基于数字PCR技术的胎儿染色体非整倍体无创产前检测新方法

【字体: 时间:2019年02月28日 来源:生物通

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  基于二代测序的无创产前检测技术尚存在检测周期长,需要1-2周出检测报告、技术门槛高、检测费用贵等不足,阻碍了其替代传统产前筛查方法成为全面普查项目。

  


胎儿染色体非整倍体异常是严重的出生缺陷,最常见的包括21-三体综合征(即唐氏综合征,其未干预的综合发病率高达1/750,且随着孕妇年龄增加风险急剧增大)、18-三体综合征和13-三体综合征等。这类疾病将导致新生儿出现智力低下、生长发育迟缓、多发畸形乃至死亡,且尚无有效治疗手段,而产前筛查和诊断可最有效的避免此类患儿的出生。

自孕妇外周血中发现游离胎儿DNA以来,研究人员对其展开大量研究,发展出基于二代测序技术的无创产前检测技术(NIPT),此技术比传统唐氏综合征血清学筛查更准确,比羊水穿刺更安全。因为其无创、安全、准确的特点,受到医生和孕妇的认可并被临床快速接受,是目前二代测序技术最为成功的临床应用。

然而,基于二代测序的无创产前检测技术尚存在检测周期长,需要1-2周出检测报告、技术门槛高、检测费用贵等不足,阻碍了其替代传统产前筛查方法成为全面普查项目。

清华大学医学院生物医学工程系郭永实验室的研究人员发表了题为“A Multiplex Droplet Digital PCR Assay for Non-invasive Prenatal Testing of Fetal Aneuploidy”的文章,利用数字PCR技术检测孕妇外周血中的游离DNA,建立了一种胎儿染色体非整倍体无创产前检测的新方法。

这一研究成果公布在Analyst杂志上。

在这项研究中,为了解决以上问题,研究人员使用具有单分子检测灵敏度和绝对定量能力的数字PCR技术,开发了一种简单有效的染色体非整倍体的无创产前检测新方法。该研究使用孕妇外周血,能够对一个样本在约4.5小时完成无创产前检测(上图)。

研究人员首先通过理论计算,研究能够精准分辨21-三体综合征的影响因素和边界条件;接着设计40对引物和2个锁核酸(LNA)通用探针扩增21号和18号染色体上的各20个片段,验证了理论预测的可靠性,评估了检测方法的性能指标;最后通过60例临床样本对方法的准确性和临床适用性进行了初步评估,结果显示所有临床样本检测结果与基于二代测序技术的无创产前检测结果一致率为100%。

这项研究为无创产前检测领域提供了一种新的实用性思路,对于如何用数字PCR技术进行无创产前筛查的诊断试剂开发给出了可行的设计原则。在医疗控费的背景下,开发快速简便的方法对于在大规模人群开展无创产前检测具有重要意义。随着国内数字PCR平台的自主研发与技术创新,基于数字PCR的无创产前检测技术有望实现准确、快速、简便的产前筛查。

原文标题:

A Multiplex Droplet Digital PCR Assay for Non-invasive Prenatal Testing of Fetal Aneuploidy

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/an/c8an02018c/unauth#!divAbstract



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