专栏名称: 生物探索

探索生物科技价值的新媒体

Nature Medicine | 孕期隐形杀手现形记：一滴血提前4个月预警子痫风险

生物探索 · 公众号 · 生物 · 2025-02-14 16:35

正文

引言

在生命孕育的神秘旅程中，2%-8%的孕妇会遭遇一个隐形威胁—— 子痫前期(preeclampsia) 。这种以高血压和多器官损伤为特征的妊娠并发症，每年导致全球5万孕产妇死亡，更是早产儿的首要推手。更令人不安的是，当孕妇出现头痛、视力模糊等典型症状时，胎盘早已陷入缺氧性损伤的恶性循环，医生往往被迫提前终止妊娠。现有产前筛查如同在暴风雨来临后才检测雨量，迫切需要能在乌云聚集时发出预警的新方法。

2月12日 《Nature Medicine》 发表的一项突破性研究“ Preeclampsia risk prediction from prenatal cell-free DNA screening ”改写了游戏规则： 通过分析孕期常规无创产前检测(NIPT)的剩余血样，研究人员成功破译了漂浮在孕妇血液中的DNA碎片密码 。这些被称为cell-free DNA(cfDNA)的分子碎片，实则是胎盘细胞凋亡时释放的"生物日记"。 研究团队开发的PEARL智能算法，通过解读cfDNA的核小体分布模式(nucleosome accessibility)，在孕16周前就能捕捉到胎盘缺氧和血管内皮损伤的早期信号。

在涉及2,826例孕妇的多中心验证中，该系统对需要早产的严重子痫前期展现出85%的预测准确率（AUC=0.85），相当于在100例高风险孕妇中准确识别81例真阳性，仅20例误报。这意味着在孕早期的一次常规抽血，就能为母婴安全赢得4个月的关键干预窗口——及时启动阿司匹林预防治疗可使发病风险降低60%，严格血压管理可减少32%的严重并发症。更革命性的是，该技术无需额外检测成本，直接利用现有产检数据，使精准预防真正触达每位孕妇。

这场静默的医学革命揭示：生命最脆弱的阶段，正被科技赋予前所未有的守护力量。当DNA碎片成为解读胎盘健康的密码本，子痫前期这个千年难题，终于迎来了可防可控的新纪元。

子痫前期：每50位孕妇就有1人遭遇的"沉默杀手"

在产科医生的字典里，子痫前期(preeclampsia)是最令人警惕的词汇之一。这种以高血压和器官损伤为特征的妊娠并发症，全球每年导致7.6万孕产妇死亡，更是早产儿的主要推手。最新研究显示，在中国孕产妇死亡原因中，子痫前期相关并发症长期位居前三。更可怕的是，这个"沉默杀手"往往在出现明显症状时，母婴已经遭受不可逆损伤。

传统预测方法依赖血压监测、尿蛋白检测等常规产检项目，但就像用渔网捕捉微生物——现有手段对早期预警力不从心。美国华盛顿大学团队在 《Nature Medicine》 发表的突破性研究，让一滴血在孕16周前就能发出精确预警，将预测窗口提前至症状出现前4个月。

DNA碎片藏玄机：胎盘细胞释放的"SOS信号"

每个孕妇的血浆中都漂浮着数以亿计的DNA碎片，这些cell-free DNA(cfDNA)就像分子级的漂流瓶，携带着母体与胎盘的生物信息。研究团队发现，胎盘细胞在凋亡过程中释放的cfDNA碎片，其核小体排列模式(nucleosome accessibility)如同指纹般独特——健康胎盘的DNA碎片在特定基因组区域呈现规律的保护模式，而异常胎盘则暴露出紊乱的核小体分布。

通过分析1,854例临床样本的低覆盖度全基因组测序(low-coverage WGS)数据，研究人员建立了一套名为PEARL的智能分析框架。 这套系统能捕捉到两个关键信号： 胎盘源性DNA占比显著降低，同时内皮细胞DNA异常升高。这恰好对应子痫前期的两大病理特征——胎盘灌注不足和全身血管内皮损伤。

