唐新華 朱寶生

(云南省第一人民醫(yī)院、昆明理工大學(xué)附屬醫(yī)院 醫(yī)學(xué)遺傳科、云南省出生缺陷與罕見病臨床醫(yī)學(xué)研究中心、國家衛(wèi)生健康委員會西部孕前優(yōu)生重點實驗室，云南昆明 650032)

唐氏綜合征(Down’s syndrome, DS)是第一種細(xì)胞遺傳學(xué)確診的人類染色體病，是因第21號染色體三體而導(dǎo)致智力障礙、發(fā)育遲緩和多發(fā)小畸形的重大出生缺陷，也稱為21-三體綜合征。由于在新生兒中DS的發(fā)生率相對較高、無根治方法、患兒終生嚴(yán)重殘疾，給患兒和家庭帶來巨大的精神痛苦和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，因而預(yù)防DS患兒出生成為了產(chǎn)前篩查和診斷的重要內(nèi)容。傳統(tǒng)的染色體病防控體系主要圍繞DS和開放性神經(jīng)管缺陷進(jìn)行，對這兩種病行之有效，也具有較高的衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)學(xué)價值。但是，尚許多同樣可導(dǎo)致新生兒死亡和終生嚴(yán)重殘疾的其他有染色體病和染色體拷貝數(shù)異常是血清學(xué)篩查難以發(fā)現(xiàn)的。近十年來發(fā)展起來的胎兒游離DNA無創(chuàng)產(chǎn)前篩查(non-invasive prenatal test, NIPT)技術(shù)，大大改變?nèi)旧w病的篩查和產(chǎn)前診斷體系，如何發(fā)揮新技術(shù)的優(yōu)勢，需要在臨床實踐中不斷的探索。

1 血清學(xué)產(chǎn)前篩查技術(shù)體系與其衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)學(xué)價值

血清學(xué)檢測聯(lián)合胎兒頸項透明層(nuchal translucency, NT)測量的產(chǎn)前篩查技術(shù)是傳統(tǒng)的唐氏綜合征防控策略，目前該技術(shù)仍然是DS防控的主要的臨床服務(wù)技術(shù)。其篩查方式有早孕篩查、中孕篩查、早中孕聯(lián)合/序貫篩查等，風(fēng)險計算可以通過血清學(xué)指標(biāo)單獨計算，也可結(jié)合胎兒NT來綜合評估，主要針對胎兒患18-三體綜合征、DS和開放性神經(jīng)管缺陷3種疾病。一般以假陽性率約5%的高風(fēng)險值來篩查可能存在的真陽性胎兒，高風(fēng)險孕婦需通過介入性手術(shù)獲得胎兒細(xì)胞來完成產(chǎn)前診斷，最終可檢出60%～95%的唐氏綜合征[1,2]。血清學(xué)篩查技術(shù)的普及，使我國唐氏綜合征的篩查和診斷成為現(xiàn)實。受檢孕婦有5%的高比例需接受后續(xù)的介入性產(chǎn)前診斷手術(shù)，在實際應(yīng)用中導(dǎo)致了兩個主要問題：一是孕婦出于對穿刺手術(shù)導(dǎo)致胎兒流產(chǎn)風(fēng)險的擔(dān)心，選擇拒絕接受產(chǎn)前診斷，整個篩查體系容易出現(xiàn)“重篩查輕診斷”的現(xiàn)象；另一方面，高假陽性率也導(dǎo)致各產(chǎn)前診斷中心的產(chǎn)前診斷服務(wù)不堪重負(fù)[3]。

血清學(xué)篩查臨床價值是開創(chuàng)性的，國外已經(jīng)有大量的研究從衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度證實了血清學(xué)篩查的經(jīng)濟(jì)社會效益。2010年[4]在上海完成的孕中期唐氏綜合征血清學(xué)篩查，利用酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)檢測孕婦血清甲胎蛋白(AFP)、絨毛膜促性腺激素(β-hCG)，進(jìn)行DS篩查，篩查成本為49.5萬元，也證實了血清學(xué)篩查技術(shù)的衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)效益顯著。2014年[5]在深圳完成的對妊娠早期唐氏綜合征篩查方案的功效、安全性及衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)學(xué)分析顯示，采用①單純檢測妊娠相關(guān)血漿蛋白A(PAPP-A)+游離β-hCG水平的血清學(xué)篩查；或者②超聲篩查胎兒頸部透明層厚度(NT)篩查；或者③NT+ PAPP-A+游離β-hCG聯(lián)合篩查，3種篩查方案的增量成本效果比均低于DS患兒110萬元的疾病經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。說明了在NIPT技術(shù)出現(xiàn)之前，血清學(xué)篩查也是效率最高的DS篩查技術(shù)。

