基于单倍型剂量变化的优化型无创产前检测在地中海贫血中的应用研究 中文标题

本研究针对传统侵入性产前诊断存在流产风险且无法早期实施的临床难题，开发了一种结合游离胎儿DNA(cffDNA)富集、靶向捕获技术和单倍型剂量分析(RHDO)的优化无创产前检测(NIPT)方法。通过对93例地中海贫血风险家庭的验证，该方法仅需3 ng DNA输入和3% cffDNA浓度即可实现98.16%的成功率和100%的检测准确性，最早可在孕8周完成胎儿基因分型，为单基因病无创产前筛查提供了重要技术突破。

　　

遗传性单基因疾病给患者家庭和社会带来沉重负担，目前主要的预防措施——侵入性产前诊断存在流产风险且无法在妊娠早期实施。地中海贫血作为一种高发的单基因遗传性血液疾病，在东南亚、地中海地区尤为常见，主要由α-珠蛋白基因(HBA1/HBA2)或β-珠蛋白基因(HBB)的变异引起，包括缺失型(如--^SEA、-α^3.7)和点突变型(如HBB c.126_129delCTTT)等。尽管无创产前检测(NIPT)技术已广泛应用于染色体非整倍体筛查，但对隐性单基因病的检测仍面临巨大挑战，主要受限于早期妊娠中胎儿游离DNA(cffDNA)比例低、母体背景DNA干扰以及部分缺失变异导致的假阴性结果等问题。

为解决这一难题，海南医科大学第一附属医院生殖医学科的研究团队在《Journal of Genetics and Genomics》发表了最新研究成果。他们通过优化cffDNA富集技术、结合靶向区域捕获与单倍型分析策略，建立了一种高效、精准的NIPT方法，成功实现了对多种类型地中海贫血变异的高精度早期检测。

研究团队采用磁珠法对母体血浆中的cfDNA进行片段选择富集，显著提升了cffDNA比例；利用设计覆盖HBA/HBB基因及上下游3 Mb区域的219.66 Kb捕获面板(TargetSeq? One kit)进行靶向测序；通过引入独特分子标识符(UMIs)降低PCR扩增偏倚；并采用优化的贝叶斯算法(SPRT-RHDO)进行单倍型剂量分析。研究对象为93个具有完整参考子代样本的地中海贫血风险家庭，妊娠期涵盖8-28周。

研究结果显示：经cffDNA富集处理后，胎儿DNA浓度显著提升(P=0.0209)，且chr11和chr16上的信息位点数量未受显著影响。当cffDNA比例达到3%时，可准确推断母源单倍型遗传(BF≥10)；而父源单倍型在1%比例下即可实现有效推断。在数据量优化方面，仅需0.1 GB有效数据和3 ng cfDNA输入即可满足分析需求，大幅降低了检测成本。

在临床样本验证中，该方法对93个家庭的218个等位基因检测成功率达98.16%，与侵入性诊断结果完全一致。特别值得注意的是，研究在孕8周的样本(案例87)中成功检测出父母均为HBB β^CD41-42变异携带者而胎儿未遗传致病单倍型的案例，证明了技术的早期应用潜力。研究还详细阐述了在不同家系类型(包括完全正常子代、携带者子代和复合杂合子代)中的检测策略与判读逻辑。

讨论部分指出，该研究通过cffDNA富集、UMI标记和算法优化，将母源单倍型推断的cffDNA阈值从常规要求的5%降低到3%，实现了更早孕周的检测。相比其他NIPT方法，该技术能同时检测点突变和片段缺失变异，且适用于孕8周极早期样本。虽然该方法仍需家系成员先进行单倍型分型和特定探针设计，但其在植入前遗传学测试(PGT)后的补充诊断场景中具有重要应用价值。

该研究建立的优化NIPT方法为地中海贫血的早期、准确、无创产前诊断提供了可靠方案，显著降低了侵入性操作带来的风险，有望扩展至其他单基因遗传病的产前筛查领域，具有重要的临床推广价值。