关键词：
无创产前筛查（NIPS)
cfDNA
临床实验室 Sequenom
建议用时：
5分钟
无创产前筛查，通常针对13、18和21号常染色体和性染色体非整倍体， 而有大量其他情况的突变未覆盖到。2015年，Sequenom 启动新的全基因组cfDNA筛查技术，扩大检测范围。2017年6月15日，美国医学遗传学与基因组学学会(ACMGG)官方期刊《Genetics in Medicine》发布了
Sequenom
临床实验室的前10,000例全基因组cfDNA筛查的结果。基因慧整理主要内容如下，仅供分享、参考。文献pdf下载见文末口令。
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原作者：Mathias Ehrich等
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译者：Rosol（特约作者）
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编者：基因慧（转载请在首行注明来源）
图：孕妇外周血含有胎儿游离DNA是NIPS的理论依据，图来自St George’s University Hospitals
自20世纪80年代初以来，无创产前检测技术一直在发展。
无创cfDNA检测自2011年推出以来，作为筛查工具已经被广泛接受。
一般当cfDNA筛查出阳性结果后，通过侵入性取样进行诊断确认，随后通过核型或微阵列分析进行分析
（
编者注：无创产前检测对患者的核心帮助是，当cfDNA检测为阴性时，则免去羊水穿刺等侵入式取样诊断这一有流产风险的临床方式）
传统的cfDNA筛查通常针对于13、18和21三体综合症以及性染色体异常，同时也应用于一些微小缺失的筛查。但科学家后续知道，cfDNA筛查不应仅限于染色体异常筛查。最近数据表明，普通产科人群中，传统cfDNA检测可以确定大约80%的具有染色体异常的妊娠，和侵入性血清筛查还有20%的差距（见文末参考文献）。
在2015年，Sequenom引入了一项新的cfDNA筛查技术，希望通过对≥7Mb的拷贝数变异以及一组
<7Mb的微缺失
进行全基因组分析，来缩小cfDNA筛查与侵入性检测的差距。
经过近一年的临床实验室总结
（编者注：罕见地看到这篇文章是2016年10月接收，整整8个月后发布）
，这里报告前10,000例临床实验室样本的临床观察性总结及讨论结果，进一步分析结果将陆续发布。
本次研究在CLIA和CAP认证实验室操作。
样本筛选条件为（一项或多项）：
高龄产妇（AMA），有家庭或个人相关病史，超声异常，异常血清筛查或其他。妊娠年龄判断依据最后月经期或超声波。
样本收集和处理：
用Streck管收集全血样本，或分离并冰冻血浆，然后用MyOne Dynabeads从血浆中自动提取cfDNA，用Tynan试剂盒构建带有标签的文库，富集成簇后在Hiseq 2000或Hiseq2500上完成测序。
检测指标或疾病类型包括：
检测≥7Mb的全基因组范围的拷贝数变异；1p36缺失、小于7Mb的微缺失；Wolf−Hirschhorn、Cri-du-chat、Langer−Giedion、Jacobsen、 Prader−Willi、Angelman和DiGeorge 综合征等。
从2015年9月到2016年5月，完成10,272份样品测序、数据分析和临床实验室分析。
首先在比较新的全基因组cfDNA筛查与传统cfDNA筛查技术之前，看看提交样本的差异：
图：新的全基因组cfDNA筛查（外环）与传统cfDNA筛查（内环）的样本特征比较。图来自《Genetics in Medicine》 AMA（advanced maternal age，高龄策孕妇）; AS （abnormal serum screening result;，血清检测异常）；HIST（personal and/or family history 个人或家族病史）；US（abnormal ultrasound finding，超声检测异常）。
1）样本胎龄分布相似。
2）最明显的差异在于提交AMA和超声检查异常结果。 AMA是68% vs 51%，超声异常是13% vs 25%。
图：不同类型样本中阳性检测结果比例和发生率。
一共报告了554例筛查阳性检测结果，筛查阳性率约为5.4％（传统cfDNA筛查为2.3％）。
异常超声检查结果筛查阳性率高达〜11％，个人或家族史类筛查阳性率低于4％。
具有特定组合的高危指标的样本显示非常高的筛查阳性率
。
例如，在提交为AMA和超声异常的样本中，阳性率为23％，高于普通高危人群的预期值。
在阳性结果里，传统cfDNA筛选（包括染色体13,18和21染色体三倍体和性染色体非整倍体）有390例，
仅通过全基因组的cfDNA筛选发现的有164例，占到所有阳性结果样本数目的约30％
，包括整个基因组中的大（≥7Mb）亚染色体和/或全染色体非整倍体。
为了考虑不同指标样本的差异性。对于以上四类样本（AMA, US, AS, HIST）进行单独分析：
在具有个人或家族史（HIST）的样本中，约50%是仅通过全基因组筛查发现的。在高龄孕妇（AMA）样品中，这一比例为38％。
