出生缺陷產(chǎn)前診斷是多學(xué)科復(fù)雜系統(tǒng)工程

潘鋒

以“健康中國(guó)，婦女健康”為主題的“2018年林巧稚婦產(chǎn)科學(xué)論壇暨第十四屆婦產(chǎn)科華潤(rùn)會(huì)議”7月19日至22日在北京舉行。本次會(huì)議理論聯(lián)系臨床實(shí)際，突出人文理念，覆蓋了我國(guó)婦產(chǎn)科學(xué)領(lǐng)域重點(diǎn)臨床內(nèi)容，以專題講座、病例分析、專家面對(duì)面等多種形式開(kāi)展學(xué)術(shù)交流。北京協(xié)和醫(yī)院婦產(chǎn)科劉俊濤教授在題為《染色體病的產(chǎn)前篩查和產(chǎn)前診斷》的報(bào)告中，介紹了當(dāng)前我國(guó)出生缺陷所面臨的嚴(yán)峻形勢(shì)，分享了產(chǎn)前篩查和產(chǎn)前診斷的最新研究進(jìn)展。

我國(guó)是出生缺陷高發(fā)國(guó)家

劉俊濤教授首先介紹說(shuō)，出生缺陷是指新生兒出生時(shí)就存在的外表或內(nèi)部結(jié)構(gòu)異?；蚬δ墚惓?，包括解剖結(jié)構(gòu)、組織結(jié)構(gòu)、細(xì)胞結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)等各種異常。全世界每年有500多萬(wàn)缺陷嬰兒出生，約85%在發(fā)展中國(guó)家。我國(guó)是出生缺陷高發(fā)國(guó)家，每年新發(fā)出生缺陷患兒90萬(wàn)例，其中先天性心臟病超過(guò)13萬(wàn)例，神經(jīng)管缺陷1.8萬(wàn)例，唇顎裂2.3萬(wàn)例，先天性聽(tīng)力障礙3.5萬(wàn)例，唐氏綜合征2.5萬(wàn)例，出生時(shí)臨床明顯可見(jiàn)的出生缺陷約25萬(wàn)例。

出生缺陷是我國(guó)嬰兒死亡的主要原因。2000年全國(guó)嬰幼兒死亡率為千分之32.2，其中出生缺陷占12.5%；2011年，全國(guó)嬰幼兒死亡率為千分之12.1，其中出生缺陷占19.2%，占比不斷提高。出生缺陷也是我國(guó)兒童殘疾的主要原因。約30%的出生缺陷患兒5歲前死亡，40%終身殘疾。在我國(guó)現(xiàn)有的8000多萬(wàn)殘疾人中，先天性殘疾約占全部殘疾的9.6%；在全國(guó)998萬(wàn)智力殘疾中，先天性智力殘疾占21.36%。同時(shí)，出生缺陷給患兒家庭和社會(huì)帶來(lái)了巨大經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。我國(guó)每年因神經(jīng)管缺陷兒出生帶來(lái)的疾病負(fù)擔(dān)超過(guò)2億元，每年新發(fā)先天性心臟病患者生命周期總疾病負(fù)擔(dān)超過(guò)126億元；每年新出生的唐氏綜合征患兒，生命周期總疾病負(fù)擔(dān)為100億元；2003年我國(guó)所有存活的唐氏綜合征患者，一年的疾病經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)超過(guò)50億元。

劉俊濤教授說(shuō)，出生缺陷發(fā)生的原因十分復(fù)雜，主要是遺傳因素、環(huán)境因素或者兩者共同作用的結(jié)果。環(huán)境因素致畸作用早在20世紀(jì)40年代就已經(jīng)被確認(rèn)，其中包括高溫、高熱、放射性等物理因素和藥物、農(nóng)藥化肥等化學(xué)因素以及病原體感染之類的生物因素等。在各種先天性胎兒異常中，單基因異常占15%至20%，染色體異常占5%，外界及宮內(nèi)環(huán)境影響占10%，多基因或多因素占65%至75%。遺傳因素引起的出生缺陷根據(jù)發(fā)生原因、部位和遺傳方式可分為3大類，單基因遺傳病、多基因遺傳病和染色體畸變遺傳病。以染色體病為例，染色體病是由染色體畸變?cè)斐傻?，即由于染色體的數(shù)目或結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而引起的遺傳性疾病，包括常染色體病和性染色體病。我國(guó)每年出生活嬰中染色體異常者約為0.3%。染色體數(shù)目異常包括三倍體或多倍體，常染色體三體異常，性染色體數(shù)目異常等。染色體結(jié)構(gòu)異常包括染色體微缺失異常，染色體片段易位、倒位、重復(fù)等異常，總體發(fā)生率約占足產(chǎn)月的1/250至1/300。

