陜西地區(qū)兩種無創(chuàng)產(chǎn)前篩查系統(tǒng)陽性結(jié)果的重復性比較分析

［摘 要］" 目的" 初步評估陜西地區(qū)孕婦外周血胎兒游離DNA產(chǎn)前檢測（NIPT）與拓展性孕婦外周血胎兒游離DNA產(chǎn)前檢測（NIPTplus）兩種產(chǎn)前篩查系統(tǒng)應用于目標疾病陽性結(jié)果重復性的優(yōu)劣，為日后兩種檢測方法的實驗室內(nèi)部質(zhì)控評價及該項目的臨床應用提供檢測依據(jù)。 方法" 選擇2021年10月至2022年12月在西北婦女兒童醫(yī)院醫(yī)學遺傳中心就診的77例NIPT、95例NIPTplus產(chǎn)前篩查系統(tǒng)目標疾病陽性結(jié)果的孕婦作為研究對象。比較NIPT與NIPTplus產(chǎn)前篩查系統(tǒng)應用于目標疾病陽性結(jié)果的重復性。 結(jié)果" 對77例NIPT產(chǎn)前篩查系統(tǒng)目標疾病陽性結(jié)果進行重復檢測，兩次檢測結(jié)果一致為72例，重復性一致率為93.5%；對95例NIPTplus產(chǎn)前篩查系統(tǒng)目標疾病陽性結(jié)果進行重復檢測，兩次檢測結(jié)果一致為67例，重復性一致率為70.5%，兩者比較差異有統(tǒng)計學意義（χ 2=14.485，P＜0.001）。各項NIPT產(chǎn)前篩查系統(tǒng)內(nèi)目標疾病陽性結(jié)果重復性一致率比較差異無統(tǒng)計學意義（χ 2=1.047，P＞0.05）。各項NIPTplus產(chǎn)前篩查系統(tǒng)內(nèi)目標疾病陽性結(jié)果重復性一致率比較差異有統(tǒng)計學意義（χ 2=39.016，P＜0.001）。 結(jié)論" NIPT與NIPTplus篩查系統(tǒng)對常見染色體三體的篩查陽性結(jié)果具有較高的重復性，NIPTplus篩查系統(tǒng)對性染色體異常和染色體微缺失/重復綜合征（MMS）篩查的重復性為中低水平，推薦NIPT與NIPTplus篩查系統(tǒng)作為13、18、21號染色體非整倍體的一線篩查方法；需發(fā)展測序技術(shù)和優(yōu)化算法模型，提高NIPTplus篩查的重復性，保證結(jié)果的可靠性，以減少不必要的有創(chuàng)產(chǎn)前診斷。

［關(guān)鍵詞］ 產(chǎn)前篩查；孕婦外周血胎兒游離DNA產(chǎn)前檢測；拓展性孕婦外周血胎兒游離DNA產(chǎn)前檢測；重復性

Doi：10.3969/j.issn.1673-5293.2024.05.007

［中圖分類號］ R17"""" ［文獻標識碼］ A"""［文章編號］ 1673-5293（2024）05-0042-05

Comparison and analysis of the repeatability of positive results in two noninvasive prenatal screening systems in Shaanxi region

SHI Fengrui，WANG Rui，WU Qiuhua，WANG Xiaobin，LIU Yuan，QIANG Rong

（Center of Medical Genetics，Northwest Women’s and Children’s Hospital，Shaanxi Xi′an 710061，China）