AI解码生命密码：预测准确率突破85%大关

PEARL模型的精妙之处在于将深度学习和临床特征完美融合。系统通过分析10,000个组织特异性染色质开放区域，量化三个维度的生物标记：

核小体缺失区域(NDR)： 反映DNA片段的保护状态

平均覆盖深度(MCV)： 揭示特定基因区域的活跃程度

胎儿DNA浓度(FF)： 衡量胎盘细胞更新速率

在831例独立验证样本中，这套系统对需要早产的严重子痫前期预测表现出惊人准确率：AUC值达0.85（81%灵敏度，80%特异性）。这意味着在100例高风险孕妇中，系统能准确识别81例真正患病者，同时仅20例误报。更令人振奋的是，在包含不同人种的外部验证队列中，预测效能依然稳定在0.84 AUC。

时间就是生命：提前4个月锁定高危人群

研究数据揭示了一个临床"黄金窗口"：在孕12周（约3个月）采集的血样，能预测34周后才出现的严重并发症。这为临床干预争取到宝贵时间：

精准用药： 对高风险孕妇及早启动阿司匹林预防治疗，有效率提升60%

动态监测： 加强血压管理和胎儿监护频率

分娩规划： 提前制定个性化分娩方案，避免紧急剖宫产

更突破传统认知的是，该系统在肥胖、慢性高血压等复杂病例中同样表现优异。这意味着那些既往被认为"难以评估"的高危孕妇，终于有了可靠的预警工具。

从实验室到产检室：改写产前筛查的游戏规则

与传统检测方法相比，这项技术具备三大革命性优势：

零新增成本： 利用现有无创产前筛查(NIPT)的剩余血样

普适性强： 不需要特殊试剂或设备，普通测序仪即可完成

双倍价值： 一次检测同时评估染色体异常和子痫风险

华盛顿大学团队正在推进多中心临床试验，预计3年内完成临床转化。届时，孕妈妈们熟悉的"唐筛"血样将肩负起新的使命——在筛查染色体疾病的同时，为母婴安全筑起双重保障。

生命密码的启示：未来医学的无限可能

这项突破不仅关乎产科医学，更为液体活检(liquid biopsy)技术开辟了新大陆。研究人员发现，通过分析cfDNA的核小体印记，可以追溯碎片来源的组织类型。这种"分子考古学"般的检测原理，未来可能应用于：

癌症早期筛查： 捕捉肿瘤特异性DNA特征

器官移植监测： 识别排斥反应的早期信号

神经退行性疾病： 追踪脑细胞死亡轨迹

正如研究负责人Gavin Ha教授所说："我们正在见证诊断医学的范式转变——从寻找特定分子标记，到解读细胞死亡时留下的全基因组叙事。"

这场悄无声息的医学革命正在改写生命起点处的命运剧本。当科技之光穿透DNA碎片的迷雾，每一位准妈妈都将获得更精准的生命护航。或许在不远的将来，孕期并发症将不再是突如其来的风暴，而是可防可控的天气预报。

参考文献

Adil, M., Kolarova, T.R., Doebley, AL. et al. Preeclampsia risk prediction from prenatal cell-free DNA screening. Nat Med (2025). https://doi.org/10.1038/s41591-025-03509-w

责编 |探索君

排版|探索君

转载请注明来源于【生物探索】

声明：本文仅用于分享，不代表平台立场，如涉及版权等问题，请尽快联系我们，我们第一时间更正，谢谢！

End

往期精选

围观

Science | T细胞为何会“疲惫不堪”？代谢与表观遗传的答案

Nature Medicine | 孕期隐形杀手现形记：一滴血提前4个月预警子痫风险

正文

Science | T细胞为何会“疲惫不堪”？代谢与表观遗传的答案

请到「今天看啥」查看全文