突破性进展！前瞻性临床试验证实胎儿显性单基因病无创产前筛查准确率达100%

突破性进展！前瞻性临床试验证实胎儿显性单基因病无创产前筛查准确率达100%

近期，国际医学期刊《QJM-AN INTERNATIONAL JOURNAL OF MEDICINE》（影响因子7.3）发表了一项重磅研究成果——《Non-invasive prenatal testing for dominant single-gene disorders using targeted next-generation sequencing: a prospective pilot study》，证实了显性单基因病无创产前检测的技术可行性和临床意义。

该研究由中南大学生命科学学院医学遗传学中心、湖南省长沙市妇幼保健院出生缺陷防控重点实验室及湖南家辉遗传专科医院共同参与，中关村生命科学园内企业贝瑞基因为该研究提供技术支持。

研究背景

显性单基因病（dominant Single-gene Disorders, dSGDs）约占所有单基因病的约60%，大多由新发突变引起，并不在传统的NIPT及夫妻扩展性携带者筛查检测范围内。已发表的dSGDs产前筛查研究主要集中在有超声异常或有检测范围内疾病家族史的妊娠，而一些显性单基因病在产前无超声异常或在妊娠晚期出现超声异常，比如神经发育障碍（Neurodevelopmental Disorders, NDDs）相关显性单基因病，此类疾病往往会影响胎儿神经发育，导致智力低下、社会认知和情绪功能困难等。

本研究开发了NIPT-dSGD检测方法，并综合遗传模式、疾病严重程度、发病率和内部数据库，筛选纳入了66种显性单基因病相关的34个基因，包括与NDDs相关的25个基因，与努南综合征、骨骼异常、颅缝早闭及其他综合征疾病相关的9个基因，并通过前瞻性研究评估了NIPT-dSGD检测的性能和临床效用。

研究方法

2021-2022年，研究共招募567名孕妇，纳入标准如下：

1. 单胎妊娠、胎龄（GA）≥12周；
2. 无供卵或捐精；
3. 一年内未接受异体输血、器官或骨髓移植或免疫治疗；
4. 行NIPT检测排除七种染色体非整倍体和七种微缺失综合征患病风险（22q11.12缺失综合征、1p36缺失综合征、2q33.1缺失综合征、猫叫综合征、Langer Giedion综合征、Angelman综合征和Prader-Willi综合征）。

对入组孕妇进行外周血采集和NIPT-dSGD检测，检测范围覆盖34个目标基因的编码区、剪接区（±5 bp）和具有致病或可能致病变异的内含子区，检测结果依据最新ACMG指南进行评对检出的变异，仅报出致病或可能致病变异。阳性病例通过全外显子测序和/或Sanger测序进行侵入性产前诊断检测，并分析父母基因组DNA以确定变异来源，如未行产前诊断，则采集干血斑样本进行遗传学诊断。阴性病例由临床医生对分娩婴儿进行6-15个月的随访，如发现有发育迟缓或其他异常，再进行遗传学诊断确认病因。

研究结果

在研究中，NIPT-dSGD检测准确率达100%。对86例回顾性模拟样本（先证者与母体基因组DNA）和18例母体血浆样本进行NIPT-dSGD检测，研究发现当胎儿分数（FF）超过5.0%时，NIPT-dSGD检测灵敏度及特异性均为100%，在5例胎儿分数（FF）为3.0%的回顾性掺入样本，仅1例InDel变异NIPT-dSGD未能识别。

如表1，前瞻性临床研究中共535例入组孕妇获得了NIPT-dSGD检测结果，其中129例为孕妇高龄，70例为父亲高龄，56例为父母均高龄。145例有遗传病家族史，其中仅9例与NIPT-dSGD筛查的34个基因相关，其余为其他基因引起或病因不明；177 例样本有产前超声异常。