［Abstract］"" Objective" To preliminarily evaluate the repeatability of positive results for target diseases in two noninvasive prenatal screening systems，namely noninvasive prenatal testing （NIPT） and expanded noninvasive prenatal testing （NIPTplus），in pregnant women in the Shaanxi region.This aims to provide a basis for the internal laboratory quality control evaluation of the two detection methods and the clinical application of this project in the future." Methods" 77 pregnant women who underwent NIPT and 95 pregnant women who underwent NIPTplus for target diseases with positive results at the center of medical genetics in Northwest Women’s and Children’s Hospital from October 2021 to December 2022 were selected as the research subjects.This aim is to compare the repeatability of positive results for target diseases between the NIPT and NIPTplus systems." Results" For the 77 cases with positive results for target diseases in the NIPT system，repeated testing yielded consistent results in 72 cases，resulting in a repeatability rate of 93.5%.For the 95 cases with positive results for target diseases in the NIPTplus system，repeated testing yielded consistent results in 67 cases，resulting in a repeatability rate of 70.5%.The difference was statistically significant between the two when compared （χ 2=14.485，P＜0.001）.The differences in repeatability rates of positive results for target diseases within the NIPT system were not statistically significant （χ 2=1.047，P＞0.05）.The differences in repeatability rates of positive results for target diseases within the NIPTplus system were statistically significant （χ 2=39.016，P＜0.001）." Conclusion" The NIPT and NIPTplus screening systems exhibit high repeatability in detecting positive results for common chromosome trisomies.The repeatability of NIPTplus screening system is moderate to low in detecting sex chromosome abnormalities and microdeletion/microduplication syndrome （MMS）.NIPT and NIPTplus screening systems are recommended as firstline screening methods for trisomies of chromosomes 13，18 and 21.Further development of sequencing technology and optimization of algorithm models are necessary to improve the repeatability of NIPTplus screening and ensure the reliability of results，thereby reducing the need for unnecessary invasive prenatal diagnosis.

［Key words］" prenatal screening;noninvasive prenatal testing;expanded noninvasive prenatal testing;repeatability

自孕婦外周血胎兒游離DNA產(chǎn)前檢測（noninvasive prenatal testing，NIPT）進入到產(chǎn)前篩查領(lǐng)域后，因其對篩查胎兒13、18、21三體綜合征的準確性，已在臨床應用中得到廣泛認可 ［13］。伴隨著高通量測序技術(shù)的發(fā)展，NIPT應用范圍被擴展到胎兒其他染色體非整倍體及染色體微缺失/重復綜合征（microdeletion/microduplication syndrome，MMS）的篩查中，即拓展性NIPT（expanded noninvasive prenatal testing，NIPTplus） ［47］。然而，NIPT與NIPTplus產(chǎn)前檢測的是孕婦外周血中胎兒游離DNA片段，檢測時需要對測序數(shù)據(jù)進行過濾、篩選和換算等生物學信息處理分析，因此獲得的胎兒DNA片段長度和位置變化會有批間或批內(nèi)變異，NIPT與NIPTplus產(chǎn)前篩查系統(tǒng)目標疾病陽性結(jié)果重復性的評價對于檢測實驗室內(nèi)部質(zhì)量控制具有實際的應用意義。本研究收集了陜西地區(qū)NIPT與NIPTplus產(chǎn)前篩查系統(tǒng)目標疾病陽性結(jié)果的孕婦，進行重復檢測后分析同一樣本的兩次結(jié)果，評價并分析NIPT與NIPTplus產(chǎn)前檢測的重復性，有助于提升檢測能力，為日后兩種檢測方法的實驗室內(nèi)部質(zhì)控評價提供一定的參考，也為該項目的臨床應用提供檢測依據(jù)。

1研究對象與方法

1.1研究對象

選擇2021年10月至2022年12月在西北婦女兒童醫(yī)院醫(yī)學遺傳中心就診的77例NIPT、95例NIPTplus產(chǎn)前篩查系統(tǒng)目標疾病陽性結(jié)果的孕婦作為研究對象，本研究符合《世界醫(yī)學協(xié)會赫爾辛基宣言》。

本研究已通過西北婦女兒童醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會審批（20022）。

1.2方法

1.2.1 血漿的分離

采用無創(chuàng)專用采血EDTA抗凝管，采集孕婦外周血10mL，4℃低溫離心機1 600g離心10min，分離上層血漿，再次常溫離心機16 000g離心10min，分 離上層血漿至3份1.5mL離心管中，每份血漿1.3mL。首次檢測取其中一份血漿，其余的暫時保存在-20℃ 冰箱。重復檢測時取保存的另一份血漿。

