华大基因无创漏检酿悲剧——NIPT靠谱吗?
漏检事件导致了华大基因的暴跌,从100元跌倒了76.5元,汪科学家的财富也缩水了不少。
那么,nipt检测到底靠谱吗?作为一个参与过遗传咨询培训的医生,为了回答朋友的疑问,来做一个搬运工。
我想给大家先搬运以下几个方面的信息,有进一步的需求,再进行更新。
NIPT是什么?
NIPT是干什么的?
NIPT为什么会出现假阴性(就是事件中的漏检情况)?
除了NIPT之外,还有其他方法吗?
NIPT靠谱吗?
因为文章内容涉及到一些较为专业的名词和概念,没有相关背景的人看起来会有些晦涩。所以,在这里先给出简单的结论。
一、NIPT是一个筛查手段,是医生的工具之一
妈妈的血液中存在胎儿的基因片段;
如果胎儿的13、18、21号染色体是三条(三体综合征),就会比正常只有2条的胎儿多释放一些到妈妈的血里面;
因此抽妈妈的血对特定的基因进行浓度检测,可以筛查出有三体综合征的胎儿。
二、NIPT是有局限性的
各种原因导致妈妈血里面属于胎儿的基因浓度过低(4%)就会导致检测结果不准确;
从原理上来说,对一些非三体综合征的基因异常胎儿(比如新闻中的基因缺失),因为浓度不会发生大的变化,所以,目前不能筛查出来,还需要选择其他的手段。
声明:本文的大部分内容和截图来源于授课老师邬玲仟教授和NIPT奠基人卢煜明教授的讲课幻灯,如有侵权,随时删除。
以下为正文。
首先,回答一下什么是NIPT。
NIPT是Non-invasive Prenatal Testing的缩写,直接翻译成中文就是无创产前检查。那产检里面的血压、身高、体重、胎心、胎儿B超也都是无创的啊,是不是说的这些检查呢?要回答这个问题,还需要给出另外一个显得很专业的翻译名词——无创胎儿染色体非整倍体检测。所以,不是其他的无创检查,单指染色体检查,也可以说是基因检查。这里又出现了几个名词,暂时先不解释了。
一句话解释就是:不损伤胎儿的情况下进行胎儿的基因检查。
这里还需要说另外一个缩写:Non-Invasive Prenatal Diagnosis (NIPD),翻译成中文应该是无创产前诊断。
说一下重点:NIPT是一种检查方法,而非诊断。就和医院常规做的血压、血糖、血常规、CT、核磁、B超、心电图等检查一样,不是诊断。
第二:NIPT是干什么的?
放一张以前自己做的幻灯片的截图
右侧是从DNA缠绕成染色体的示意图,左上是精子的电镜图,左下是卵子的电镜图(两者之间的大小比例不是两张图的比例,精子要小的多的多)。精子和卵子分别携带了来源于父亲和母亲的23条染色体,结合成为受精卵后就指导了胎儿的生长发育。
胎儿在妈妈的子宫中发育,其营养是以依赖和妈妈链接的脐带来获得的,脐带中流淌的是妈妈的血液,那么,妈妈的血液流淌过胎儿之后,会不会带走胎儿的什么东西呢?
卢煜明教授在1997年和1998年的工作中发现母体血液中存在着胎儿的游离DNA!——这点很重要,所以卢教授被称为NIPT的奠基人。
Cell-free DNA (or cfDNA) 是血浆中提取出来的DNA,是一种游离的DNA,可以理解成没有被包裹的DNA,是细胞凋亡后进入血液中裂解释放出来的DNA,并且没有及时本巨噬细胞所清理留下的产物。 cffDNA是Cell-free fetal DNA的缩写,指的是胎儿的游离DNA。
胎儿生长过程中,细胞寿命到了(凋亡的意思),就会裂解释放出DNA,而这些DNA就会进入到血液中,通过脐带出现在妈妈的外周血中。(就是护士抽的静脉血)
基于这个事实,才能通过获取妈妈的血液对胎儿的基因进行分析。
随着基因检查技术的进步,在科学家们的努力之下,到了2010年,实现了对21号染色体三体综合征(即唐氏综合征)无创DNA产前检测的临床应用,后来又应用到对T18三体综合征、T13三体综合征染色体疾病的产前检测。
这里解释一下,什么是三体综合征。
这是一个女孩的23对染色体的核型分析图,除了圈出来的21号染色体是三条之外,其他都是两条。这就是21三体综合征,也就是唐氏综合征。至于为什么会出现三条,这里就先不解释了。如果是18号或者13号染色体出现三条就分别称为T18三体综合征、T13三体综合征。
注:从技术手段上来说,这张图只能通过完整的细胞才能获得,而妈妈外周血中的胎儿基因片段,是没法获得这样的图片的。
那么NIPT是如何来发现胎儿的三体综合征风险的呢?
