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染色体非整倍体产前诊断方案的研究

刘柯伶  
【摘要】: 研究背景: 出生缺陷日益成为全球公共卫生关注的焦点。我国每年约新发先天残疾儿童80-120万,占出生人口数的4-6%。据世界卫生组织(WHO)报道,出生缺陷将是导致儿童死亡、患病、伤残及影响生活质量的主要原因。70%的出生缺陷是遗传因素所致,而染色体数目异常是最常见的遗传因素,如唐氏综合征(又名先天愚型)在新生儿中发病率约为1/600-1/1000,为最常见的染色体疾病,其临床特征为先天性智力障碍、特殊面容、精神体格发育迟滞,并伴有其它严重的多发性畸形,迄今医学上没有根治的办法。根据中国优生科学协会的推算,我国每年2000万新生儿中,约有26600个唐氏综合征患儿出生,目前我国大约有60万以上唐氏综合征患者,每年先天愚型的经济负担超过20亿元。 产前筛查和诊断的开展能在孕早期识别胎儿的严重先天缺陷,及时干预,从而减少缺陷儿的出生。美国医学遗传学学院(American College of Medical Genetics, ACMG)在1993年指出传统细胞遗传学方法-核型分析仍是公认的诊断染色体病的金标准,是检测染色体非整倍体的主要方法。但检测周期长、操作繁琐、影响因素多,且最终的培养结果有时不一定能满足核型分析要求从而能导致核型无法判读。鉴于此,研究者发明了一项检测染色体非整倍体的新技术——荧光原位杂交技术(flourescence in situ hybridization FISH),它是分子生物学(探针)与细胞遗传学(染色体)结合。与核型分析相比,FISH技术具有快速、简便、准确可靠及高度的灵敏性和特异性等优点,研究报道FISH能在24小时甚至更短时间检测孕中期80-95%的染色体数目异常,且可靠性可达99.8%以上。随着临床应用的深化,FISH在产前诊断中得的应用在ACMG指南已有所变化。技术方面,由“需要进一步评价的技术”转变为“相对成熟的技术”;临床应用方面由“作为常规染色体分析的一项辅助检验”转变为“在某种程度上是和常规染色体分析作用相同的技术”。目前,FISH技术已成为染色体数目异常和孕中期快速产前诊断最有效的方法之一。 在临床实践中,传统核型分析与FISH技术各有优势,传统核型分析能检测24组染色体的数目及结构异常,但耗时耗力,还有培养失败导致无法获得检测结果的风险。FISH技术能快速检测13、18、21、X及Y五条常见染色体数目异常,对其他染色体则有漏诊的不足,且试剂成本高昂,限制了其在临床的广泛应用。不同国家、地区的卫生医疗水平和遗传性疾病种类有所差异,这些因素对产前诊断方案的制定产生了一定的影响,规范并指导临床产前诊断方案势在必行。 此外,随着FISH技术广泛开展,商业性试剂盒应运而生。以往国内产前诊断中心主要依赖进口探针进行实验研究和临床应用,近年来随着国内产前诊断工作的广泛开展和相关机构的不断增加及规范化,国家日趋重视自主探针的研发和推广。临床实践中对于FISH诊断试剂盒的选择直接影响到诊断结果的判读,因而多层次对比分析国内外FISH诊断试剂盒的优势,对指导临床应用具有积极意义。 目的: 目前,我国产前诊断仍处于起步阶段,无循征医学及应用指南可循。为此,本课题通过总结分析产前诊断临床实施情况,运用统计学分析建立染色体非整倍体的产前诊断方案回归模型。根据模型得到客观的依据,结合孕周及检查项目收费情况,合理应用产前诊断指征,遵循成本-效果原则,制定恰当的产前诊断方案,以明显提高染色体非整倍体的产前诊断效力,为我国现阶段的产前诊断提供本地区实施的经验总结。同时对国内外产前诊断FISH试剂盒进行临床应用效果的对比分析,客观认识国产FISH试剂盒的优势与不足,以便优化国产FISH技术应用的目的。 方法: 1、回顾分析2008年1月至2009年4月在南方医院产前诊断和遗传病技术中心行产前诊断的435例高危孕妇的临床资料与诊断结果,数据应用SPSS13.0软件进行相关的统计量描述、t检验、χ2检验和二分类Logistic回归分析,探讨染色体非整倍体的产前诊断方案模型。 