1.2.2 NIPT及NIPTplus的檢測

采用磁珠法提取母體血漿游離DNA（cellfree DNA，cfDNA），通過對cfDNA進行末端修復、補平，添加測序接頭、純化構(gòu)建文庫，根據(jù)下機分析需要的數(shù)據(jù)量計算比例混合文庫，使用NextseqCN500基因測序儀及配套試劑（貝瑞和康公司，中國）進行高通量測序。下機后NIPT檢測要求單一樣本唯一比對序列數(shù)據(jù)量＞1.5Mb及NIPTplus檢測要求單一樣本唯一比對序列數(shù)據(jù)量＞10Mb為質(zhì)控合格，測序序列經(jīng)過生物學信息分析軟件得出生物學信息結(jié)果。

1.3統(tǒng)計學方法

應用SPSS 26統(tǒng)計學軟件分析數(shù)據(jù)，計數(shù)資料以例數(shù)（百分率）［n（%）］表示，組間比較采用χ 2檢驗，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2結(jié)果

2.1 NIPT與NIPTplus產(chǎn)前篩查系統(tǒng)目標疾病陽性結(jié)果重復性的對比

對77例NIPT產(chǎn)前篩查系統(tǒng)目標疾病陽性結(jié)果進行重復檢測，兩次檢測結(jié)果一致為72例，重復性一致率為93.5%；對95例NIPTplus產(chǎn)前篩查系統(tǒng)目標疾病陽性結(jié)果進行重復檢測，兩次檢測結(jié)果一致為67例，重復性一致率為70.5%。NIPT 與NIPTplus產(chǎn)前篩查系統(tǒng)目標疾病陽性結(jié)果重復性一致率比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.001），見表1。

2.2 NIPT產(chǎn)前篩查系統(tǒng)內(nèi)目標疾病陽性結(jié)果重復性的對比

對77例NIPT產(chǎn)前篩查系統(tǒng)內(nèi)目標疾病陽性結(jié)果進行重復檢測時顯示，有15例13三體的兩次檢測結(jié)果一致；有12例18三體的兩次檢測結(jié)果一致，1例為不一致；有45例21三體的兩次檢測結(jié)果一致，4例為不一致。各項NIPT產(chǎn)前篩查系統(tǒng)內(nèi)目標疾病陽性結(jié)果重復性一致率比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表2。

2.3 NIPTplus產(chǎn)前篩查系統(tǒng)內(nèi)目標疾病陽性結(jié)果重復性的對比

對95例NIPTplus產(chǎn)前篩查系統(tǒng)內(nèi)目標疾病陽性結(jié)果進行重復檢測時顯示，11q部分單體綜合征；11q部分三體綜合征；14三體綜合征；16p，q部分三體綜合征；20三體綜合征；22三體綜合征；2p，q部分三體綜合征；3p，q部分三體綜合征；4p部分單體綜合征;4q部分三體綜合征;7q32→qter三體綜合征;9p部分三體綜合征;9q部分單體綜合征;18三體和21三體的兩次檢測結(jié)果均一致。在46例性染色體異常中，有30例的兩次檢測結(jié)果一致；在2例Prader Willi syndrome/Angelman syndrome中，有1例的兩次檢測結(jié)果一致。有1例10q部分三體綜合征、9例22q11.2 deletion syndrome、1例7p部分三體綜合征+7q21→q31三體綜合征+7q32→qter三體綜合征的兩次檢測結(jié)果均不一致。各項NIPTplus產(chǎn)前篩查系統(tǒng)內(nèi)目標疾病陽性結(jié)果重復性一致率比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.001），見表3。

3討論

在臨床檢驗中，實驗室內(nèi)檢測結(jié)果的重復性是定量分析試驗的精密度指標，是指在一系列相同的測定條件下（如：設(shè)備、操作者、操作條件、實驗室或培養(yǎng)時間）重復測定獲得的獨立測試結(jié)果之間的一致程度 ［8］。全面評估儀器和試劑的精密度，可以檢測系統(tǒng)的可靠性，保證檢測結(jié)果準確。但目前對于NIPT與NIPTplus 產(chǎn)前檢測這種定性項目的重復性評價還沒有引起足夠的重視，相關(guān)研究和報道較少。

