新文章!最新研究揭示产前诊断检测技术BoBs 与CNV-seq到底孰胜孰负
2020.11.05

安诺优达携手福建省妇幼保健院徐两蒲团队,共同探索了BoBs和CNV-seq两种技术在产前诊断中的应用,研究成果《The Comprehensive Comparison of Bacterial Artificial Chromosomes (BACs)-on-Beads Assay and Copy Number Variation Sequencing in Prenatal Diagnosis of Southern Chinese Women》(细菌人工染色体检测与拷贝数变异测序在中国南方孕妇产前诊断中的综合比较)于2020年11月01日发表于爱思唯尔(elsevier)出版社旗下期刊The Journal of Molecular Diagnostics(IF:5.553,JCR Q1区)。


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染色体异常是指染色体数目和染色体结构发生了改变,可导致先天性畸形、胎儿生长受限、智力障碍、流产等不良后果。迄今为止,由染色体异常所引起的综合征有200余种,目前均尚无有效的治疗方法。因此,染色体异常的产前诊断对预防出生缺陷尤为重要。

传统临床产前诊断方法是通过核型分析技术对胎儿染色体进行检测,但由于技术局限性,该方法无法识别微缺失微重复等染色体拷贝数异常(Copy Number Variation, CNV,往往会造成漏诊。

细菌人工染色体检测(Bacterial Artificial Chromosomes (BACs)-on-Beads, BoBs)和基于高通量测序的CNV-seq技术是近年来出现的两种新型产前诊断方法,其准确的检测结果及较低的检测成本已逐步被临床所接受并开始进行大规模的应用。

虽然此前已有多项研究分别对BoBs和CNV-seq的检测性能进行了各方面的测试,但是至今两种方法仍尚未进行过直接的比较,因此两种技术在产前诊断中如何进行选择还缺乏临床证据。

该研究共纳入2015年11月至2019年2月间在福建省妇幼保健院进行产前诊断时收集的孕妇羊水和脐带血样本1,876份。

每个样本都被分装成几份用于核型分析、BoBs检测以及CNV-seq分析。BoBs和CNV-seq致病性CNVs检测结果不一致的样本通过染色体SNP芯片(SNP Array)进行验证,而核型分析则作为胎儿染色体数目异常的金标准。该研究对两种技术进行对比的内容包含染色体数目异常、嵌合型染色体数目异常、染色体微缺失微重复检测的准确性,主要实验步骤耗时、染色体异常检测范围、检测费用等。

研究结果表明,在收集的1,876份样本中总共检测出73个染色体非整倍体。其中,21染色体三体占53.42%,性染色体非整倍体占24.66%,18三体占20.55%,13三体仅占1.37%。CNV-seq的检出率为100% (73/73),而BoBs检测在常染色体非整倍体上的准确率为100%,但在性染色体上的准确率仅为83.33%(15/18)。在CNV检测方面,1,876份样本中共鉴定出30个致病性拷贝数变异,占1.59%。其中,Xp22.31微缺失(鱼鳞病)和22q11微缺失(DiGeorge综合征)发生率最高,其次是Williams-Beuren综合征和Wolf-Hirschhorn综合征。剩余的致病基因拷贝数异变包括22q11重复、Smith-Magenis综合症、Prader-Willi综合征、1q21.1、18p11和Xq11.1等重复综合征。受限于检测范围及检测探针的种类,BoBs检测共检出致病性CNVs 20例(66.67%),异常提示7例,漏诊3例。CNV-seq检测性能良好,共检出致病性CNV 29例(96.67%),剩余1例由于样本量不足无检测结果。而核型分析仅发现2例存在大片段缺失的致病性CNV。相比之下,在嵌合型染色体数目异常方面,CNV-seq可检出全部嵌合比例10%以上的异常,但无法发现10%以下的异常,而BoBs仅能检出嵌合比例50%以上的异常,两种技术的准确性分别为50%和30%。

对于两种检测的成本效益,研究显示,CNV-seq和BoBs的检测费用在中国不同地区有所不同,但价格区间均在350美元-400美元之间。在相似的费用下,BoBs检测提供了14种常见致病染色体变异的检测,而CNV-seq能够检测24条染色体的非整倍体以及致病性CNVs,因此CNV-seq是相对而言性价比更高的产前诊断方法。另外,在检测时间方面,DNA杂交步骤是BoBs检测中耗时最长的步骤,而DNA测序是CNV-seq中需要时间最多的步骤,但总体而言,两种技术耗时较为接近,分别为17-18小时(CNV-seq)以及23-27小时(BoBs assay)。


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综上所述,BoBs检测与CNV-seq测序是两种准确性高的产前诊断方法,此前曾有多项研究分别推荐将BoBs检测或CNV-seq检测与核型分析相结合进行产前诊断的策略,但从未直接对比过两种方法。而该研究首次对两种方法的检测准确性及其他临床应用相关方面进行了全面的研究,并揭示了CNV-seq是一种更快、更准确、性价比更高的检测技术,与核型分析联合后可为孕妇提供最佳的效费比,从而进一步增强中国出生缺陷防控的能力和效果。

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