重磅！华大基因NIFTY®全因检测系列全新升级！

编者按

随着无创产前基因检测 (Non-Invasive Prenatal Testing，NIPT) 技术日趋成熟，临床上通过此技术检测染色体缺失重复 (Copy Number Variation，CNV) 变得越来越常见。然而，NIPT技术为原有临床解决办法有限的CNV疾病筛查提供了新型的检测方法，同时也面临着挑战。一方面，如何选择合理的CNV疾病进行产前筛查成为临床医生关注的重点；另一方面，受发病率等因素影响，NIPT对于CNV检测的阳性预测值要低于其对于21三体、18三体及13三体的检测，如何提高CNV检测的准确性也成为临床关注的焦点。

为了更好地解决NIPT检测CNV疾病的临床关注点，华大基因NIFTY^®全因检测系列全新升级，不仅更新了CNV疾病列表，收录权威数据库的最新疾病，同时将参考数据库及案例数目作为疾病选择的量化指标，建立了一套严格的疾病入组规则，并在原有胎儿游离DNA浓度富集的基础上进行算法优化，进一步提升CNV检测准确性，降低检测重抽血率。

染色体缺失/重复综合征是出生缺陷的重要组成，但在产前阶段尚无明确有效的筛查手段，这使得将NIPT技术应用于CNV检测成为继染色体非整倍性变异检测之后的又一个临床转化热点。然而，随着CNV疾病越来越多，选择哪些CNV疾病进行筛查成为无创检测CNV的临床应用焦点。2015年，国际产前诊断学会 (International Society for Prenatal Diagnosis，ISPD) 在其声明中提到，“胎儿游离DNA筛查的缺失/重复综合征应限定于有重要临床意义、界定清晰的严重疾病”。

除了考虑检测疾病的临床意义外，在确定NIPT检测的CNV疾病时，产前筛查时期的特殊性以及NIPT的技术特点同样值得关注。产前筛查的疾病范围应该为严重的致死致畸疾病，部分临床不完全外显、临床意义不足的疾病不应纳入其检测范围。以16p13.11复发性微缺失综合征为例，该疾病为不完全外显疾病，外显率低 (仅为13.1%)^[1]，在表型正常的个体中也可检测到，此类疾病纳入NIPT产前筛查范围并不合理，并且会给后续临床决策带来严重困扰。另一方面，无创检测是一项有检测精度限制的筛查技术，片段太小的CNV如染色体2p21微缺失综合征在数据库中记录的异常片段大小仅为0.18Mb^[2]，远小于NIPT的精度范围同样也不适宜列入检测范围。

除CNV疾病选择的合理性外，NIPT检测CNV的准确性同样是临床关注的重点。CNV常见的临床表现包括面部异常，如小头畸形，唇裂/腭裂等，个体发育迟缓、智力低下，学习和交流障碍等，可导致具有复杂严重的临床表现。但此类异常通常是微小的、宫内没有特异性表现且经传统细胞遗传学分析难以发现，NIPT的应用为此类异常提供了新型的解决方式。然而，因受发病率等因素影响，NIPT对于CNV的阳性预测值要低于其对21三体、18三体及13三体的检测。国际多篇大样本临床验证文章中的数据显示，NIPT对于CNV的综合阳性预测值在11%-40%^[3-5]。如何进一步提高CNV检测效率也成为NIPT临床应用及技术优化的重要命题。

CNV检测疾病合理化，符合临床产前筛查需求

随着对于疾病研究的不断深入，各大疾病数据库也在持续更新，为更好地满足临床需求，华大基因NIFTY^®全因系列检测的CNV疾病进行筛选升级。在原有参考国际指南的基础上，对于权威数据库 (Decipher、OMIM、ClinGen、Orphanet等) 最新记载的CNV疾病进行汇总、分析，排除不完全外显、成年发病、明确易感、片段较小、临床案例不足等不符合产前筛查及NIPT检测原则的疾病。同时，将收录检测疾病的数据库数目及已报道案例数目作为CNV疾病筛选合理性的量化指标，筛选出≥2个公共数据库收录或单个数据库收录并且具有超过30例案例报道的表型严重疾病纳入检测范围。经过严格筛选优化，最终筛选出92种CNV疾病纳入到检测疾病范围，满足临床产前筛查需求。

