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陕西地区两种无创产前筛查系统阳性结果的重复性比较分析

2024-05-29 188 上传者：管理员

摘要：目的初步评估陕西地区孕妇外周血胎儿游离DNA产前检测(NIPT)与拓展性孕妇外周血胎儿游离DNA产前检测(NIPT-plus)两种产前筛查系统应用于目标疾病阳性结果重复性的优劣，为日后两种检测方法的实验室内部质控评价及该项目的临床应用提供检测依据。方法选择2021年10月至2022年12月在西北妇女儿童医院医学遗传中心就诊的77例NIPT、95例NIPT-plus产前筛查系统目标疾病阳性结果的孕妇作为研究对象。比较NIPT与NIPT-plus产前筛查系统应用于目标疾病阳性结果的重复性。结果对77例NIPT产前筛查系统目标疾病阳性结果进行重复检测，两次检测结果一致为72例，重复性一致率为93.5%;对95例NIPT-plus产前筛查系统目标疾病阳性结果进行重复检测，两次检测结果一致为67例，重复性一致率为70.5%,两者比较差异有统计学意义(χ2=14.485,P<0.001)。各项NIPT产前筛查系统内目标疾病阳性结果重复性一致率比较差异无统计学意义(χ2=1.047,P>0.05)。各项NIPT-plus产前筛查系统内目标疾病阳性结果重复性一致率比较差异有统计学意义(χ2=39.016,P<0.001)。结论 NIPT与NIPT-plus筛查系统对常见染色体三体的筛查阳性结果具有较高的重复性，NIPT-plus筛查系统对性染色体异常和染色体微缺失/重复综合征(MMS)筛查的重复性为中低水平，推荐NIPT与NIPT-plus筛查系统作为13、18、21号染色体非整倍体的一线筛查方法；需发展测序技术和优化算法模型，提高NIPT-plus筛查的重复性，保证结果的可靠性，以减少不必要的有创产前诊断。

关键词：
产前筛查
孕妇外周血胎儿游离DNA产前检测
拓展性孕妇外周血胎儿游离DNA产前检测
染色体
胎儿游离DNA片段
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自孕妇外周血胎儿游离DNA产前检测(non-invasive prenatal testing, NIPT)进入到产前筛查领域后，因其对筛查胎儿13、18、21三体综合征的准确性，已在临床应用中得到广泛认可[1,2,3]。伴随着高通量测序技术的发展，NIPT应用范围被扩展到胎儿其他染色体非整倍体及染色体微缺失/重复综合征(microdeletion/microduplication syndrome, MMS)的筛查中，即拓展性NIPT(expanded non-invasive prenatal testing, NIPT-plus)[4,5,6,7]。然而，NIPT与NIPT-plus产前检测的是孕妇外周血中胎儿游离DNA片段，检测时需要对测序数据进行过滤、筛选和换算等生物学信息处理分析，因此获得的胎儿DNA片段长度和位置变化会有批间或批内变异，NIPT与NIPT-plus产前筛查系统目标疾病阳性结果重复性的评价对于检测实验室内部质量控制具有实际的应用意义。本研究收集了陕西地区NIPT与NIPT-plus产前筛查系统目标疾病阳性结果的孕妇，进行重复检测后分析同一样本的两次结果，评价并分析NIPT与NIPT-plus产前检测的重复性，有助于提升检测能力，为日后两种检测方法的实验室内部质控评价提供一定的参考，也为该项目的临床应用提供检测依据。

1、研究对象与方法

1.1研究对象

选择2021年10月至2022年12月在西北妇女儿童医院医学遗传中心就诊的77例NIPT、95例NIPT-plus产前筛查系统目标疾病阳性结果的孕妇作为研究对象，本研究符合《世界医学协会赫尔辛基宣言》。

本研究已通过西北妇女儿童医院医学伦理委员会审批(20-022)。

1.2方法

1.2.1血浆的分离

采用无创专用采血EDTA抗凝管，采集孕妇外周血10mL,4℃低温离心机1 600g离心10min,分离上层血浆，再次常温离心机16 000g离心10min,分离上层血浆至3份1.5mL离心管中，每份血浆1.3mL。首次检测取其中一份血浆，其余的暂时保存在-20℃冰箱。重复检测时取保存的另一份血浆。

