＜第5百分位）的发生率显著高于正常胎儿浓度组（6.9%与3.2%，P＝0.04），而妊高症的发生率则无显著差异。Norton等［12］报道检测失败中早产与先兆子痫显著高于检测成功组，且在再次检测失败中的发生率更高。这些结果提示，NIPS检测失败与妊娠并发症有关，特别是与先兆子痫有关，而与妊娠期糖尿病、早产和妊高症的关联还需要进一步研究。另外，这些研究样本量相对较小，在研究设计和妊娠结局的定义方面也存在较大的差异。

随着NIPT的应用越来越广泛，检测失败的数量也随之增加，确定NIPS检测失败的临床意义变得越来越重要。根据现有的研究报道，检测失败与胎儿染色体常见三体发生风险增加有关，和其他染色体非整倍体、妊娠并发症的关系还需要进一步的研究。目前相关研究文献有限，且各研究的检测平台、纳入人群以及结果判读的差异，这些结果尚不能推广到所有实验室。因此关于NIPS检测失败与妊娠结局的关系还需要进一步的大规模研究，从而探寻检测失败中真正的临床价值，更好地指导后续的临床咨询和妊娠管理。