算法、流程双重优化，提升检测性能

除了合理化检测病种外，为了进一步提升CNV检测性能，华大基因进行了分析算法和实验流程两方面的性能优化。

① 算法优化，降低假阳假阴发生率

此次升级对CNV的分析算法进行了全新优化，可进一步降低假阳/假阴发生率。通过对既往CNV假阳性样本回溯重分析，发现假阳性的检出降低65%。除此之外，优化后的算法可提升小片段CNV疾病 (如Digeorge综合征) 的检出率，减少因CNV片段过小带来的漏检 (图1)。

新算法提示22q11.2缺失综合征 (2.7Mb) 高风险

原有检测未提示异常

图1. 新算法降低假阴性

👈 左右滑动 👉

② 胎儿游离DNA浓度富集，提升检测成功率，降低假阴性

胎儿游离DNA浓度及检测数据量是影响CNV检测准确性的两大重要因素。研究表明，对于3Mb大小的染色体片段缺失，随着检测测序数据量和胎儿游离DNA浓度的增加，检测的灵敏度显著升高 (图2)^[6]。在保有超大测序数据量的基础上，华大同步对检测的实验流程升级，增加胎儿游离DNA浓度富集流程，旨在从大数据量、算法优化、胎儿游离DNA浓度富集三方面有效提升CNV的检出率。胎儿游离DNA浓度富集流程可将胎儿游离DNA浓度提升至原来的1.5~2.0倍，从而降低检测的假阴性。对于低胎儿游离DNA浓度 (≤4%) 样本的提升效果更加显著，可将由此带来的检测重测率降低约50%。

图2. 胎儿游离DNA浓度与NIPT灵敏度的关系

结  语  

为了更好的解决临床对于CNV疾病筛查所关注的焦点，华大基因再次升级NIFTY^®全因系列，在参考国际指南和权威数据库的基础上，通过建立严格的疾病入组规则合理化检测病种，并对CNV的分析算法进行了全新优化，进一步降低假阳/假阴发生率，同时通过胎儿游离DNA浓度富集大大促进了检测性能的有效提升，持续为临床打造更适合产前筛查的扩展性NIPT检测技术，助力我国出生缺陷防控事业的发展，通过基因科技的力量为人民健康保驾护航。

参考文献：

[1] Gardiner C, Wellesley D, Kilby M D, et al. Recommendations for the use of chromosome microarray in pregnancy[J]. London: The Royal College of Pathologists, PUB, 2015, 290615.

[2] https://decipher.sanger.ac.uk/disorders/syndromes/list.

[3] Liang D, Cram D S, Tan H, et al. Clinical utility of noninvasive prenatal screening for expanded chromosome disease syndromes[J]. Genetics in Medicine, 2019, 21(9): 1998-2006.

[4] Martin K, Iyengar S, Kalyan A, et al. Clinical experience with a single‐nucleotide polymorphism‐based non‐invasive prenatal test for five clinically significant microdeletions[J]. Clinical genetics, 2018, 93(2): 293-300.

[5] Gross S J, Stosic M, McDonald‐McGinn D M, et al. Clinical experience with single‐nucleotide polymorphism‐based non‐invasive prenatal screening for 22q11.2 deletion syndrome[J]. Ultrasound in Obstetrics & Gynecology, 2016, 47(2): 177-183.

[6] Lo K K, Karampetsou E, Boustred C, et al. Limited clinical utility of non-invasive prenatal testing for subchromosomal abnormalities[J]. The American Journal of Human Genetics, 2016, 98(1): 34-44.

点击「阅读原文」了解华大基因NIFTY^®全因检测