1.2.2 NIPT及NIPT-plus的检测

采用磁珠法提取母体血浆游离DNA(cell-free DNA,cfDNA),通过对cfDNA进行末端修复、补平，添加测序接头、纯化构建文库，根据下机分析需要的数据量计算比例混合文库，使用NextseqCN500基因测序仪及配套试剂(贝瑞和康公司，中国)进行高通量测序。下机后NIPT检测要求单一样本唯一比对序列数据量>1.5Mb及NIPT-plus检测要求单一样本唯一比对序列数据量>10Mb为质控合格，测序序列经过生物学信息分析软件得出生物学信息结果。

1.3统计学方法

应用SPSS 26统计学软件分析数据，计数资料以例数(百分率)[n(%)]表示，组间比较采用χ2检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2、结果

2.1 NIPT与NIPT-plus产前筛查系统目标疾病阳性结果重复性的对比

对77例NIPT产前筛查系统目标疾病阳性结果进行重复检测，两次检测结果一致为72例，重复性一致率为93.5%;对95例NIPT-plus产前筛查系统目标疾病阳性结果进行重复检测，两次检测结果一致为67例，重复性一致率为70.5%。NIPT与NIPT-plus产前筛查系统目标疾病阳性结果重复性一致率比较差异有统计学意义(P<0.001),见表1。

表1 NIPT与NIPT-plus产前筛查系统目标疾病阳性结果重复性一致率的比较[n(%)]

2.2 NIPT产前筛查系统内目标疾病阳性结果重复性的对比

对77例NIPT产前筛查系统内目标疾病阳性结果进行重复检测时显示，有15例13三体的两次检测结果一致；有12例18三体的两次检测结果一致，1例为不一致；有45例21三体的两次检测结果一致，4例为不一致。各项NIPT产前筛查系统内目标疾病阳性结果重复性一致率比较差异无统计学意义(P>0.05),见表2。

表2 NIPT产前筛查系统内目标疾病阳性结果重复性一致率的比较[n(%)]

2.3 NIPT-plus产前筛查系统内目标疾病阳性结果重复性的对比

对95例NIPT-plus产前筛查系统内目标疾病阳性结果进行重复检测时显示，11q部分单体综合征；11q部分三体综合征；14三体综合征；16p, q部分三体综合征；20三体综合征；22三体综合征；2p, q部分三体综合征；3p, q部分三体综合征；4p部分单体综合征；4q部分三体综合征；7q32→qter三体综合征；9p部分三体综合征；9q部分单体综合征；18三体和21三体的两次检测结果均一致。在46例性染色体异常中，有30例的两次检测结果一致；在2例Prader Willi syndrome/Angelman syndrome中，有1例的两次检测结果一致。有1例10q部分三体综合征、9例22q11.2 deletion syndrome、1例7p部分三体综合征+7q21→q31三体综合征+7q32→qter三体综合征的两次检测结果均不一致。各项NIPT-plus产前筛查系统内目标疾病阳性结果重复性一致率比较差异有统计学意义(P<0.001),见表3。

表3 NIPT-plus产前筛查系统内目标疾病阳性结果重复性一致率的比较[n(%)]

3、讨论

在临床检验中，实验室内检测结果的重复性是定量分析试验的精密度指标，是指在一系列相同的测定条件下(如：设备、操作者、操作条件、实验室或培养时间)重复测定获得的独立测试结果之间的一致程度[8]。全面评估仪器和试剂的精密度，可以检测系统的可靠性，保证检测结果准确。但目前对于NIPT与NIPT-plus产前检测这种定性项目的重复性评价还没有引起足够的重视，相关研究和报道较少。