劉俊濤教授強(qiáng)調(diào)，由于21三體、18三體的胎兒能夠存活到足月，因此也受到臨床高度關(guān)注。如唐氏綜合征是最常見(jiàn)的新生兒染色體病，每800個(gè)至1000個(gè)寶寶中會(huì)隨機(jī)出現(xiàn)1例。唐氏綜合征表現(xiàn)為嚴(yán)重的智力和體格發(fā)育缺陷，無(wú)法治療，平均IQ在50左右，相當(dāng)于8歲或9歲的孩子，40%合并有先天性心臟病，白血病發(fā)病率比正常孩子高15倍，目前唐氏綜合征患者平均壽命已達(dá)60歲左右，唐氏綜合征是一種出生后嚴(yán)重致愚致殘疾病。

產(chǎn)前篩查模式不斷豐富

劉俊濤教授指出，減少出生缺陷，預(yù)防比治療更重要。世界衛(wèi)生組織倡議有效降低出生缺陷首先要做好產(chǎn)前篩查和診斷。他接著說(shuō)，從以年齡為指標(biāo)的產(chǎn)前篩查到中孕期血清篩查、早孕期超聲及血清學(xué)聯(lián)合篩查，再到早中孕期聯(lián)合篩查、早中孕期序貫篩查、胎兒游離DNA檢測(cè)，近年來(lái)產(chǎn)前篩查技術(shù)進(jìn)展非?？臁?/p>

1984年Merkate等首次報(bào)道了懷有染色體異常特別是DS胎兒的孕婦，其血清AFP水平偏低，此后發(fā)現(xiàn)β-HCG，uE3等以胎盤(pán)分泌為主的蛋白，在孕婦血清中的含量水平可作為中孕期篩查指標(biāo)，中孕期篩查成為一種基于血清學(xué)的多指標(biāo)聯(lián)合篩查方法。中孕期篩查主要針對(duì)低齡孕婦開(kāi)展，每個(gè)指標(biāo)在不同遺傳病中有所不同，如AFP在唐氏綜合征下降25%，18三體下降35%，13三體輕度升高。但臨床實(shí)踐發(fā)現(xiàn)如果僅單獨(dú)用以上某個(gè)指標(biāo)進(jìn)行唐氏綜合征篩查檢出率較低，大約只有30%至40%，如果同時(shí)檢測(cè)幾個(gè)指標(biāo)，聯(lián)合計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)則遺傳病檢出率將大大增加。不同的聯(lián)合篩查方案檢出效率不盡相同，目前AFP、HCG、uE3三項(xiàng)指標(biāo)組合的三聯(lián)篩查，對(duì)15～20+6周的孕婦進(jìn)行篩查總體檢出率為60%至70%，假陽(yáng)性率5%。三聯(lián)篩查也是目前國(guó)內(nèi)最流行的產(chǎn)前篩查模式，二聯(lián)或三聯(lián)篩查的篩查對(duì)象是低年齡和低危所有孕婦，篩查模式是外周取血并根據(jù)結(jié)果進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算。

劉俊濤教授介紹，早孕期篩查是一種血清學(xué)與超聲結(jié)合的新的篩查模式，篩查孕周提前至11～13+6周。引入超聲對(duì)胎兒頸后透明帶測(cè)量（NT）和胎兒鼻骨測(cè)量，這種新模式在假陽(yáng)性率相同的前提下檢出率較高。早孕期聯(lián)合篩查也有多種方案，血清篩查指標(biāo)主要有妊娠相關(guān)蛋白A（PaPP-A）和Free β-HCG等，理想的篩查方案是NT聯(lián)合PaPP-A聯(lián)合Free β-HCG。NT聯(lián)合PaPP-A的早孕期血清篩查，三聯(lián)或四聯(lián)的中孕期篩查可得到孕婦最終風(fēng)險(xiǎn)值，篩查檢出率為96%，假陽(yáng)性率為2%。分層序貫篩查是產(chǎn)前篩查一種新模式，NT聯(lián)合PaPP-A早孕期篩查，對(duì)極高危病例要進(jìn)行產(chǎn)前診斷；對(duì)中間值病例要進(jìn)行三聯(lián)或四聯(lián)中孕期篩查，共同風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算后的高危病例要進(jìn)行產(chǎn)前診斷，共同風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算低危病例可繼續(xù)妊娠；對(duì)極低危病例可繼續(xù)妊娠。這一篩查模式檢出率為94%，假陽(yáng)性率2%，但需要高質(zhì)量的超聲支持和準(zhǔn)確的孕周信息。