盡管該血清學(xué)篩查技術(shù)體系有其自身缺點，但由于目前在我國仍然是覆蓋度最廣的染色體病防控體系，出于醫(yī)療服務(wù)的可及性、患者的經(jīng)濟(jì)承擔(dān)能力等方面考量，目前仍然是染色體病防控的基礎(chǔ)服務(wù)，需要繼續(xù)維持其技術(shù)質(zhì)量水平。

2 NIPT技術(shù)體系與衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)學(xué)價值

1997年盧煜明教授發(fā)現(xiàn)母體血漿中存在胎兒游離DNA，可用于“無創(chuàng)”檢測胎兒性別和母親是RhD陰性血型的胎兒RhD血型，就為NIPT篩查DS等染色體病提供了可能性[6]。孕婦外周血血漿中的游離DNA片段是個混合物，主要是母體自身來源的，但也有5%～30%來源于胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞，可以代表胎兒遺傳物質(zhì)的游離DNA片段。隨著二代測序技術(shù)(next-generation sequencing，NGS)的發(fā)展成熟，通過大規(guī)模平行測序可檢測出游離DNA的序列，然后利用生物信息分析技術(shù)確定該DNA片段的染色體來源，通過計算這些游離DNA的片段的數(shù)量改變，可在全基因組范圍內(nèi)篩查到游離DNA來源的染色體片段的拷貝數(shù)變異，這便是母血中胎兒游離DNA無創(chuàng)產(chǎn)前檢測(NIPT)技術(shù)。

NIPT技術(shù)是目前最敏感的篩查21、18、13-三體綜合征的方法。與傳統(tǒng)的血清學(xué)篩查技術(shù)體系相比，NIPT雖然不能覆蓋神經(jīng)管缺陷的篩查，但對染色體病的篩查質(zhì)量則有較大的提升。從檢出率方面，2016年國家衛(wèi)生健康委員會發(fā)布《規(guī)范有序開展孕婦外周血胎兒游離DNA產(chǎn)前篩查與診斷工作的通知》(以下簡稱45號文件)要求21、18 、13三體綜合征的檢出率不得低于95%、85%和70%；文獻(xiàn)報道的實際檢出率則均高于99%。大樣本的研究顯示，NIPT對21、18、13等染色體三體的敏感度高達(dá)99.17%、98.24% 和100%；特異度則高達(dá)99.95%、99.95%和99.96%[7]。

此外，NIPT技術(shù)還擴(kuò)寬了篩查的疾病譜，除了21、18、13三條染色體外，還可檢出性染色體和其他常染色體的非整倍體。但是NIPT技術(shù)對于性染色體的篩查，假陽性率比21和18號染色體的高。

而且，染色體拷貝數(shù)變異(copy number variations，CNVs)也在NIPT技術(shù)的檢測范圍之內(nèi)。權(quán)威研究[8]證實，3.5M的讀數(shù)的普通NIPT技術(shù)也可以檢出71.8%(56/78)的CNVs。盡管這些檢測可能存在較高的假陽性和假陰性率，但這是染色體病精準(zhǔn)預(yù)防成為可能的開端，最終必然能夠增加篩查的總體收益。而且，湖南湘雅的梁德生教授團(tuán)隊[9]的最新研究顯示，通過增加測序的數(shù)據(jù)量，NIPT技術(shù)升級擴(kuò)展，也被稱為NIPT-plus技術(shù)，對于CNVs篩查的準(zhǔn)確性和分辨率，≥10Mb和<10Mb的染色體微缺失微重復(fù)的陽性預(yù)測值分別可以達(dá)到31.9%(23/72)和18.8%(3/16)，證實了NIPT-plus可以作為一線篩查技術(shù)以提高染色體病的檢出率。

由于NIPT技術(shù)其技術(shù)路線和傳統(tǒng)的血清學(xué)篩查技術(shù)完全不同，也就和傳統(tǒng)技術(shù)形成一定的互補(bǔ)：對傳統(tǒng)血清學(xué)篩查存在困難的雙胎妊娠、孕婦處在感染性疾病的活動期需要低假陽性率甚至接近診斷水平的精準(zhǔn)篩查、孕婦錯過了血清學(xué)篩查的時間窗口等特殊情況下、NIPT均顯示出獨特優(yōu)勢。

