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【摘要】如今,越来越多的人们接受晚婚晚育,国家同时开放了二胎政策,优生优育等观念也随之深入人心。伴随出现的遗传病导致儿童出生缺陷等问题引起了更多的社会人士和临床工作者的关注和重视,它不仅是临床医学问题,同时对人群健康水平和人口素质产生了重大的影响,但面对遗传病复杂不一、轻重程度不同以及高发生率的的临床表现,现代医疗技术中并没有探讨出有效可靠的治疗手段,因此产前遗传病筛查诊断显得愈加重要。如果只是局限于传统的产前诊断方式是远远不够的,只有将孕妇外周血浆游离DNA检测技术、芯片技术与传统手术手段等技术相结合,才能使问题得到有效规避,提高产前筛查诊断的有效性。
【关键词】遗传病;产前筛查;研究进展
由决定生化缺陷的特定基因所引起的疾病称之为遗传病,遗传病可使得人体系统和各个器官受累,临床症状表现严重的患者甚至可能致死、致残,它是导致婴儿疾患的主要因素。由家族病史、对身体的相关检验和常规检查等方法可以使常见的遗传病得到比较准确的判断和分析,但是目前对于某些遗传性疾病却还没有有效可靠的治疗手段,由此产前遗传病筛查和诊断对于预防和治疗遗传病显得尤为重要,并且对社会和患者家庭有着非同寻常的意义[1]。本文主要是探讨产前筛查诊断技术的研究进展。
一、产前筛查诊断技术的发展
在国外20世纪60年代就出现了产前诊断技术,目前已经被广泛的应用于发达国家的围产科学领域。产前诊断是应用生物化学、分子生物学、细胞遗传学以及影像学等多种先进的科技手段在胎儿未出生的时候对胎儿可能带有的遗传性和先天性疾病作出诊断。在20世纪70年代后期,国内协和医院专门成立的产前诊断组首先对羊水细胞成功进行了培养,对母体怀孕中期胎儿的染色体病开展诊断,在1988年成功的取怀孕早期胎儿绒毛诊断出其染色体病,在那之后国内逐步开展起产前诊断和遗传咨询等相关工作。但是由于技术欠缺、经验不足等原因,1996年~2000年全国出生缺陷监测网络监测到先天畸形诊断率有77%是在胎儿出生后诊断出,只有23%是由产前诊断发现的,产前诊断工作在20世纪90年代处于一个滑坡状态。目前我国正致力于分析解决产前遗传病筛查诊断医疗工作中存在的主要问题,以更好的促进产前筛查诊断技术在遗传性疾病中的发展和应用[2]。
二、产前筛查和产前诊断的相关性
产前筛查主要是为了对高危人群进行筛选,筛选方式是通过对孕妇血液中的一些特异性的指标进行化验,检查出胎儿是否存在先天性缺陷,可以预防带有先天性缺陷的婴儿出生。产前筛查对象是普通人群,看胎儿是否患有遗传病风险,筛查方式安全快捷、价格实惠、操作简单,样本分析可以大批量同时进行,但是它存在较差的敏感性以及特异性,在产前疾病诊断时其结果不可以作为诊断根据[3]。
产前诊断则是基于产前筛选安全、快捷、简便、早期的特点再对筛选出的高危人群做进一步诊断。具体来说,产前诊断立足于遗传咨询,采用影像学检查以及遗传学诊断等方式对有遗传病先例的患者和产前筛选出的可能具有高风险的胎儿做进一步的诊断,它较产前筛查更具有目的性与针对性。婴儿出生缺陷率的降低、优生优育和人口素质的提高就是通过产前诊断对患有遗传病的胎儿选择性流产来实现的[4]。产前诊断虽然检测周期长、价格昂贵、风险较高,但它较高的敏感度和特异性让结果更加准确可靠。
由以上可知,产前筛查和产前诊断是在医疗检测过程中是相辅相成的。实践证明,产前诊断应遵循“先筛查,后诊断”的原则,结合两者的优点,规避两者的短处。最后为最大发挥出筛查诊断的作用,还要由实际情况选择最合适的筛查诊断技术[5]。
三、产前筛查诊断研究现状
随着科学研究在产前筛查诊断中的不断创新,产前筛查诊断主要采用以下几种手段:
1细胞遗传学诊断技术
细胞遗传学诊断技术也叫作染色体核型分析,它是在产前筛查诊断中应用最广泛的诊断技术。该技术首先进行羊水穿刺,细胞培养羊水细胞和绒毛一段时间后,再对分裂增殖的细胞做显代技术和制片染色,通过光学显微镜可以观察在体细胞有丝分裂中期胎儿染色体数目是否不对,5~10Mb以上的染色体结构是否出现倒位、缺失等异常情况,从而确诊出胎儿是否患有遗传病,诊断结果的高精细准确率让这项技术成为了胎儿染色体疾病诊断的金标准。但该技术的弊端在于它是有创的产前诊断方法,有一定的风险性。它需要对绒毛膜活检、脐静脉或羊膜腔穿刺有创型的取样,容易造成孕妇感染和胎儿流产,尤其当孕妇是乙肝三大阳或者Rh阴性还会在医患沟通等问题上存在极大难度。并且目前的光学显微镜有限的分辨度也不能识别出5Mb以下的染色体结构的异常。因此它的技术要求很高,人工操作繁琐,人为因素干扰较大,诊断失败率上升[6]。
2孕妇外周血浆游离DNA检测技术
发现胎儿细胞存在于母体外周血中的首次报道是在1969年,但接下来的几十年被研究发现的胎儿细胞含量少,时间长的特点成为了它应用于产前筛选诊断领域中的制约因素[7]。
1997年研究人员在首次证明了孕妇外周血中存在游离的胎儿细胞(cffDNA),开辟了无创性产前诊断的崭新领域[8]。