20世紀(jì)初，無(wú)創(chuàng)DNA產(chǎn)前檢測(cè)技術(shù)（NIPT）開(kāi)始應(yīng)用于產(chǎn)前篩查。使用NIPT新技術(shù)精準(zhǔn)篩查大幅提高了染色體病檢出率，如21三體檢出率達(dá)到99%，18三體檢出率達(dá)到96.8%，13三體檢出率達(dá)到92.1%，X單體檢出率達(dá)到88.6%，其他X或Y染色體異常檢出率達(dá)到93.8%，與早中孕期聯(lián)合篩查90%的檢出率相比都有了很大的提高。NIPT篩查假陽(yáng)性率21三體為0.03%，18三體為0.15%，13三體為0.2%，X單體為0.12%，其他X或Y染色體異常為0.12%， 21、18、13三體復(fù)合假陽(yáng)性率為0.43%，而傳統(tǒng)超聲和血清學(xué)篩查假陽(yáng)性率約為5%左右。但NIPT只是篩查技術(shù)而不是診斷技術(shù)。

常見(jiàn)產(chǎn)前診斷方法

劉俊濤教授說(shuō)，產(chǎn)前篩查的目的是為了早期診斷胎兒染色體病，目前臨床開(kāi)展的常見(jiàn)的產(chǎn)前診斷方法有經(jīng)羊膜腔穿刺，經(jīng)腹絨毛穿刺和臍血穿刺等。

經(jīng)羊膜腔穿刺一般在妊娠17～21周在超聲引導(dǎo)下進(jìn)行。產(chǎn)前快速診斷可以保證胎兒沒(méi)有最常見(jiàn)的特定染色體數(shù)目異常，但不能代替正式核型分析結(jié)果。

經(jīng)腹絨毛穿刺通常在妊娠11～14周進(jìn)行，取得的絨毛細(xì)胞可以和羊水穿刺后取得的細(xì)胞同樣進(jìn)行各種染色體分析，染色體制備過(guò)程有直接壓片或簡(jiǎn)單培養(yǎng)分析及完全培養(yǎng)后分析等方法，其中后者的分析結(jié)果被認(rèn)為與直接胎兒細(xì)胞染色體分析結(jié)果更一致，并有更低的假陽(yáng)性率。

臍血穿刺是在超聲引導(dǎo)下經(jīng)腹穿刺，最常見(jiàn)的適應(yīng)癥是懷疑有血型不合性胎兒溶血、細(xì)小病毒B19感染或胎兒水腫相關(guān)的胎兒貧血的病因診斷，也可用于妊娠22周之后的胎兒核型分析、染色體快速診斷或分子遺傳診斷，以及妊娠后期快速評(píng)價(jià)有無(wú)胎兒染色體異常。劉俊濤教授指出，產(chǎn)前染色體病診斷需要經(jīng)歷“篩查—診斷”兩個(gè)階段，主要是針對(duì)高危人群進(jìn)行穿刺診斷，臨床取材取樣措施也被稱為介入性產(chǎn)前診斷技術(shù)。不同的介入取材操作都存在一定風(fēng)險(xiǎn)，不僅有一定的創(chuàng)傷而且存在流產(chǎn)機(jī)率，還要根據(jù)不同妊娠階段和不同臨床問(wèn)題區(qū)別選擇。

劉俊濤教授說(shuō)，年齡是最早的孕婦篩查指標(biāo)，如唐氏綜合征產(chǎn)前篩查，分娩年齡35歲往往作為產(chǎn)前篩查的第一個(gè)指標(biāo)或風(fēng)險(xiǎn)切割值，但僅依據(jù)孕婦年齡的產(chǎn)前篩查策略是不夠的，ACOG2001年明確提出對(duì)所有分娩年齡大于35歲的產(chǎn)婦建議進(jìn)行產(chǎn)前診斷，包括羊膜腔穿刺聯(lián)合羊水細(xì)胞核型分析。我國(guó)2001年頒布實(shí)施的《母嬰保健法》建議對(duì)所有年齡大于35歲的初產(chǎn)婦進(jìn)行產(chǎn)前診斷。

