由香港中文大学的Dennis Lo领导的研究人员已经表明，母亲血浆中胎儿DNA和母体DNA之间的大小差异可以用于非侵入性产前检测，为可能提高整体特异性的商业检测提供了一种替代方法。
该方法依赖于配对端测序或毛细管电泳来测量DNA片段的大小网上发布在美国国家科学院院刊“上个月”在产前检测领域之外也有潜在的应用，例如在癌症诊断和移植监测方面。
虽然目前由Sequenom、Ariosa、Natera、Illumina的Verinata等公司提供的非侵入性产前非整倍体检测准确率超过99%，但根据Lo的说法，它们仍然被许多人认为是非常好的筛查测试，而不是诊断测试，部分原因是它们依赖于可能产生假阳性结果的统计方法。
他说:“你需要第二种工具来进一步提高特异性，而这种基于大小的方法可能是第二种工具。”他补充说，另一种可能是利用胎儿和母体DNA甲基化的差异，这是一种策略他的团队发表了用于癌症治疗。
这种新的基于尺寸的方法受到美国专利号的保护。， 8,620,593，“基于尺寸的基因组分析”，以及美国专利申请20130237431，“基于尺寸的母体血浆中胎儿DNA片段分析”，均分配给香港中文大学。
Sequenom已经获得了该IP的授权，该公司的一名代表告诉记者临床测序新闻该公司将评估这种方法的效用，并可能将其整合到未来的产品中。
Sequenom目前提供了MaterniT21 Plus测试，该测试使用母亲血浆DNA测序来确定每条染色体的相对数量，以检测胎儿染色体异常。这是基于罗和他的同事开发的另一种方法。
Lo说，至少十年来，人们已经知道血浆中胎儿和母体衍生的DNA具有不同的大小分布，并已被研究人员用于富集胎儿DNACSN．
最近，下一代测序技术使研究人员能够更精确地测量这些差异。总的来说，胎儿DNA往往有更多小于150个碱基对的片段，而166个碱基对左右的片段较少。
Lo的团队现在已经利用大小差异来检测胎儿染色体非整倍体，并测量母体血浆中胎儿DNA的比例——充足的胎儿DNA是商业无创产前检测成功的重要因素。
在他们的研究中，研究人员通过Illumina基因组分析仪或HiSeq上的配对端测序分析了两组母体血浆样本。一组先前研究的样本包括60例整倍体胎儿，36例21三体，27例18三体，21例13三体。另一组为整倍体胎儿16例，单倍体X 10例。
然后，他们观察了每条染色体上测序片段的大小分布。他们的假设是，对于患有21三体症的胎儿，例如，有三条而不是两条21号染色体，他们会发现来自21号染色体的DNA片段比来自其他染色体的DNA片段更多。同样，对于单染色体X的胎儿，只有一条而不是两条X染色体，他们会发现X染色体上的小片段比其他染色体上的少。
事实上，他们能够正确识别所有21三体、18三体和X单体病例，以及21个13三体病例中的20个。
此外，研究人员能够在不使用测序的情况下获得母体血浆中的胎儿DNA片段。为此，他们在安捷伦生物分析仪上运行了测序库的样本，该分析仪使用基于芯片的毛细管电泳按大小分离DNA。根据他们观察到的大小峰值，他们计算了样本中胎儿DNA的比例，这与他们之前根据男性胎儿Y染色体DNA的存在计算出的胎儿DNA分数相对应。
Sequenom目前使用基于甲基化的检测方法，Ariosa使用SNP检测方法来确定胎儿DNA片段，这影响了NIPT检测的准确性。Lo说，使用毛细管电泳来代替，它已经被大多数实验室用于在运行测序文库之前检查它们的质量，将更便宜和更容易。
片段大小的差异也可以用于产前检测以外的领域。例如，有一些证据表明，血浆中肿瘤DNA的大小与非癌症DNA的大小不同。在移植患者中，来自供体和受体的DNA似乎有不同的大小。Lo说，血液中短DNA片段的增加可能表明心脏病发作，假设心脏细胞释放的DNA比其他来源的DNA尺寸更小。
约翰·霍普金斯大学路德维希癌症遗传与治疗中心转化医学主任路易斯·迪亚兹(Luis Diaz)没有参与这项研究，他说，这项研究的结果“非常有趣”。他说，虽然人们很早就知道不同来源的血浆DNA之间的大小差异，但由于新一代测序技术，“我们现在有了更好的放大镜”。
然而，他提醒说，仅仅基于规模的结果可能缺乏特异性。“当你处理定性读数时，比如大小，它不是数字的，”他说。“虽然我认为这是一个很有前途的研究方向，但我担心的一个问题是，这种规模将提供的特异性。”