当兴起新一代测序技术时,国外国内很多的检验机构在胎儿染色体非整倍体的检测临床应用中开始投入应用高通量测序技术以确诊出胎儿是否有患染色体非整倍性疾病。方法首先是从孕妇身体里提取静脉血,再对包括胎儿的游离DNA在内的孕体外周血浆中游离的DNA片段运用测序技术做深度测试,最后分析其生物信息。研究人员对高通量测序的孕体血浆DNA做了大量的前瞻性的研究,从有创产前诊断出的750例具有21-三体高风险的孕妇中随机选取230例作为研究样本,并对其进行测序,比较分析样本测序结果和染色体核型,结果发现运用高通量测序检测出的特异性为97.9%,敏感性为100%。由这样的数据结果可以充分证明母体外周血浆游离DNA检测技术有很高的特异性以及敏感性,其表现出的无创伤性更值得它在临床应用中深入推广[9]。
3外周血清学筛查
外周血清学筛查可以筛查出患有染色体病的患儿,它分为早、中孕期血清学筛查,采用方式为首先检测出母体外周血中含有的雌三醇等特定生化指标,再记录处理数据,最后评估孕妇种族、年龄、孕龄、体重等相对风险值。早孕期血清学筛查的血清标记物是游离β-人绒毛膜促性腺激素、妊娠相关血浆蛋白A等,中孕期血清标记物则是人绒毛膜促性腺激素、抑制素A等,若其中一种血清指标单独使用会有以下弊端:低检出率、假阴性、阳性比率偏高等,于是对比早中孕期血清学筛查的胎儿颈部透明层(NT)值,发现敏感性在早孕期血清学筛查中更高,因此目前临床应用中多采用早中孕期血清学筛查联合筛查方案[10]。
4超声检查
孕妇产前诊断最重要最普遍的一项检查内容就是超声检查。超声检查安全、快捷、重复无创,可以实时观测筛查胎儿各个部位的身体状况。与其他技术相比而言,超声检查在诊断先天性心脏病方面表现出更大的优势。早期妊娠时通过超声波检查孕妇的经阴道和腹部时,除能核对怀孕周数,还能及早发现脑积水以及无脑儿等早期胎儿外观结构的严重异常。在优生优育观念深入人心的今天,近几年的超声检查结合妊娠11-14周胎儿相关的血清学指标和其颈项透明层厚度已经可以帮助人们选择性引产或者是流产患病胎儿。但是超声检查依然可能存在因为胎儿没有在早中期的超声检查中表现明显异常状态或其他人为因素导致漏诊的情形[11]。
5荧光原位杂交(FISH)技术
FISH技术相比传统的细胞遗传学诊断手段,补充和发展了染色体核型技术。它将染色体探针用荧光染料做好标记,让间期细胞核或者是中期分裂的相染色体与其原位杂交,再在分子水平上由之前的特定同位素的荧光信号检测出染色体结构与数目的异常。它的最明显优势是平均24小时以内就可以对没有培养过的间期羊水细胞核做出检测得出诊断结果,目前FISH技术已经在细胞遗传学基因定位的一些领域中得到广泛应用。但是因为FISH技术不能发现染色体倒位复制等情况,对染色体的嵌合体也不能做出准确诊断,导致了它在临床诊断中无法替代染色体核型分析[12]。
6比较基因组杂交技术(CGH)
CGH高分辨率的特点让它的应用范围由检查肿瘤细胞扩展到了产前诊断领域中,它能检测出整个基因组的DNA的缺失与微重复。与FISH技术相比CGH技术克服了探针只能做单一检测的缺点。近几年随着CGH技术的发展,传统的CGH技术被微阵列-比较基因组杂交技术(aCGH)技术代替,aCGH技术的杂交靶标由以往的中期染色体变为芯片,将待测DNA和参照DNA用不同的荧光进行标记后再让它们混合杂交,用专门的数据分析软件对待测和参照DNA荧光强度比率的判断就可以知道染色体基因拷贝数是否有变化以及变化情况如何。如今在产前遗传性疾病诊断中aCGH是研究染色体的亚显微结构是否正常的一种重要工具,具有诊断自动化、灵敏度和分辨率高等优点。但因为诊断中aCGH也能检测出一些不存在致病性的染色体基因拷贝数的改变,因此临床应用中医务研究人员需要严谨综合分析检测数据。
7定量荧光聚合酶链式反应(QF-PCR)
QF-PCR是将PCR应用在荧光能量的传递技术中,定量检测模板,主要是对反应管里多于50个基因的RNA或者DNA序列的拷贝数做检测决定。这种技术优点是在产前诊断中只需取用0.5~3ml羊水就可以进行诊断,诊断染色体非整倍体时很少会有假阴性以及假阳性,能区分出双卵与单卵双胎,由对胎儿和父母的扩增结果的比较就能正确诊断出母血的污染状况等,缺点是不适用于嵌合体,尤其是对于比例低于30%的嵌合体[13]。
结语
随着无创产前诊断的新时代的开创,产前筛查诊断技术有着更加开阔的发展空间。作为产前遗传性疾病的医护人员只有不断学习探究产前筛查诊断的新技术,正确应用以上几种诊断方法,及时准确的提供适合患者的有效个体遗传信息,才能让产前筛查诊断工作顺利开展。但目前研究出的这些技术仍然存在局限性,这些局限性限制了它们在产前筛查诊断领域的广泛应用,相信随着分子生物学和细胞遗传学等技术的深入研究,产前筛查诊断技术一定会有更安全快捷、价格更实惠、精细度更高的发展和创新。
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