2023版CMA指南发布,聊聊STR在产前诊断的应用
2023年8月23日,由全国产前诊断专家组牵头,北京协和医院等数家产前诊断机构共同制定的《染色体微阵列分析技术在产前诊断中的应用指南(2023)》在《中华妇产科杂志》正式发布。该指南完整体现了当前中国专家团队对于CMA技术产前诊断应用的经验集成、专业思考和指导意见,将推动全国胎儿染色体及基因组疾病产前诊断工作的规范性和先进性得到进一步的提升。
2023版产前CMA临床应用指南针对CMA技术在产前诊断临床应用的重要方面,从临床应用指征、检测的质量控制、数据的分析解读、诊断报告撰写、检测前后遗传咨询等工作的规范开展进行了详细的阐述和介绍。其中,在质量控制方面,指南提出完善的质控体系是CMA准确诊断的核心,强调了确定标本胎源性的重要性,所有绒毛或者怀疑有母血污染的脐血及羊水标本检测前需要对胎儿样本进行STR分析以排除母源污染(MCC)。此前,《低深度全基因组测序技术应用于产前诊断中的专家共识》也明确提出建议,可使用STR检测对产前样本进行MCC判断。
随着分子时代的到来,STR检测的优势愈发突出,该技术准确、便捷、快速、低价,适宜在各级医院及实验室进行推广,具有广阔的应用前景。尤其在产前诊断方面,STR检测除了可用于MCC排查而外,还可用于单亲二体疾病辅助诊断、非整倍性染色体疾病快速诊断等,其临床价值受到临床医生越来越多的肯定。今天,我们就来聊聊STR检测在产前诊断的那些事儿。
短串联重复序列(short tandem repeat,STR)是人类基因组DNA中广泛存在的一类具有高度多态性和遗传稳定性的遗传标序列,核心序列为2~6个碱基,按孟德尔规律呈共显性遗传。由于核心序列及其重复次数不同,STR在不同种族、不同人群、不同个体之间的分布具有很大的差异性,构成了STR的遗传多态性。因此选取几个STR位点可作为一有效个体识别标志,具有极强的特异性。
定量荧光PCR(quantitative fluorescence PCR,QF-PCR)基于PCR扩增和毛细管电泳分离技术,能够定性、定量分析STR的多态性,是检测STR位点常用的技术手段之一。与其他分子诊断技术相比,QF-PCR技术可半自动化和批量检测,24~48 h内能得到结果,在高通量检测、价格低廉、可质量控制等方面具有突出优势,有望解决产前诊断技术资源的“缺口”问题。
一、母源细胞污染排查
目前,常见的介入性产前诊断技术包括羊膜腔穿刺、绒毛穿刺、经皮脐血穿刺等。由于这些穿刺过程不可避免的经过母体,存在母源细胞污染(maternal cell contamination,MCC)的风险,再加上后续染色体检查和基因诊断存在基因扩增,这使得微量的母体组织污染都可能严重干扰诊断结果,造成严重的临床后果。因此母源污染检测是分子实验的基础,为了确保后续实验的准确性,在基因检测前,需要对羊水样本进行母源污染的检测,其中最常用的技术就是STR检测。选取具有高杂合度和高多态性的STR位点,应用多重PCR对羊水、脐血等进行母血污染鉴定,具有极强的灵敏度,结果准确可靠。
二、单亲二体疾病辅助诊断
单亲二体(uniparental disomy,UPD)疾病是指由两条同源染色体均遗传自一个亲代引起的疾病。UPD可分为单亲同二体(isodisomy,来自同一亲体的同一染色体)和单亲异二体(heterodisomy,分别来自同一亲体的两条同源染色体),可以是染色体上的某一片段,也可以是一整条染色体。对于UPD的诊断,最为经典的技术为STR检测,在目标染色体/区域内选择多个多态性高的STR位点,根据这些位点的杂合度情况,判断目标染色体/区域是否纯合,进而反映是否发生了UPD。2023版CMA指南对单亲二体(UPD)的检测也提供了参考意见,可通过短串联重复序列(STR)分析验证UPD及其亲源性,并区分同源及异源UPD。此外,作为产前诊断的另一重要检测技术CNV-seq,由于其无法对单亲二体、三倍体等进行检测,STR技术也可以作为有效的补充。
三、非整倍性染色体疾病快速诊断
非整倍体检测是对于特定染色体数目异常的快速检测,其中21、18、13、X、Y染色体数目异常较为常见。QF-PCR技术通过定性、定量分析STR的多态性,能诊断出99.2%~100.0%目标染色体(21、18、13、X和Y 5种染色体)的非整倍体异常,包括21三体、18三体、13三体、XXY、XYY、XXX和X单体全部7种常见非整倍体综合征,同时还可以提示三倍体,所以提前检测有助于早诊断、早处理。基于QF-PCR技术的非整倍体快速诊断可以拿来跟核型做复核,形成双重肯定的效果;由于QF-PCR技术具备母源污染鉴定的属性,非整倍体快速诊断常常也兼顾母源污染排查的功能。
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