众所周知，超声和血清筛查是着重用于鉴定18三体和21三体的高风险妊娠（相对于13三体而言）。而本研究中
阳性样本为超声检测结果异常（US）和/或血清筛查异常（AS）在三种常染色体非整倍体中都富集，58％为US，51％为AS。
共有80个样品筛选出13,18和21号染色体以外的常染色体非整倍体。
比例较高的染色体异常包括16号染色体（15例），7号染色体（11例）和3号染色体（10例）。除了45X以外，没有发现其他单体型。
无论是绒毛膜绒毛取样还是cfDNA检测，均假定胎盘的遗传构成与胎儿相同，但在极少数情况下，由于胎盘嵌合有可能存在不一致的情况。
在本次检测中，通过对分析SeqFF(基于测序的
片段数目
) 和胎儿游离DNA片段比值（fetal fraction）发现可能的
胎盘嵌合的情况。
除了17和19号染色体外，所有常染色体上都发现亚染色体事件。
为了解释预测的拷贝数变异大小，必须考虑检测限制。该检测设计为仅在大于7Mb（G带染色体分析的典型分辨率水平）时才能预测全基因组拷贝数重复和缺失，以确保高分析灵敏度和最小化解释挑战。当且仅当与一组临床相关的微缺失相关联时，或者当被发现为与较大的缺失或重复的预测相关联的时，实验室主任在进一步确认之后，才报告该事件。
总的来说，
全基因组cfDNA筛查的阳性率（5.4%）约为高风险人群传统cfDNA筛查的2-3倍（2-3％）。
多因素评估方案有一个缺点，由于多重假设检验引起的不可避免高假阳性率
。这项研究中使用了数学分析算法，降低假阳性率。
对于全基因组cfDNA筛查的阳性结果中，有约30％是传统cfDNA筛查无法检出的。其中包含具有不止一处的碱基缺失和/或重复的样本，可能会出现不平衡易位。
尽管不能直接检测到不平衡易位，但它们似乎遵循特定的模式
，有必要进一步研究。
尽管全基因组cfDNA筛查贡献了30%的阳性率，但是
目前尚没有指南推荐全基因组cfDNA筛查作为常规检测手段，更多的工作还需要
开展，综合多因素评估。
（编者注：无创产前检测/筛查是最先也是最成熟的基因检测大规模临床应用，据公开数据国内机构已检测超过300万的样本。这些样本数据的整理、挖掘和一定形式上的分享，对行业规范、应用拓展、特别是对于中国生育健康人群的个体化数据分析以及一级预防将是重大利好。）
参考文献：
1. Bianchi DW, Chudova D, Sehnert AJ, et al. Noninvasive prenatal testing and incidental detection of occult maternal malignancies. JAMA 2015;314:162−169.
2. Norton ME, Jacobsson B, Swamy GK, et al. Cell-free DNA analysis for noninvasive examination of trisomy. N Engl J Med 2015;372:1589−1597.
3. Nicolaides KH, Syngelaki A, Gil M, Atanasova V, Markova D. Validation of targeted sequencing of single-nucleotide polymorphisms for non-invasive prenatal detection of aneuploidy of chromosomes 13, 18, 21, X, and Y. Prenat Diagn 2013;33:575−579.
4. Jensen TJ, Zwiefelhofer T, Tim RC, et al. High-throughput massively parallel sequencing for fetal aneuploidy detection from maternal plasma. PLoS ONE 2013;8:e57381.
5. Mazloom AR, Džakula Ž, Oeth P, et al. Noninvasive prenatal detection of sex chromosomal aneuploidies by sequencing circulating cell-free DNA from maternal plasma. Prenat Diagn 2013;33:591−597.
6. Norton ME, Baer RJ, Wapner RJ, Kuppermann M, Jelliffe-Pawlowski LL, Currier RJ. Cell-free DNA vs sequential screening for the detection of fetal chromosomal abnormalities. Am J Obstet Gynecol 2016;214: 727.e1−e727.e6.
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《Genome-wide cfDNA screening: clinical laboratory experience with the first 10,000 cases 》