如图1，研究共检出11例真阳性病例，阳性率为2.1%，未检出假阳性和假阴性结果，检测灵敏度和特异性均为100%。共随访到460例阴性病例，随访期内316例病例无任何产后明显异常，144例经临床检查或遗传诊断排除了检测范围内疾病。

图1 前瞻性临床研究检测及随访结果

关键结论

1. NIPT-dSGD可有效筛出产前超声正常的NDDs显性单基因病胎儿
   超声正常的5例阳性样本中有3例致病变异与NDDs疾病相关，其中家族P01同时有父亲高龄和遗传病患儿生育史指征，家族中有先证者携带新发变异GRIN2B：c.1606G>A，导致智力残疾，本研究中胎儿检出新发致病变异ARID1B：c.6100A>G，两个患儿致病基因均与神经发育障碍相关。在临床实践中，超声检测对胎儿脑组织的分辨率比磁共振成像（MRI）低得多，对于NIPT-dSGD检出NDDs疾病相关基因变异的情形，除了侵入性产前诊断外，临床医生还可以考虑进行胎儿头颅MRI检测。

2. NIPT-dSGD可“提前预警”产前超声结构异常胎儿
   超声异常的6例阳性样本的致病变异相关疾病表型均与胎儿超声表型一致。家族P04家族有先证者携带TSC1：c.1498C>T新发变异，本研究在妊娠中期出现横纹肌瘤和三尖瓣反流前，NIPT-dSGD即已检出致病变异。此外本研究发现因超声异常而入组的孕妇孕周显著高于有其他适应症的孕妇（23.8 vs 19.3周，P < 0.001），而临床实践中在孕12周后即可进行NIPT-dSGD检测，这表明NIPT-dSGD可以更早期识别胎儿遗传病风险并进行有创产前诊断及密切监测超声表现。

3. 遗传病家族史及超声结构异常有更高的NIPT-dSGD阳性检出率
   本研究中阳性检出率与孕周大小、夫妇是否一方或双方高龄均无显著相关性，而遗传病家族史和超声结构异常可能有更高的dSGD阳性检出率。有检测范围内基因相关遗传病家族史或不明原因遗传病家族史均比无家族史的妊娠阳性检出率更高，超声异常的妊娠比超声正常的阳性检出率更高（3.4% vs 1.4%）。

4. 健康双亲可能因生殖腺嵌合，反复生育dSGDs患儿
   虽然大多数显性单基因病变异为新发突变，如亲本存在生殖腺嵌合，无表型夫妇也可能反复生育携带相同致病变异的患儿。家族P04在本研究中检出胎儿存在致病变异TSC1：c.1498C>T，且有先证者也存在相同致病变异，这提示该家族可能存在亲本生殖腺嵌合。TSC1和TSC2的生殖腺嵌合在临床中很常见，NDDs相关基因如ARID1B和NIPBL的生殖腺嵌合情况也有报道。

核心突破

为何这项技术值得关注？

NIPT-dSGD为多种胎儿显性单基因病的产前筛查提供了可行的技术方案，对该类出生缺陷防控有重要临床价值：

1. 靶向基因选择科学：34个基因覆盖66种高发显性单基因病，覆盖神经发育障碍（NDDs）及骨骼/心血管异常疾病，疾病发病率高、新发变异比例高、无有效治疗手段。
2. 技术性能硬核验证：回顾性性能验证及前瞻性临床研究显示，检测灵敏度及特异性均为100%。
3. 具备重要临床价值：“超声正常≠绝对健康”！NIPT-dSGD检测可识别高发的无超声表型的NDDs疾病胎儿患病风险，且具有很高的检测准确度，可以帮助临床医生和家庭进行胎儿遗传风险评估和妊娠管理。

本研究凭借核心技术创新，确立了NIPT-dSGD在临床应用中的重要价值，将助力实现更全面的孕早期胎儿遗传风险评估，引领“染色体+单基因病综合防控”策略的新阶段，实现产前筛查领域的深化与拓展。