英国NIPT/NIPD的研究与应用进展(上)

11-28-2016

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一、什么是NIPT与NIPD?

NIPT(non-invasive prenatal testing,无创产前检测)与NIPD(non-invasive prenatal diagnosis,无创产前诊断),都是采用cffDNA的产前检测。早期的检测手段包括PCR相关技术、飞行时间质谱技术等。随着测序技术发展,高通量测序逐渐成为主流检测技术。

对于唐氏综合征等染色体非整倍体,cffDNA检测现阶段的临床定位是一项筛查技术,需要介入性检测(绒毛膜穿刺、羊水穿刺)来对异常的结果进行确诊,所以,称为无创产前检测(NIPT),而非诊断(NIPD)。在这一点上,英国与大多数国家的定位是一致的。

在英国,对于某些遗传病,如先天性软骨发育不全以及致死性骨发育不全等,cffDNA检测还作为诊断技术在使用,检测结果也不需要介入性检测来确认,所以是为NIPD。

无论临床定位如何,cffDNA检测是一项快速发展的技术,有必要对技术进展与实践情况进行定期评估,从而更好的为患者、医疗卫生专业人员提供服务与指导。

二、RAPID计划、NIPT/NIPD审批进展

为促进NIPT/NIPD的应用,英国启动了为期五年的RAPID计划,由国家健康研究所(NIHR)资助。RAPID是Reliable Accurate Prenatal non-Invasive Diagnosis这几个英文单词的首字母缩写,意为可靠准确的无创产前诊断。”Rapid”本身也是一个英文单词,含义为:”迅速的;快速的”,也较为符合无创技术的特点。

RAPID计划旨在推进早孕期cffDNA检测,从而提高英国国家医疗服务体系(NHS)产前诊断服务的质量。RAPID计划设有专门的网站,可以为医疗人员提供专业信息、同时也为对NIPD感兴趣的人士提供相关信息和检测指导。

部分RAPID成员曾参与“SAFE欧盟框架6卓越网络”计划(简称SAFE)。该计划已于2009年2月28日结束,其目标是促进NIPD在欧洲的发展。RAPID在SAFE工作基础上开展,将继续与欧洲合作,以促进这一新技术的发展,并适时推动与促进NIPD安全、广泛的应用。SAFE拥有大规模标本库,可以提供RAPID开展早期实验工作。同时,SAFE与英国遗传检测联盟在伦理学、检测前遗传咨询与科普方面的工作积累,也为RAPID计划提供了很好的基础。

英国私人医疗机构已开始提供针对染色体非整倍体的NIPT商业服务;同时,国家医疗服务体系(NHS)也正在组织开展NIPT的临床应用评估。一项遗传检测能否纳入NHS服务体系,主要由国家遗传检测网络(UKGTN)来评估,其中该检测能否为患者带来益处是最为重要的考虑因素:一旦通过评审,那么检测费用将由NHS承担。

NIPT/NIPD审批已取得了如下进展:2011年,UKGTN批准了NIPD用于有医学需要的胎儿性别判定;2012年,UKGTD批准了针对软骨发育不全(achondroplasia)与致死性骨发育不全 (thanatophoric dysplasia,也称致死性侏儒)的NIPD;2013年,NIPD诊断阿佩氏综合征、NIPD诊断囊性纤维化以排除父源性基因突变两项检测已提交UKGTN审批。大家最为关注的NIPT筛查染色体非整倍体,还在评估中(详见下文)。

三、NIPT与胎儿染色体非整倍体检测:英国人在做什么?

1.商业服务

英国目前的NIPT商业服务主要由私立医疗机构提供。NIPT检测目标疾病包括唐氏综合征(也称21-三体综合征,缩写为T21)、爱德华氏综合征(18-三体综合征,T18)、帕陶氏综合征(13-三体综合征,T13)与特纳综合征(性染色体非整倍体,女性缺少一条X染色体)这四种常见染色体非整倍体。NIPT服务面向所有孕妇,血样标本寄到美国几家NIPT公司的临床实验室进行检测。检测结果通常在两周内反馈。检测价格在400到900英镑之间。

NIPT尚未纳入NHS,但评估研究已在开展。2014年3月,英国皇家妇产科医师学会发表了指导性文章(内容详见http://blog.sina.cn/dpool/blog/s/blog_bcb043950101fof7.html?vt=4),对NIPT这一临床新技术进行了评估,并为将NIPT纳入NHS提供了备选方案与建议。该文章可以算是欧洲第一个针对NIPT临床应用的指导性文件。

