國內自主產前篩查技術-新無創誕生
2017年1月20日，一篇關於不使用高通量測序平臺（也稱二代測序平臺）的無創產前篩查技術的報導在國際知名的臨床分子診斷雜誌Clinical Chemistry發表，闡述了一項全新的國內自主研發的無創產前胎兒染色體篩查技術，相信在不久的將來，廣大孕婦群體將受益于這項安全快速，準確、低成本的新技術。
我國是新生兒出生缺陷的高發國家，每年約有90萬缺陷兒出生。現今8000萬的殘疾人群中，70%是出生缺陷引起的，且呈逐年上升趨勢。按理說，我國實施優生優育這麼多年，出生缺陷應該會降低，但統計資料告訴我們，的確是有增無減。據中國網報導，2012年衛生部副部長劉謙在“談婦幼衛生工作”當中指出，從1996年到2010年，我國出生缺陷率的增長幅度高達70.9%。這一現狀主要有兩個原因，一是婚檢不到位，二是產檢不重視。
圖1.我國出生缺陷發生率排名
圖片來源http://www.findbiotech.cn/
通過系統的產前檢查，可以及時發現高危因素，其目的不但要降低孕婦和胎兒的死亡率，還要減少傷殘兒的出生率，提高人口健 康水準。具體來說，針對唐氏綜合征的產前篩查是重中之重。相信孕媽們對唐氏綜合征早已不陌生，它是由21號染色體三體引起的（正常人類染色體只有兩個拷貝，一個來自母親，一個來自父親），活產率為1/600-1/800且無法治癒，是最常見的染色體疾病，發生具有隨機性。發病率隨著孕婦年齡升高而直線上升。我國約有60萬唐氏患者，平均每20分鐘新增一例，給家庭和社會帶來沉重的經濟和精神負擔。據統計，每年新增的唐氏綜合征的總負擔超過100億元。隨著二孩政策的全面實施，高齡產婦數量猛增，唐氏患兒的數量也將大幅度上升。傳統的產前篩查方法是通過超聲影像和血清學在13-20孕周左右進行檢測，檢出的高危孕婦需要通過有創性檢測（如羊水穿刺、絨毛膜取樣、臍靜脈穿刺）進行確診，檢出率約60%-80%，假陽性率為5%。
自97年香港中文大學盧煜明團隊發現孕婦外周血中的胎兒DNA後，利用高通量測序技術檢測母親靜脈血中胎兒染色體倍性的無創產前檢測（NIPT，以下簡稱無創）迅速發展。目前，傳統篩查中發現的高危或臨界風險的孕婦會通過無創檢測進一步確認，儘量排除傳統篩查中極高的假陽性率，最後再用侵入性的方法確診。但是，傳統篩查伴隨有~20%的漏篩率，這部分孕婦錯過了無創檢測，最終導致流產或患兒的出生。在理想情況下，對所有孕婦都進行無創檢測可以解決這一問題，但無創的高成本限制了它的廣泛應用。究其原因，基於高通量測序平臺的檢測技術暫時無法擺脫進口儀器和試劑的限制，使得無創普篩在短期內難以實現。
前文中提到的不依賴二代測序平臺的無創產前篩查技術（NiPS，簡稱新無創），它是由千人計畫專家姜正文博士（天昊基因）帶領研發團隊歷經五年時間開發的擁有自主智慧財產權的專利技術，不依賴高通量測序平臺，僅使用5mL孕婦靜脈血，文章中提到運用此技術針對1182例單胎孕婦外周血進行檢測的回顧性試驗中（圖2），19例21三體樣本全部篩出，篩出率為100%（19/19），對21三體檢測的總體準確率達到了99.7%。
圖2.1182例單胎孕婦(包含19例懷有唐氏兒)新無創檢測結果
文章中還提到此技術會對一份樣本進行三次重複檢測，大大降低了單次檢測無法避免的漏篩和假陽性幾率。檢測方法上，通過PCR和毛細電泳使得檢測在24小時以內完成，可謂是高效快速低成本。
從創新角度來說，NIPT檢測在國內異常火爆，但基本依賴進口的儀器和試劑。天昊基因的這項“中國製造”的新無創技術，積極回應了國家自主創新的號召，是產前診斷領域的一大突破。
從出生缺陷的預防角度來說，憑藉新技術快速準確低成本的優勢，若能應用于廣大孕婦群體，我國每年將會有2000萬個家庭受益，與傳統篩查技術相輔相成，有望減少10-15萬左右染色體缺陷新生兒。
從經濟角度來說，新無創將擺脫對進口試劑以及昂貴的高通量測序儀的依賴，並有望出口歐美發達國家，預計每年減少$300,000,000外匯損失，並創造$3,000,000外匯，帶來巨大的經濟效益。基於二代測序的NIPT技術在我國市場滲透率不足5%，在高齡產婦中的使用率顯著高於低齡產婦，市場在20億元人民幣左右。 一旦新技術普及，無創檢測的滲透率有望達到50%以上,保守估計我國將有100億以上的市場，全球可達500億以上。
新技術的國際領先性不言而喻，客觀來講，它還將面臨各種挑戰，包括大規模臨床驗證以及監管制度規範等。但這項完全由國內自主研發的新技術，基於其低成本、高準確性和檢測迅速的特點非常適合臨床普篩，突破了現有技術操作複雜和高成本的障礙，將為無創產前篩查帶來革命性突破，翻開一頁歷史新篇章，開啟無創普篩時代！
原文標題：Non-invasive prenatal screening of fetal aneuploidy without massively parallel sequencing.