2、按照随机数据表的原则在435例高危孕妇检测标本中随机选取40例新鲜羊水标本同时进行染色体核型分析及两种FISH诊断试剂(金菩嘉及雅培Vysis)的检测,对检测指标如杂交率、信号强度、临床诊断符合率、时间费用成本等进行对比分析。数据结果应用SPSS13.0软件统计处理。 结果: 1、产前诊断结果中,97例标本FISH检测杂交成功,杂交信号明亮、清晰集中,易于分析。本研究实施的213例染色体核型分析中出现4例羊水细胞培养失败,2例为假性嵌合体,2例脐血标本发生母源性污染。本研究发现染色体异常为9例21-三体综合征,4例18-三体综合征,1例13-三体综合征,2例核型为92,xxxx/46,xx的假性嵌合体,2例染色体平衡易位;93例为地中海贫血的单基因疾病。 2、回顾分析435例行产前诊断高危孕妇的病例资料后,以FISH及核型分析为主的产前诊断染色体非整倍体的两种方案,筛选出核型分析组(213例)和FISH分析组(97例),共310例。对这310例高危孕妇的产前诊断密切联系的10项因素进行Pearsonχ2、t检验及Logistic回归分析,建立染色体非整倍体的产前诊断方案Logistic回归模型Y=-2.234+1.685X3-0.543 X5+0.845 X6。回归方程具有统计学意义(χ2=4.321,df=1,P=0.0038)。 3、采用FISH检测人均费用比核型分析高出2倍左右,两种诊断方法联用费用约提高了3倍。 4、孕晚期抽取羊水进行FISH或脐血核型分析检测,两者检测临床报告时间相差1周左右,时间-风险-成本上FISH优于脐血核型分析。而成本费用上,脐血核型分析较优。 4、研究结果表明,两种FISH试剂杂交率的比较有显著性差异,(21/13试剂盒p0.001;18xy试剂盒,P0.001。)雅培Vysis公司研制的产前诊断试剂盒杂交效果较优(21/13探针,0.968±0.012;18xy探针,0.985±0.010)。而金菩嘉公司生产的探针杂交效果主要欠缺在21/13试剂盒上(0.787±0.043),其18xy试剂盒杂交效果可达90%以上。 5、雅培Vysis公司探针与金菩嘉公司探针信号强度比较,21/13信号强度有显著性差异(P0.001),雅培Vysis公司21/13探针信号效果优于金菩嘉公司。而18xy信号强度在统计学上无显著性差异,可认为金菩嘉公司设计的18xy探针信号强度与雅培Vysis公司探针信号效果相当。 6、雅培Vysis试剂使用了杂交仪及快速洗涤方法比金菩嘉操作方法时间成本节约了近1小时,而费用成本上,金菩嘉试剂成本较为低廉。 结论: 1、对本中心实施的FISH及核型分析这两种染色体非整倍体的产前诊断方案,进行统计学分析,由此得到Logistic回归方程Y=-2.234+1.685X3-0.543X5+0.845X6,客观分析了产前诊断涉及的各种因素与诊断方法选择的关系,筛选出显著的影响因素(孕周、超声检查及母体血清生化筛查)。回归模型提示孕周越大或超声检查异常者在产前诊断中多数选择核型分析。而母体血清生化筛查异常者更青睐FISH检测。孕妇年龄在产前诊断中对FISH检测和核型分析的选择统计学无显著性差异。在不同的检测标本中,推荐对脐血标本进行核型分析及对羊水标本行FISH检测作为孕晚期高危孕妇产前诊断方案。根据收费成本分析,染色体非整倍体产前诊断方法的非侵入性筛查及侵入性诊断收费定价差距小,易导向侵入性诊断。临床医师可参考这项方案的回归模型,根据循征医学证据和高危孕妇个体差异,拟定适宜的产前诊断方案,避免片面的主观经验及几个指标异常干扰诊断方案的制定。研究得到的产前诊断方案回归模型也丰富了我国产前诊断应用的经验总结。 2、研究中发现在排除母源性污染前提下,FISH技术既能避免核型分析中遇到的羊水细胞体外培养制片出现的假性嵌合体和细胞培养失败的风险,又能利用合理的信号计数统计截断值检测低水平的嵌合体。因此,FISH技术不仅是一种快速区分真假嵌合体可靠方法,又是目前染色体数目异常和孕中期快速产前诊断最有效的方法之一。 3、雅培Vysis公司产前诊断FISH试剂盒,杂交率、信号强度优于金菩嘉公司同类产品。但金菩嘉公司存在自身优势:试剂盒成本低廉及18号染色体探针杂交信号明亮集中,较少弥散,易于分辨。


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