对于染色体非整倍体,NIPT未来有望替代现有的唐筛测试,甚至诊断。但目前还是筛查,而非诊断,NIPT检测结果为高风险的孕妇,需要进行介入性检测来确诊。

2.NIPT的评估性研究

英国国家筛查委员会(UK NSC)要求NIPT纳入NHS前需要进行进一步评估。针对唐氏综合征的NIPT检测评估,由Great Ormond Street Hospital的RAPID团队领导。在8家机构中,接受唐氏综合征筛查风险值>1/1000的所有孕妇,都会提供NIPT。国际上早期大部分NIPT研究都侧重于高风险人群,而英国已经把研究范围扩大至中风险的孕妇人群,不难看出是在为扩大NIPT的适用人群做准备。

这项工作包括:(1)将NIPT纳入唐筛检测流程,评估是否影响筛查与介入性诊断的检测率;(2)评估将NIPT纳入NHS系统的障碍与促进因素;(3)联合英国国家筛查委员会开展NIPT的卫生经济学评估;(4)研究向女性与医疗卫生专业人员开展科普教育的最佳方式;(5)调查NHS区域性遗传实验室提供NIPT检测非整倍体的表现,包括灵敏度与特异性等关键指标。项目实施的阶段进展将定期报告,以促进NIPT适时纳入常规医护系统。

四、NIPT/NIPD还有其他哪些应用?

在英国,基于cffDNA的无创检测,除染色体非整倍体外,还有以下几种应用,包括: (1)Rh血型的判定;(2)针对性连锁遗传疾病的性别判断;(3)排除父系遗传突变或新发突变 (包括常染色体显性疾病与夫妇携带不同致病突变的常染色体隐性疾病);以及(4)某些常染色体隐性疾病或者X连锁疾病的明确诊断。其中,后三项都与单基因病相关。

我们先介绍NIPD用于胎儿Rh血型分析这一应用。在英国,采集母体外周血cffDNA进行Rh血型鉴定这一服务开始于2000年。目前NIPD方法在检测Rh血型方面已经取代了羊水穿刺等介入性的检测技术。

人类Rh血型系统是继ABO系统之后最复杂的血型系统之一,其中Rh血型D抗原因具有高免疫原性而最具临床意义。新生儿溶血性疾病(HDN)是一组由于母婴血型不合导致的胎儿或新生儿免疫性溶血性疾病。由于Rh血型不合所导致的HDN病情较重,预后差。Rh阴性母亲孕育的胎儿如果是Rh阳性,那么胎儿红细胞上的某些物质进入母体血液,会使母体产生抗体。这些抗体进入胎儿循环,会使胎儿的红细胞凝集、破坏,导致胎儿的严重溶血,甚至死亡。

Rh血型由RhD基因所决定。如果父亲的RhD基因为杂合状态,而母亲为RhD基因纯合缺失,那么胎儿50%的可能性也是Rh阴性。英国在过去十余年中,NIPD已经成功用于已致敏的RhD阴性女性,以及有新生儿溶血性疾病发病史、或者妊娠期间具有较高抗D抗原水平的妇女。主要方法为使用NIPD来确定胎儿是否遗传了父亲的RhD基因,从而判断胎儿的Rh血型型别:如果胎儿为RhD阴性,孕妇进行标准产检与护理即可;如果胎儿为RhD阳性,则需要密切关注并及早采取措施,如使用抗-D免疫球蛋白预防胎儿和新生儿溶血性疾病。

通常,针对RhD血型的NIPD检测在第11孕周提供给已致敏或有新生儿溶血性疾病发病史的高危孕妇。这项检测未来有望在早孕期提供给所有RhD阴性的母亲,将对预防新生儿溶血疾病、输血反应、自身免疫性溶血性贫血中有重要的临床意义。

除了RhD基因型,cffDNA检测还可以分析Kell与HPA(人类血小板抗体)、以及编码其他血液抗体的基因状态。在英国的国际血型参比实验室(IBGRL)可以查询到相关信息。

我们将在下一篇中继续介绍英国NIPD在单基因疾病诊断方面的实践情况。

致谢:本文得到了深圳研发团队与欧洲团队的帮助,在此表示衷心感谢!