劉俊濤教授介紹，需要產(chǎn)前篩查和診斷的孕產(chǎn)婦包括：一是預(yù)產(chǎn)期年齡大于等于35歲的孕產(chǎn)婦，胎兒染色體異常概率隨產(chǎn)婦年齡增加而增加，大約50%染色體異常是由21三體引起；二是產(chǎn)前篩查存在風(fēng)險(xiǎn)高危的孕產(chǎn)婦，如NT、血清學(xué)篩查、NIPT提示高風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果；超聲提示胎兒結(jié)構(gòu)異常，需要排除染色體異常；生育過(guò)染色體異常的孩子或有過(guò)染色體異常妊娠史，如一對(duì)父母在有完全性非整倍染色體三體孩子出生后，與其他父母相比每個(gè)后續(xù)孩子染色體數(shù)值異常風(fēng)險(xiǎn)增加1%；孕婦本人或丈夫有染色體病，在父母雙方之一染色體存在易位、倒置或插入的情況下，染色體不平衡畸變可能性會(huì)增加。三是家族性基因遺傳病診斷清楚的孕產(chǎn)婦等。存在上述情況的，都需要在產(chǎn)前階段取得胎兒組織進(jìn)行染色體分析。

產(chǎn)前診斷新技術(shù)不斷涌現(xiàn)

劉俊濤教授說(shuō)，近30年來(lái)產(chǎn)前診斷技術(shù)發(fā)展迅猛，新技術(shù)新方法不斷涌現(xiàn)，產(chǎn)前診斷技術(shù)已經(jīng)從細(xì)胞遺傳學(xué)發(fā)展到分子細(xì)胞遺傳學(xué)，染色體核型分析、FISH、PCR、染色體微陣列技術(shù)（CMA）、多重連接探針擴(kuò)增技術(shù)和高通量測(cè)序技術(shù)（NGS）等相繼在產(chǎn)前診斷中得到應(yīng)用。

染色體核型分析又被稱為染色體顯帶，可用于檢測(cè)較大的染色體區(qū)域改變，如易位、大片段缺失或非整倍體等。進(jìn)行染色體核型分析時(shí)，通常需要從孕婦外周血中獲得淋巴細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)，并在有絲分裂原的作用下刺激其細(xì)胞分裂。通常在一套單倍型的23條染色體上可以觀察到大約400個(gè)條帶，單條染色體條帶可含有600萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)的DNA，約150個(gè)基因。染色體核型分析是在全基因組層面上分析各組染色體有無(wú)形態(tài)、數(shù)目、結(jié)構(gòu)、位置異常，是一種傳統(tǒng)的經(jīng)典產(chǎn)前診斷方法，但存在出具報(bào)告時(shí)間長(zhǎng)、分辨率低等問(wèn)題。

FISH技術(shù)是通過(guò)熒光標(biāo)記的FISH探針，定性定位檢測(cè)特定染色體片段有無(wú)或位置信息，可用于計(jì)數(shù)和定位染色體大片段異常，該技術(shù)大幅度提高了染色體分析的敏感性、特異性和分辨率。FISH可以用于有絲分裂中期染色體和間期細(xì)胞核。中期FISH技術(shù)可以識(shí)別大的染色體異常，包括缺失、重復(fù)、易位以及更小的染色體微缺失和重復(fù)。當(dāng)不能獲得分裂期細(xì)胞時(shí)則可采用間期FISH，該技術(shù)提高了FISH探針的分辨率。間期FISH的優(yōu)點(diǎn)是分辨率高于中期FISH，能夠直接檢測(cè)標(biāo)本，無(wú)需培養(yǎng)細(xì)胞，操作更快捷，可用于石蠟包埋的切片。間期FISH對(duì)于各種非整倍體產(chǎn)前診斷具有特殊價(jià)值，如對(duì)18三體、21三體、13三體及性染色體異常能快速獲得結(jié)果以便做出決策。但與中期FISH相比，間期FISH不能觀察到染色體本身，因此不能提供有關(guān)整個(gè)染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)的信息。FISH是快速診斷技術(shù)經(jīng)典，但診斷疾病需要很高的定向性和診斷疾病覆蓋面不大是其主要問(wèn)題。