NIPT技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用，法律法規(guī)的條件已經(jīng)逐步完備，進(jìn)入快速普及階段。2014年，我國國家食品藥品監(jiān)督管理局(CFDA)批準(zhǔn)了無創(chuàng)產(chǎn)前檢測(NIPT)的高通量測序設(shè)備和試劑盒，使NIPT的臨床應(yīng)用具備了“工具合法化”的條件。但目前獲批的試劑盒，目標(biāo)疾病只有21-三體綜合征、18-三體綜合征和13-三體綜合征。45號文件對NIPT的臨床應(yīng)用進(jìn)行規(guī)范。對開展NIPT的機(jī)構(gòu)、人員、設(shè)備試劑、開展工作的模式等進(jìn)行了規(guī)范。

3 當(dāng)前社會發(fā)展階段下NIPT的臨床定位和應(yīng)用人群

雖然比較準(zhǔn)確、甚至接近診斷水平，NIPT技術(shù)的明確定位仍然是 “篩查技術(shù)”。自2011年逐漸引入到臨床以來，NIPT技術(shù)與傳統(tǒng)的篩查診斷體系不斷碰撞和融合。在臨床應(yīng)用的初期，主要作為血清學(xué)和胎兒超聲聯(lián)合篩查技術(shù)的補(bǔ)充來應(yīng)用的，主要針對以下較高風(fēng)險或?qū)槿胄援a(chǎn)前診斷風(fēng)險高度敏感的幾種孕婦開展：①血清學(xué)篩查臨界高風(fēng)險的孕婦；②血清學(xué)篩查高風(fēng)險但拒絕做介入性產(chǎn)前診斷的孕婦；③處于乙型肝炎等感染性病原體活動期的孕婦。國際上各學(xué)會的指南均將NIPT定位于高危人群的篩查選擇。2013年美國醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)學(xué)會(ACMG)發(fā)表關(guān)于胎兒染色體非整倍體無創(chuàng)產(chǎn)前篩查的共識，并在2016年做了更新，為了強(qiáng)調(diào)該技術(shù)在臨床上定位為篩查應(yīng)用，推薦使用無創(chuàng)產(chǎn)前篩查(non-invasive prenatal screening, NIPS)統(tǒng)一代替了NIPT的名稱。

受益于NIPT的高檢出率、高陽性預(yù)測值、高敏感性、高特異度，以及擴(kuò)寬了的目標(biāo)疾病譜，特別是染色體微缺失微重復(fù)綜合征的風(fēng)險篩查能力，吸引了大量的孕婦接受該篩查技術(shù)。隨著大量臨床應(yīng)用經(jīng)驗的積累，技術(shù)服務(wù)價格逐步降低，在局部發(fā)達(dá)地區(qū)，NIPT的臨床應(yīng)用范圍慢慢擴(kuò)大到幾乎所有孕婦，逐步取代傳統(tǒng)方法，成為一線的篩查技術(shù)。

2016年，美國醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)會(ACMG)更新了對于NIPS臨床應(yīng)用的指南，推薦“應(yīng)當(dāng)告知所有孕婦，對于傳統(tǒng)篩查技術(shù)的目標(biāo)染色體非整倍體疾病(21-三體綜合征、18-三體綜合征、13-三體綜合征)，NIPS是敏感性最高的篩查方法”，認(rèn)為NIPT技術(shù)可以取代傳統(tǒng)的母體血清學(xué)篩查技術(shù)。2016年國家衛(wèi)生健康委員會45號文件規(guī)定了NIPT的適用人群為：①血清學(xué)篩查顯示胎兒常見染色體非整倍體風(fēng)險值介于高風(fēng)險切割值與1/1000之間的孕婦；②有介入性產(chǎn)前診斷禁忌證者(如先兆流產(chǎn)、發(fā)熱、出血傾向、慢性病原體感染活動期、孕婦Rh陰性血型等)；③孕20周以上，錯過血清學(xué)篩查最佳時間，但要求評估21-三體綜合征、18-三體綜合征、13-三體綜合征風(fēng)險者。該文件并未干涉普通孕婦自主選擇NIPT作為一線篩查的權(quán)利。

但是，可能是基于對傳統(tǒng)方法覆蓋度高的考量，部分學(xué)術(shù)組織的建議仍然較為保守。2015年美國婦產(chǎn)科協(xié)會發(fā)表的委員會意見認(rèn)為，對于普通孕婦來說一線產(chǎn)前篩查方法依然是傳統(tǒng)的血清學(xué)或者血清學(xué)聯(lián)合超聲篩查，而非NIPS[10]。

