纽约(基因组网)-随着无创产前检测的迅速发展，一些公司已经扩大了他们的产品范围，除了21、18和13三体，还包括亚染色体缺失和重复。
然而，迄今为止，只有几个小型研究评估了这种方法的敏感性和特异性。本周，来自中国广东妇幼医院、中国测序公司CapitalBio Genomics和加州大学圣地亚哥分校的研究人员在《柳叶刀》杂志上发表了一项研究美国国家科学院院刊这表明，尽管NIPT可以检测到较小的缺失和重复，但与传统的非整倍体检测相比，该技术可能需要更高的胎儿DNA百分比或更高的覆盖深度，并且具有较高的假阳性率。
研究人员对1476名超声检测到胎儿异常的孕妇进行了全基因组霰弹枪测序，这些孕妇也通过阵列比较基因组杂交进行了侵入性检测。这项非侵入性测试最初检测出了aCGH检测到的78种异常中的56种，约占72%。当研究小组增加测序深度，只检测大于1兆酶的异常时，他们的检出率提高到69 / 73。
该研究的资深作者、加州大学圣地亚哥分校医学院眼科遗传学主任张康(Kang Zhang)说，尽管假阳性率“惊人地高”——该研究在55个样本中产生了58个假阳性——但研究团队“当然对结果和潜力感到非常兴奋”。
他补充说，这项研究是首批“试图扩大NIPT以检测亚染色体改变的大规模研究之一”。他说，广东省妇女儿童医院正在继续进行该测试的临床试验，并指出医院可能会在明年年初开始将其作为临床测试。
中国公司CapitalBio Genomics(之前被称为iGenomics)使用赛默飞世尔科学公司的Ion - Proton进行了这项研究的测序。2013年，iGenomics投资于17质子系统用于研究非整倍体筛选。
在他们的研究中，研究人员首先想要建立一个诊断缺失和重复的DNA阈值。研究小组从19名被aCGH诊断为缺失或复制的新生儿中分离出DNA，并与正常DNA混合。三个样本有两个改变，而其他样本各有一个。
然后，他们对每种含有5%、10%、15%、20%和30%异常DNA的混合物进行了不同覆盖深度的测序。增加异常DNA的比例，以及增加测序深度，可以改善检测。在5%的异常DNA和350万个测序reads中，检测到的最小变化为20 mb。将测序深度增加到1500万个reads使研究人员能够检测到3 mb的变化。
香港中文大学的Dennis Lo团队先前的研究表明大小差异可以用来从血浆中的母体DNA中勾画出无细胞的胎儿DNA，研究人员在一组样本上验证了这种方法，这样他们就可以从母体血浆中估计胎儿部分。
接下来，他们在1476名接受了侵入性检测的孕妇队列中测试了基于测序的检测胎儿缺失和重复的方法。通过aCGH评估胎儿DNA，通过NGS方法评估母体血浆，研究小组还估计了母体血浆样本中的胎儿DNA分数。
大约88.5%的样本估计胎儿DNA分数大于10%，并且胎儿DNA分数随着胎龄的增加而增加。
阵列CGH在57个样本中鉴定出78个亚染色体缺失和重复，范围从52千碱基到84 mb，其中许多对应于已知的缺失或重复综合征。当每个样本产生350万个读取时，NIPT方法识别了78个异常中的56个，检测精度的范围很大，这取决于变化的大小。
该方法仅检测出34个大小小于5mb的更改中的14个(41%)，没有小于1mb的更改。相比之下，它检测出所有35个大于10mb的更改和45个大小在5到35mb的更改中的42个(93%)。当测序深度增加到1000万个读取时，该方法可以检测出73个中69个(约95%)大于1 mb的改变。
研究人员指出，除了变化本身的大小，其他因素也在检测它们的能力中发挥了作用。例如，NIPT未能识别突变的四个样本具有低胎儿DNA分数。此外，当改变发生在基因组的重复区域时，它们更难被检测到。
该检测还在55个样本中产生了58个假阳性结果。然而，对母亲DNA的进一步检查发现，有35个假阳性基因实际上是由母亲携带的。研究人员写道，这一发现“对NIPT检测亚染色体异常的临床应用具有重大意义，因为使用这种检测方法的阳性检测可能需要后续检测，以排除母体DNA中的缺失和重复，然后才能诊断胎儿”。
对于剩下的20个假阳性，当研究人员对样本重新测序时，他们没有发现这些事件，这表明“假阳性似乎是我们测序技术和统计模型的随机结果，”作者写道。
张说，研究人员目前正在研究提高测试成绩的策略。他说，改善假阳性检测的一种方法是对母体白细胞进行取样，这样“就排除了你检测到的任何异常不是来自胎儿的可能性。”
此外，张说，该团队正在研究在血浆样本中富集胎儿DNA的方法。这将使妇女能够在怀孕早期，即胎儿DNA分数较低的时候接受检测。在这项研究中，平均胎龄为24周，但理想的NIPT在妊娠10周左右进行。
“最终的目标，”他说，不仅是诊断亚染色体的改变，而且是“检测胎儿DNA中的单碱基对变化”。