DNA測序已經(jīng)以一種戲劇性的全新方式進入了醫(yī)療界：在早早孕時期檢測染色體缺陷。25年來，我們知道，胎兒的DNA痕跡可以通過懷孕母親的血液來進行檢測，然而這些痕跡非常之小，而且到目前為止，我們尚沒有技術(shù)來檢測到DNA正常的多余染色體。
 

    上周，在《新英格蘭醫(yī)學雜志》（The New England Journal of Medicine）上發(fā)表的一篇研究文章中，戴安娜??碧昂琪（Diana Bianchi）和她的同事們向我們展示了，DNA測序如何能以驚人的準確率幫助檢測到多余的染色體。這篇報告開啟了胎兒DNA檢測的新時代。

    首先讓我們來了解一些背景知識：人體的第21對染色體多出一條變成三條就會引起唐氏綜合征（Down syndrome），這種遺傳學疾病導致智力缺陷和生長遲緩。唐氏綜合征也被稱為“21-三體綜合征”，“三體”即染色體變成三條而不是正常的兩條。更為少見的愛德華茲綜合征（Edwards syndrome）則由人體第18對染色體的三體變異導致，故而又稱“18-三體綜合征”，其后果要嚴重得多，大部分妊娠會中途發(fā)生終止。而其他染色體的三體變異也通常會導致早產(chǎn)或流產(chǎn)。出于多種原因，準爸媽們都想要知道胎兒是否攜帶這種不正常的變異因素。

    上述新檢測法的精確率令人印象深刻。在1,914名健康的年輕懷孕婦女中，僅有8人的胎兒染色體出現(xiàn)多余，而這一測試方法將全部8例都檢測了出來。最令人印象深刻的是其較低的假陽性率：總體而言，這一新DNA檢測法僅報告9例假陽性（21-三體變異或18-三體變異），而傳統(tǒng)的篩查測試盡管也發(fā)現(xiàn)了全部的8例真陽性案例，其假陽性結(jié)果卻高達80例，幾乎是DNA測序法的9倍之多。

    為何這一方法如此重要？在大部分情況下，得到陽性結(jié)果的女性會選擇羊膜穿刺術(shù)，這是一種侵入性檢查，醫(yī)生會用一根長針直接穿入子宮，采集一些羊水樣本。一般情況下，羊膜穿刺術(shù)能對唐氏綜合征做出一個確定的鑒定。采用傳統(tǒng)方法的假陽性率非常之高，羊膜穿刺術(shù)可推翻95%以上的假陽性結(jié)論，而新的DNA測序法的這一比例則僅為55%。或者用碧昂琪等人的話來說：

    “如果所有得到陽性結(jié)果的女性選擇進行入侵性檢查，那么診斷性入侵性檢查的數(shù)量將減少89%。”

    懷孕婦女及其伴侶剪影。

    入侵性檢查的數(shù)量減少89%，這可是一個巨大的幅度，不僅僅意味著成本的降低，也意味著父母壓力和胎兒風險的減少（羊膜穿刺術(shù)可能會引起流產(chǎn)）。

    DNA測序法每一年都在變得速度更快、費用更便宜，所以，現(xiàn)在看到這種方法僅被用于檢測三染色體細胞，不免令我們有些吃驚。

    檢測多余染色體的困難之處在于，DNA基因序列本身是正常的。如果你對基因進行測序，你不會發(fā)現(xiàn)任何顯示胎兒擁有多余染色體的變異。而這就是下一代基因測序技術(shù)驚人效率起作用的地方。

    現(xiàn)代測序儀器能在短短幾小時時間內(nèi)對數(shù)百萬DNA小碎片進行采樣。我們可以使用計算機分析法來確定哪些碎片來自于胎兒，以及哪些碎片來自于每條染色體。

    如果任何染色體出現(xiàn)了三條，那么該條染色體DNA增加的幾率上升了50%。基因測序的力量來自于其以大量數(shù)據(jù)為依托：因為我們可以對每條染色體的許多碎片進行測序，那么50%的上升幾率就會較為容易地被檢測到。

    碧昂琪所采用的檢測三體變異的方法是2011年艾米 賽奈特（Amy Aehnert）及其同事的研究成果，其中一些人也是上述新研究報告的參與者（注：他們使用的是一種名為Bowtie的軟件項目來進行分析，該軟件由我的學生本??蘭米德[Ben Langmead]開發(fā)）。這一方法將隨著時間的推移而變得更好：進一步降低假陽性率。

    美國婦產(chǎn)科醫(yī)師協(xié)會（American College of Obstetricians and Gynecologists）早已建議有胎兒染色體異常（多余染色體）風險的孕婦采用DNA檢測。確切來說，他們建議高風險孕婦在獲得遺傳學咨詢之后，擁有做胎兒DNA檢測的選擇權(quán)。上述研究是在低風險孕婦人群中進行的，其表明，產(chǎn)前DNA測試的益處應(yīng)該讓所有女性都有權(quán)利享受到。