從國內(nèi)全局來看，傳統(tǒng)的血清學(xué)篩查技術(shù)仍是覆蓋率最大的唐氏綜合征篩查網(wǎng)絡(luò)，而且NIPT的服務(wù)價格在國內(nèi)不同地區(qū)高低不一，如直接將NIPT定位為一線篩查技術(shù)可能還會遇到覆蓋率低等問題。但隨著NIPT價格下降，技術(shù)接受度升高，就會導(dǎo)致覆蓋度提高，衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)學(xué)效益也會逐步升高。在經(jīng)濟(jì)水平較高的地區(qū)，NIPT的已經(jīng)是事實上的一線篩查技術(shù)。國內(nèi)多個團(tuán)隊[11,12]在進(jìn)行衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)學(xué)分析時，主要通過比較血清學(xué)策略與NIPT策略對DS單一疾病的檢出效率，得出的NIPT作為傳統(tǒng)血清學(xué)篩查技術(shù)的補(bǔ)充的應(yīng)用模式是最具性價比的篩查策略的結(jié)論。但我們認(rèn)為：因為這些研究均未能對NIPT在其他染色體疾病上的產(chǎn)出效益計入收益，會降低NIPT技術(shù)的評估價值。另外，這些成本效益分析均未考慮不同地區(qū)、不同人群間，DS等患者的養(yǎng)育成本的差異，而這些差異無疑會改變NIPT技術(shù)篩查染色體病的投入產(chǎn)出比，在臨床應(yīng)用中，NIPT技術(shù)的接受程度具有極大的人群差異性也就是明證，所以NIPT的應(yīng)用模式選擇的結(jié)論仍然有待商榷。

國家衛(wèi)生局健康委員會45號文件并沒有禁止NIPT作為一線篩查技術(shù)使用，而是對慎用和禁用人群做了明確界定。文件所規(guī)定的慎用人群主要是孕婦存在有下列情形的孕婦進(jìn)行檢測時，檢測準(zhǔn)確性有一定程度下降，檢出效果尚不明確；或按有關(guān)規(guī)定應(yīng)建議其進(jìn)行產(chǎn)前診斷的情形。包括：①早、中孕期產(chǎn)前篩查高風(fēng)險；②預(yù)產(chǎn)期年齡≥35歲；③過度肥胖(體重指數(shù)>40)；④通過體外受精--胚胎移植方式受孕；⑤有染色體異常胎兒分娩史，但除外夫婦染色體異常的情形；⑥雙胎及多胎妊娠；⑦醫(yī)師認(rèn)為可能影響結(jié)果準(zhǔn)確性的其他情形。同時文件還規(guī)定NIPT檢測不適用的人群，主要基于有下列情形的孕婦進(jìn)行檢測時，可能嚴(yán)重影響結(jié)果準(zhǔn)確性。包括：①孕周<12周；②夫婦一方有明確染色體異常；③1年內(nèi)接受過異體輸血、移植手術(shù)、異體細(xì)胞治療等；④胎兒超聲檢查提示有結(jié)構(gòu)異常須進(jìn)行產(chǎn)前診斷；⑤有基因遺傳病家族史或提示胎兒罹患基因病高風(fēng)險；⑥孕期合并惡性腫瘤；⑦醫(yī)師認(rèn)為有明顯影響結(jié)果準(zhǔn)確性的其他情形。除外上述不適用情形的，孕婦或其家屬在充分知情同意情況下，可選擇孕婦外周血胎兒游離DNA產(chǎn)前檢測，因為對于愿意選擇NIPT篩查技術(shù)的孕婦，染色體病預(yù)防的效果是目前最佳的，傳統(tǒng)的篩查體系可能存在少數(shù)染色體病的漏檢的病例，就會轉(zhuǎn)為增加的醫(yī)療風(fēng)險。

NIPT是否作為一線篩查技術(shù)應(yīng)用于所有的孕婦，是涉及技術(shù)本身、篩查技術(shù)的覆蓋度、服務(wù)價格、孕婦接受程度等方面的綜合問題。臨床應(yīng)用時，在知情同意的基礎(chǔ)上，遺傳咨詢醫(yī)師應(yīng)當(dāng)尊重孕婦和家屬對染色體病篩查和診斷技術(shù)的選擇，可以提供NIPT作為臨床一線的篩查技術(shù)。