3.1 NIPT與NIPTplus產(chǎn)前篩查系統(tǒng)重復性評價的策略

在NIPT產(chǎn)前篩查實驗室技術(shù)專家共識中提到，對系統(tǒng)批內(nèi)重復性性能驗證可以選擇13三體、18三體、21三體陽性樣本和陰性樣本或商品化陽性質(zhì)控品進行一定次數(shù)（≥2次）的重復檢測來實現(xiàn) ［9］。同時，在篩查致病性拷貝數(shù)變異的技術(shù)標準共識中，建議每次上機測序時對陽性、陰性、空白質(zhì)控品同步檢測，以監(jiān)測實驗室內(nèi)部質(zhì)控，也可考慮在每批檢測時插入2%檢測過的樣本用來監(jiān)測該檢測方法的重復性 ［10］。本研究通過對NIPT與NIPTplus產(chǎn)前篩查出的目標疾病陽性結(jié)果重復檢測后進行對比，分析NIPT與NIPTplus產(chǎn)前篩查系統(tǒng)的重復性。本研究顯示，與NIPTplus產(chǎn)前篩查系統(tǒng)相比，NIPT產(chǎn)前篩查系統(tǒng)具有更好的重復性；兩種篩查系統(tǒng)對于13三體、18三體、21三體陽性樣本的檢測均表現(xiàn)出較好的重復性。這與目前國內(nèi)外指南或?qū)＜夜沧R中推薦將NIPT與NIPTplus產(chǎn)前篩查用于13、18、21號染色體非整倍體篩查相印證 ［1112］。

3.2 NIPTplus產(chǎn)前篩查系統(tǒng)內(nèi)目標疾病陽性結(jié)果重復性評價

NIPTplus產(chǎn)前篩查在技術(shù)層面上實現(xiàn)了對其他常染色體的非整倍體及MMS檢測，提高了胎兒染色體病的檢出率，對于預防胎兒染色體MMS引起的生長發(fā)育遲緩、智力障礙等出生缺陷具有重要的意義 ［1315］。美國醫(yī)學遺傳學學會指南與國內(nèi)共識指出，可將部分明確的致病性拷貝數(shù)變異（pathogenic copy number variations，pCNV）納入篩查范圍 ［1011］。本研究顯示，NIPTplus篩查的13、18、21號染色體外的18種其他染色體的非整倍體及MMS篩查陽性結(jié)果的重復性差異較大，部分陽性結(jié)果的重復性一致率為100%，性染色體異常的重復性一致率為65.2%，Prader Willi syndrome/Angelman syndrome的重復性一致率為50.0%，10q部分三體綜合征、22q11.2 deletion syndrome、7p部分三體綜合征+7q21→q31三體綜合征+7q32→qter三體綜合征的重復性一致率為0。雖然NIPTplus作為一種針對染色體的非整倍體及MMS的篩查技術(shù)，陽性結(jié)果的高風險孕婦需行有創(chuàng)產(chǎn)前診斷進一步明確結(jié)果，但是仍需發(fā)展測序技術(shù)和優(yōu)化算法模型，提高NIPTplus產(chǎn)前篩查的重復性，保證結(jié)果的可靠性，以減少不必要的有創(chuàng)產(chǎn)前診斷 ［1618］。

綜上所述，NIPT與NIPTplus產(chǎn)前篩查系統(tǒng)對常見染色體三體的篩查與產(chǎn)前診斷的結(jié)果具有較高的重復性，推薦作為13、18、21號染色體非整倍體的一線篩查方法。即使目前NIPTplus產(chǎn)前篩查系統(tǒng)對性染色體異常和MMS篩查的重復性為中低水平，但仍然相信伴隨技術(shù)的發(fā)展革新、生物學信息分析不斷優(yōu)化算法，NIPTplus產(chǎn)前篩查將迎來更為廣闊的臨床應用前景。

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［專業(yè)責任編輯：童國慶］

［中文編輯：王 懿；英文編輯：馮佳圓］

［基金項目］ 國家自然科學基金資助項目（82201865）

［作者簡介］ 石鳳蕊（1990—），女，檢驗技師，主要從事分子診斷的研究。

［通訊作者］ 強 榮，主任醫(yī)師。