大部分科普文章都没有解释过这个过程。这里搬运一张卢教授的幻灯。以唐氏综合征为例,分子是21号染色体的DNA片段,分母是总的DNA。
划重点:
因为唐氏综合征有3条21号染色体,所以它的数值就会高于只有2条21号染色体的正常胎儿。
这点可以理解吧。
所以,NIPT的关键有亮点:1. 在外周血中要有一定量的cffDNA;2.基因检测要准确。
第三,为什么NIPT会出现假阴性。
当一个检查方法被发现之后,最难的一点就是确定数值的意义。
以更常见的血压为例,为什么141/91mmHg就是异常,139/89mmHg就不算异常了呢?为什么一次血压异常,医生往往都不给高血压的诊断,而要在特定情况下再次复查血压呢?
因为,这个诊断标准是为全人类准备的,是基于医学、经济、社会等多个影响因素综合考虑后制定的。而每个人作为个体,其情况千差万别,会有一些极端罕见的事情发生,在这些人身上,这个诊断标准可能就失灵了。
这里搬运卢教授的另一张幻灯片来说明NIPT的解读——概率。
任何一种检查都不敢说可以百分之百的准确。
假阴性的原因无外乎分子异乎寻常的变小了,或者分母异乎寻常的变大了,最终导致比值在正常范围之内。
比如
1). 孕周<12周的孕妇:其中约5%的可能,cffDNA低于NIPT检测的最低极限水平4%,也就存在假阴性风险。
2). 体重过重的孕妇(体重>100千克),血浆中的cffDNA更容易被稀释,一旦cffDNA含量低于NIPT检测的最低极限水平4%,就存在假阴性的风险。这举个例子,12周的胎儿一般体重就不到20g,产生cffDNA的量应该也差不太多,如果妈妈体重50公斤的时候,cffDNA的水平是4%,那么妈妈体重是100公斤的时候,可能就不到2%了。
3). 异卵双胎妊娠的孕妇:如果一胎为正常胎儿,一胎为染色体非整倍体高风险胎儿时,虽然总体血浆cffDNA含量上升,但单个胎儿的cffDNA含量却是相对降低的,大约10-15%的双胎cffDNA含量低于4%,存在假阴性风险。当发生双胎一胎早期流产时(Vanishing Twin),残留的cffDNA会干扰检测,结果将不准确。
这里,回应一下华大基因的事件。由http://www.sohu.com/a/241288457_464409 搬运
依据新闻中提及的重点信息之一——“13号染色体长臂缺失综合症”,说明这个胎儿不是一个三体综合征,而是基因缺失。
由NIPT的原理可知,胎儿的13号染色体少了一段,分子一定就变小了,所以,结果一定是阴性的。
所以,准确的说不是漏检,而应该说,排除了这个孕妇患有三体综合征的可能性,但是没有发现胎儿的其他基因问题。
第四、除了NIPT还有其他产前检查方法吗?
有,当然有。在没有NIPT之前,孕妇也都是要做产检的不是吗?
1. 唐氏筛查:唐氏综合征产前筛选检查的简称。目的是通过化验孕妇的血液,检测母体血清中甲型胎儿蛋白、绒毛促性腺激素和游离雌三醇的浓度,并结合孕妇的年龄、体重、孕周等方面来判断胎儿患先天愚型、神经管缺陷的危险系数。
如果高度怀疑唐氏儿,那么就要进行下面这个检查了。
2. 羊水穿刺检查:就是穿刺获取羊水,提取其中的细胞,培养成活后,进行胎儿染色体核型分析、染色体遗传病诊断和性别判定,也可用羊水细胞DNA做出基因病诊断、代谢病诊断。测定羊水中甲胎蛋白,还可诊断胎儿开放性神经管畸形等。妊娠晚期,还可测定血型、胆红素、卵磷脂、鞘磷脂、胎盘泌乳素等,了解有无母儿血型不合、溶血、胎儿肺成熟度、皮肤成熟度、胎盘功能等。
当然,穿刺对胎儿是有风险的,所以,除非是医生认为十分有必要,才会采用这个检查方法。
五、NIPT靠谱吗?
这里搬运邬玲仟教授的一张幻灯片
可以看出,NIPT相对于传统的血清学筛查,强的不是一点两点。但是,这里要强调一点,NIPT取代的是传统的血清学筛查,也就是以前常说的唐筛,而非取代羊水穿刺检查。
NIPT是医生可以选择的一种武器,而非依赖于这种武器。作为一个合理的过程,邬教授的幻灯片就指出,首先是要评估胎儿患遗传病的风险。
其次,才是进行检查方法的选择。
并且,检查完成后,还需要医生进行结果分析,对家属进行遗传咨询,而非简单的告知低风险。
总结:
NIPT比唐筛准确很多,如果不考虑费用情况,完全可以替代之;
NIPT不是NIPD,它只是一种检查方法而不是诊断,诊断要由医生结合产妇情况进行全面分析后得出;
NIPT有一定的局限性,比如双胎、超重孕妇、孕早期等,什么时候应用还需要医生来根据实际各人的情况判断。