4 NIPT與NIPT+廣泛應(yīng)用可能給遺傳咨詢和產(chǎn)前診斷帶來的新問題

NIPT技術(shù)拓展了除唐氏綜合征之外的染色體病的篩查能力，是對傳統(tǒng)血清學(xué)篩查的革命性挑戰(zhàn)，這也成為NIPT技術(shù)受到孕婦的青睞重要原因之一。但目前仍然有較多的NIPT檢測服務(wù)單位，對于檢測中除了21、18、13數(shù)目異常之外的額外發(fā)現(xiàn)，僅做口頭告知、短信告知，而不直接通過紙質(zhì)報告單說明，甚至導(dǎo)致孕婦錯過產(chǎn)前診斷。這其實是沒有執(zhí)行45號文件的精神，文件中明確規(guī)定：“對于目標(biāo)疾病以外的其他異常高風(fēng)險結(jié)果，產(chǎn)前診斷機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)告知孕婦本人或其家屬進(jìn)行進(jìn)一步咨詢和診斷?！?/p>

NIPS作為篩查技術(shù)的后續(xù)配套，在推廣到一線篩查后，產(chǎn)前診斷診斷率要提高，診斷模式也要升級，遺傳咨詢能力需要不斷更新。

首先，NIPT陽性的產(chǎn)前診斷率要保證。NIPT是篩查技術(shù)，陽性結(jié)果必須通過產(chǎn)前診斷的確診，不能根據(jù)NIPT的結(jié)果直接進(jìn)行臨床終止妊娠的操作。NIPT陽性患者的產(chǎn)前診斷率很重要，所以45號文件要求接受NIPT檢測后，咨詢率應(yīng)達(dá)到100%，產(chǎn)前診斷率應(yīng)達(dá)到95%以上。

其次，NIPT特別是NITP-plus大量應(yīng)用臨床，后續(xù)產(chǎn)前診斷的技術(shù)要提高。NIPS事實上篩查的目標(biāo)疾病的范圍要廣泛許多，已經(jīng)超過13、18、21-三體綜合征等幾種疾病。傳統(tǒng)的血清學(xué)篩查+核型分析的染色體病篩查和診斷體系，對染色體微缺失微重復(fù)綜合征的產(chǎn)前診斷是一種“意外”發(fā)現(xiàn)。但是，在NIPT一線篩查的環(huán)境下，迫切需要產(chǎn)前診斷技術(shù)的升級，以克服傳統(tǒng)的細(xì)胞遺傳學(xué)技術(shù)分辨率僅為10Mb，無法驗證NIPS篩查出的染色體微缺失微重復(fù)的弱點。所以，臨床上可以采用“核型分析+染色體拷貝數(shù)測序(CNV-Seq)”或者“核型分析+基因芯片”的產(chǎn)前診斷模式完成NIPT結(jié)果的后續(xù)產(chǎn)前診斷，其中傳統(tǒng)的染色體檢測技術(shù)可以檢出染色體平衡易位、倒位和大片段的染色體缺失和重復(fù)，而基因芯片或CNV-Seq則用于診斷微小片段的缺失和重復(fù)，同時兩項技術(shù)的結(jié)果可以互相對照和驗證，提高了染色體病的診斷準(zhǔn)確性。

NIPT的遺傳咨詢需要加強(qiáng)。在國內(nèi)，由于推動該項技術(shù)臨床應(yīng)用的主要力量在于商業(yè)公司或者第三方檢測機(jī)構(gòu)，所以在前期向大眾宣傳該檢測項目時，為了吸引更多孕婦選擇NIPT進(jìn)行篩查，強(qiáng)調(diào)了NIPT技術(shù)對DS篩查 “99.99 %”的高檢出率，導(dǎo)致孕婦甚至部分遺傳咨詢醫(yī)師混淆了NIPT技術(shù)的檢出率和陽性預(yù)測值的概念。造成了部分孕婦在獲得NIPT檢出的DS等高風(fēng)險后，錯誤地拒絕介入性產(chǎn)前診斷而直接選擇終止妊娠。目前這種現(xiàn)象仍然廣泛存在，需要不斷加強(qiáng)培訓(xùn)，提高NIPT技術(shù)臨床應(yīng)用的后續(xù)咨詢處置水平。

5 小結(jié)

傳統(tǒng)的血清學(xué)產(chǎn)前篩查仍然是目前人群覆蓋度最高的唐氏綜合征防控手段，但近十年來高通量測序技術(shù)的發(fā)展促成了NIPT技術(shù)廣泛而迅速的臨床推廣，為染色體病和部分微缺失微重復(fù)綜合征的精準(zhǔn)預(yù)防提供了可能，成為醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)最重要的臨床應(yīng)用技術(shù)之一。隨著技術(shù)升級和價格下降，NIPT作為一線產(chǎn)前篩查服務(wù)應(yīng)當(dāng)會逐漸成為大眾自主選擇的服務(wù)。