CMA是以微陣列為技術(shù)基礎(chǔ)的基因組拷貝數(shù)分析技術(shù)，CMA具有高靈敏性和高特異性特點(diǎn)，能夠提供大量有價(jià)值的臨床信息，極大地提高了遺傳異常疾病檢出率。CMA在產(chǎn)前診斷領(lǐng)域的明顯優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在，一是具有高分辨率，能檢出更多有臨床意義的遺傳異常，CMA能識(shí)別小于100 kb的染色體不平衡改變，而核型分析不能發(fā)現(xiàn)小于5 Mb的染色體異常。研究顯示與染色體核型分析相比，CMA能夠在胎兒超聲結(jié)構(gòu)異常病例中增加6%異常檢出率，在高齡或產(chǎn)前篩查高風(fēng)險(xiǎn)病例中增加1.7%異常檢出率。二是無(wú)需細(xì)胞培養(yǎng)，檢測(cè)周期縮短到2～3天，且對(duì)培養(yǎng)困難的細(xì)胞也能夠檢測(cè)。三是能夠提供客觀和自動(dòng)分析結(jié)果。但CMA還存在成本較高，不能檢測(cè)平衡易位等拷貝數(shù)沒(méi)有變化的染色體異常，對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果分析和驗(yàn)證要求較高等方面的局限性。盡管存在一定局限性，但CMA技術(shù)提高了人類對(duì)遺傳疾病的認(rèn)識(shí)水平，是分子細(xì)胞遺傳學(xué)技術(shù)最新發(fā)展方向。2017年美國(guó)婦產(chǎn)科學(xué)會(huì)和美國(guó)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)會(huì)均更新了CMA在產(chǎn)前診斷中的臨床應(yīng)用指南，隨著研究的深入和技術(shù)成本降低，CMA將有著良好的臨床應(yīng)用前景。全基因組芯片是最精確的全基因組染色體小片段含量分析，主要針對(duì)染色體微小改變，分辨率最高，但缺乏核型分析的形態(tài)性檢查。目前，染色體核型分析、FISH、全基因組芯片技術(shù)是三大主要染色體病產(chǎn)前遺傳診斷技術(shù)。

劉俊濤教授指出，出生缺陷產(chǎn)前診斷是綜合多學(xué)科的復(fù)雜系統(tǒng)工程，從縱向分析，該工程開(kāi)始于妊娠前，貫穿整個(gè)妊娠期，直到新生兒期才能確診；從橫向分析，涉及多個(gè)學(xué)科專業(yè)，包括產(chǎn)科、胎兒超聲、遺傳、兒科、病理等。站在國(guó)家層面上，要從出生缺陷整體防治角度出發(fā)，以常見(jiàn)、多發(fā)且嚴(yán)重影響兒童或成年后生活質(zhì)量的病種為切入點(diǎn)，建立起貫穿孕前宣教，孕期各種精準(zhǔn)篩查診斷及保健，產(chǎn)后針對(duì)新生兒疾病篩查和早診早治的多環(huán)節(jié)、全鏈條、多層次的出生缺陷系統(tǒng)性防治工程，才能顯著降低我國(guó)出生缺陷疾病發(fā)生率。建立和完善全鏈條防治系統(tǒng)工程，需要在孕前、產(chǎn)前及出生后各個(gè)相應(yīng)環(huán)節(jié)，建立指南及臨床路徑，實(shí)現(xiàn)規(guī)范化管理，通過(guò)開(kāi)展相關(guān)篩查和診斷技術(shù)質(zhì)量控制評(píng)價(jià)，推動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵理念創(chuàng)新研究，依托優(yōu)勢(shì)單位建立全國(guó)相關(guān)人員培訓(xùn)體系，并在一定地區(qū)實(shí)施數(shù)個(gè)出生缺陷綜合防治干預(yù)服務(wù)包或策略包，發(fā)揮全國(guó)性示范效應(yīng)。通過(guò)不同層面和不同縱深的三級(jí)防控措施的開(kāi)展，相互配合支撐才能最終形成全國(guó)層面上的強(qiáng)有力的出生缺陷綜合防治網(wǎng)絡(luò)體系和系統(tǒng)管理工程，從整體上降低多種嚴(yán)重出生缺陷疾病發(fā)生。

專家簡(jiǎn)介

劉俊濤，主任醫(yī)師，教授，博士生導(dǎo)師；現(xiàn)任北京協(xié)和醫(yī)院婦產(chǎn)科副主任，婦產(chǎn)科產(chǎn)科中心主任兼婦產(chǎn)科學(xué)系副主任。長(zhǎng)期從事產(chǎn)科危急重癥的診治，遺傳咨詢，多種常用產(chǎn)前診斷新技術(shù)的研究和臨床應(yīng)用。任國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)全國(guó)產(chǎn)前診斷技術(shù)專家組成員，北京市產(chǎn)前診斷技術(shù)專家委員會(huì)委員，中國(guó)優(yōu)生科學(xué)協(xié)會(huì)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)專業(yè)委員會(huì)第一屆副主任委等。