[發明專利]一種通過孕婦外周血游離DNA檢測胎兒染色體平衡性結構變異的方法

在審

• 申請號: 202210073440.4
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114480667A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 張碩;徐叢劍
• 申請（專利權）人: 復旦大學附屬婦產科醫院
• 主分類號: C12Q1/6888
• 分類號: C12Q1/6888;C12Q1/6869;G16B20/20;G16B30/10;G16B50/00
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈;李玉娜

本發明公開了一種通過孕婦外周血游離DNA檢測胎兒染色體平衡性結構變異的方法，包括核心家系單體型模型的構建和胎兒結構變異檢測。通過收集染色體結構重排變異攜帶夫婦的家系，對其進行SNP基因分型，明確結構重排染色體和結構正常染色體的單體型，構建全基因組單體型模型。對孕婦外周血游離DNA進行捕獲測序，根據隱馬爾可夫模型對游離DNA中胎兒基因型和單體型加以推算分析，通過分析胎兒是否攜帶結構重排染色體斷裂點區域附近的單體型來對胚胎染色體結構重排進行預測。本發明首次提出通過孕婦外周血cfDNA進行胎兒平衡性染色體結構異常的檢測，為染色體病預防和診斷提供重要指導。

技術領域

本發明屬于染色體變異遺傳診斷領域，具體涉及一種通過孕婦外周血游離DNA檢測胎兒染色體平衡性結構變異的方法。

背景技術

遺傳病是造成出生缺陷和生育障礙的重要原因，對人類健康和生命具有嚴重威脅。臨床上常見的遺傳病包括單基因病和染色體病，染色體病包括染色體數目異常和染色體結構異常。對于預防遺傳病患兒出生，有創產前診斷仍然是臨床的金標準，但會有一定的流產感染風險。近年來，隨著無創產前檢測技術(non-invasive prenatal testing,NIPT)的迅速發展，可以基于孕婦外周血血漿中胎兒游離DNA(cell-free fetal DNA,cffDNA)來評估患兒的遺傳病風險。現有NIPT技術對于常見的非整倍體已經有非常高的檢出率，對于單基因病也已經開始成熟，并逐漸應用到臨床。但仍存在不足，現有NIPT技術無法檢測平衡性的染色體結構變異，國內外沒有相關研究報道。對于染色體結構異常攜帶者，通過NIPT只能檢測染色體非整倍體或大片段的缺失/重復，要想檢測胎兒是否攜帶平衡性的染色體結構異常，目前只能通過有創的產前診斷羊水穿刺進行診斷。由于有創產前診斷具有一定的流產和感染風險，很多孕婦拒絕接受有創檢查，另外有些孕婦存在有創產前診斷禁忌癥，如前置胎盤、羊水過少、患有感染性疾病等。因此，臨床上需要研發一種適用于染色體結構異常患者的NIPT技術，能同時檢出胎兒的染色體非整倍體和平衡性的染色體結構異常，減少因有創性產前診斷造成的胎兒流產或感染風險。且該技術能適用于不同斷裂點位置的結構畸變，無需再針對不同的染色體結構畸變單獨設計，具有通用性，為染色體結構異常攜帶者的無創產前檢測提供指導，具有重大臨床意義。

染色體結構異常又稱染色體重排，是指染色體或染色單體經過斷裂-重換或互換機理產生的染色體畸變，主要包括染色體易位、倒位、缺失/重復等，在婦產科領域臨床中最常見的是染色體平衡易位，是導致不孕不育、復發性流產、胎兒發育畸形、先天性出生缺陷等不良妊娠結局的重要原因。染色體平衡易位是指兩條染色體同時發生一處斷裂，并發生錯誤拼接交換而引起的染色體結構變化，包括相互易位和羅伯遜易位。在人群中總的發病率約為0.27％，在不孕不育患者中的發病率約為1.1％，在反復自然流產患者中發病率更高，可高達4.08％。

染色體平衡易位攜帶者在生育年齡前通常無明顯的臨床癥狀，到生育年齡則通常會表現為反復流產或不孕不育，生育力低。原因在于攜帶者的生殖細胞會產生大量不平衡的染色體異常配子，這些不平衡配子受精后形成的胚胎因為存在染色體異常進而出現種植失敗、自然流產及新生兒出生缺陷等，此外女性出現卵巢早衰的風險增加，男性通常會表現出少弱精子癥。因此，染色體平衡易位嚴重影響著人類的生育健康，是造成新生兒出生缺陷的重要原因。

對于染色體結構畸變攜帶者，懷孕后一般要求對胎兒進行有創性的產前診斷，包括孕早期的絨毛膜穿刺、孕中期的羊水穿刺和孕晚期的臍帶血穿刺。通過產前診斷遺傳學檢查，對胎兒進行染色體核型分析，包括傳統的細胞核型和分子核型，傳統的細胞核型分辨率較低，一般大于5Mb或10Mb的片段才能診斷，相比之下分子核型的準確性更高，可以診斷小片段的隱匿性不平衡易位，分辨率在100kb左右，目前常用的分子核型檢測技術包括主要微陣列- 比較基因組雜交技術，微陣列單核苷酸多態和下一代測序技術等，但這些技術均不能檢測平衡性的結構畸變。