国内228家实验室检测胎儿染色体拷贝数变异的情况

严重的遗传病是导致出生缺陷的主要原因,其新生儿发病率约为1-2%,主要由染色体疾病、基因组疾病和单基因疾病组成。染色体疾病包括常染色体非整倍体疾病、性染色体非整倍体疾病及染色体结构异常疾病。基因组疾病拷贝数缺失(CNVs)造成的疾病 (缺失综合征)和拷贝数增加造成的疾病(重复综合征)。

调查对象

调查对象包括全国 31 个省、自治区、直辖市的355 家已开展NIPT 项目的实验室,包括253家医疗单位和102家独立医学实验室。 228 家(64.2%)实验室已开展 NIPT 检测 CNVs 项目,数目最多的10个地区分别为 广东省32家、山东省19家、湖北省16家、 浙江省13家、湖南省12家、江苏省12家、北京市11家、上海市11家、四川省11家、安徽省8家。

检测范围

228家实验室共检测116种CNVs,其中检测5p15缺失的实验室有221家(96.9%)、检测22q11.2缺失有220家(96.5%)、检测1p36 缺失有219家(96.1%),相应的发病率为1/20 000~50 000、1/4 000和1/5 000。此外,33家实验室检测超过90种CNVs,1家实验室检测全基因组范围内的CNVs。

研究结果

实验室对Cri du Chat综合征、22q11.2缺失综合征、1p36 缺失综合征和Angelman综合征检测的敏感度范围分别为50.0%~100%、60.0%~100%、50.0%~100%和33.3%~100%,PPV范围分别为9.0%~50.0%、18.0%~100%、20.0%~30.0%和20.0%,特异度和NPV均接近100%,其他大部分CNVs的临床性能数据尚不完善。

有33家实验室检测90种以上的CNVs,对于一些尚未在DECIPHER数据库收录、可能良性或临床意义不明的CNVs,会增加结果解读和遗传咨询的难度,依据指南不适宜采取NIPT。此外,调查发现1家实验室检测全基因组CNVs,而ACMG并 不建议采用NIPT检测全基因组CNVs, 若患者有相关要求,应取羊水或绒毛膜样本进行诊断性测试

FF为5%时,3.5、10、15 M reads能分别检测出片段大小≥20 Mb、≥5 Mb和≥3 Mb的CNVs。

实验室常检测的CNVs相关疾病,其片段大小多<5 Mb(Cri du Chat综合征除外),发病率最高的22q11.2缺失综合征,15%的该CNVs患者的片段大小<3 Mb,因此试剂方法要达到5% FF的分析敏感度,通常至少需要10~15 M reads的数据量

若标本中FF<5%,10 M reads的数据量检测大小为10 Mb的CNVs的敏感度不足10%,即使 进一步增加测序数据量至25 M reads,NIPT检测的敏感度也仅为40%,达不到有效检出的要求

若FF为10%,20 M reads检测大小低至 3~4 Mb的CNVs的临床敏感度可达92.7%

总的来说,NIPT检测CNVs多需要10~15 M reads来实现对FF为5%~10%且片段大小≥3 Mb的CNVs的有效检出

在本研究中,部分实验室宣称采用 最低3~5 M reads的数据量可以对片段≥3 Mb的CNVs达到FF为5%的分析敏感度,尽管采用富集策略可以一定程度上提高检出能力,但是在低数据量的情况下,LDTs试剂能否达到宣称的分析性能,实验室需要进行性能确认。同时,有必要开展CNVs的无创产前检测室间质量评价,以监测实验室检测结果的准确性。

本研究中31家实验室报告的PPV和NPV数据

来源于文献报道的临床研究结果,ACMG指南认为实验室在结果报告时,应说明PPV和NPV是基于模型还是来自普通人群或高危人群的临床研究结果。因为 NIPT检测CNVs在不同人群类型中的PPV并不相同发病率高的人群PPV更高

有研究显示,该检测对超声异常、血清学筛查高风险和胎儿颈项透明层增厚人群的PPV分别为100%、50.0%和41.7%,高于所有人群的PPV(29.0%)。

本研究中各试剂的FF检测下限不一,在3%~5%范围内,可检出的最小片段长度也不一致,为1~5 Mb,因此 实验室在低FF情况下对片段较小CNVs的检出能力不同,进而导致PPV和NPV的差异

仅使用文献

来源的PPV和NPV数据可能 并不能代表该实验室进行NIPT检测CNVs的实际数据, 实验室应根据筛查应用的人群,建立特定的PPV和NPV结果,以便于临床进行遗传咨询。目前,CNVs筛查高风险后接受侵入性检查的比例较低,如 国内机构报道侵入性检查率为70%~80%。

ACMG指南认为实验室应明确NIPT检测CNVs的检出率、特异性、PPV和NPV,否则不能进行该检测。本调查发现实验室对一些低发病率CNVs的NIPT检测临床性能尚不明确, 94家实验室在 完全不清楚临床性能的情况下,开展NIPT检测CNVs,给临床遗传咨询带来困难

依据指南,医疗机构可以向患者提供NIPT检测CNVs的选择,但开展的检测范围 应限于临床意义明确或已知严重表型的疾病,并且实验室应做好试剂的性能确认工作,掌握NIPT检测每种CNVs的临床性能,在后续的工作中逐步确定不同人群的PPV,以保证有效的结果解读和临床规范化应用。

胎儿分数

孕妇外周血血浆中存在胎儿游离 DNA(cell free fetal DNA, cffDNA),研究发现 cffDNA 主要

来源于 胎盘滋养层细胞,由胎盘细胞凋亡后释放到母体血浆中,最早在妊娠 5- 6 周可以检测到,在妊娠 10 周至 21 周期间,随着孕周的增加,cfDNA 的浓度出现小幅度的增加,增加的总量大约为 1%,而到了妊娠 21 周后,cffDNA 浓度增加的幅度增大,可以达到每周增加 1%。 cffDNA 的半衰期短,在分娩后 2 小时即从母体血浆游离 DNA(cell free DNA, cfDNA)中消失,一般不会影响下一胎的检测。

cffDNA 与母体外周血中cfDNA 总量的比例叫做胎儿分数(fetal fraction,FF),孕早期有3-10%,在孕晚期能达到20-30%。cfDNA 中母源的片段与胎儿的片段大小并不一致, 血浆中母源的 DNA 片段的长度集中在 166 bp左右,胎儿

来源的 DNA 片段较短,长度多集中在 143 bp

血浆内主要的cfDNA长度为166bp,存在以10bp为单位的递减规律,并在143bp处也有明显存在(见上图)

阳性预测值(Positive Predictive Value, PPV) =A/(A+B),真阳性/检测阳性,这个值反映的是,当您拿到一个的阳性筛查/检测/诊断结果,是不是患病的百分比,即真正患病的比例。

阴性预测值(Negative Predictive Value,NPV)=D/(C+D),真阴性/检测阴性,反映真正不患病的比例。PPV和NPV是用于评价筛查/检测的临床价值

敏感度和特异度用于评价筛查/检测技术方法的使用价值,有效性,能不能用,好不好用。

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来源:周叔说生活

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