3.1 NIPT与NIPT-plus产前筛查系统重复性评价的策略

在NIPT产前筛查实验室技术专家共识中提到，对系统批内重复性性能验证可以选择13三体、18三体、21三体阳性样本和阴性样本或商品化阳性质控品进行一定次数(≥2次)的重复检测来实现[9]。同时，在筛查致病性拷贝数变异的技术标准共识中，建议每次上机测序时对阳性、阴性、空白质控品同步检测，以监测实验室内部质控，也可考虑在每批检测时插入2%检测过的样本用来监测该检测方法的重复性[10]。本研究通过对NIPT与NIPT-plus产前筛查出的目标疾病阳性结果重复检测后进行对比，分析NIPT与NIPT-plus产前筛查系统的重复性。本研究显示，与NIPT-plus产前筛查系统相比，NIPT产前筛查系统具有更好的重复性；两种筛查系统对于13三体、18三体、21三体阳性样本的检测均表现出较好的重复性。这与目前国内外指南或专家共识中推荐将NIPT与NIPT-plus产前筛查用于13、18、21号染色体非整倍体筛查相印证[11,12]。

3.2 NIPT-plus产前筛查系统内目标疾病阳性结果重复性评价

NIPT-plus产前筛查在技术层面上实现了对其他常染色体的非整倍体及MMS检测，提高了胎儿染色体病的检出率，对于预防胎儿染色体MMS引起的生长发育迟缓、智力障碍等出生缺陷具有重要的意义[13,14,15]。美国医学遗传学学会指南与国内共识指出，可将部分明确的致病性拷贝数变异(pathogenic copy number variations, pCNV)纳入筛查范围[10,11]。本研究显示，NIPT-plus筛查的13、18、21号染色体外的18种其他染色体的非整倍体及MMS筛查阳性结果的重复性差异较大，部分阳性结果的重复性一致率为100%,性染色体异常的重复性一致率为65.2%,Prader Willi syndrome/Angelman syndrome的重复性一致率为50.0%,10q部分三体综合征、22q11.2 deletion syndrome、7p部分三体综合征+7q21→q31三体综合征+7q32→qter三体综合征的重复性一致率为0。虽然NIPT-plus作为一种针对染色体的非整倍体及MMS的筛查技术，阳性结果的高风险孕妇需行有创产前诊断进一步明确结果，但是仍需发展测序技术和优化算法模型，提高NIPT-plus产前筛查的重复性，保证结果的可靠性，以减少不必要的有创产前诊断[16,17,18]。

综上所述，NIPT与NIPT-plus产前筛查系统对常见染色体三体的筛查与产前诊断的结果具有较高的重复性，推荐作为13、18、21号染色体非整倍体的一线筛查方法。即使目前NIPT-plus产前筛查系统对性染色体异常和MMS筛查的重复性为中低水平，但仍然相信伴随技术的发展革新、生物学信息分析不断优化算法，NIPT-plus产前筛查将迎来更为广阔的临床应用前景。

参考文献:

[1]朱宇宁,陈雁.血清学产前筛查的现状与未来展望[J].中华检验医学杂志,2019,42(7):493-497.

[4]陈艺升,王菲菲,陆娄恺奕,等.扩展性无创产前检测对高风险胎儿的应用分析[J].中华预防医学杂志,2021,55(12):1491-1495.

[8]高阳,卢福荣.有机食葵仁样品中霉菌和酵母菌检测的重复性和实验室内再现性分析[J].工业微生物,2021,51(6):34-38.

[9]国家卫生健康委临床检验中心产前筛查与诊断专家委员会.孕妇外周血胎儿游离DNA产前筛查实验室技术专家共识[J].中华检验医学杂志,2019,42(5):341-346.

[10]刘维强,杨洁霞,章钧,等.孕妇外周血浆胎儿游离DNA高通量测序筛查致病性拷贝数变异的技术标准共识[J].中华医学遗传学杂志,2021,38(7):613-619.

[12]戚庆炜.无创产前检测临床应用相关指南解读[J].发育医学电子杂志,2019,7(3):161-167.

[13]代鹏,赵干业,郭婉莹,等.扩展性无创产前检测应用于孕期产前筛查的临床效果分析[J].中华医学遗传学杂志,2021,38(11):1041-1044.

基金资助:国家自然科学基金资助项目(82201865);

文章来源:石凤蕊,王瑞,吴秋华,等.陕西地区两种无创产前筛查系统阳性结果的重复性比较分析[J].中国妇幼健康研究,2024,35(05):42-46.