原来无创产前筛查的原理这么简单——好开森！！！
目前很多患者来到医院或在网上向我咨询，爱人怀孕以后，想做唐筛，但是不知道选择哪种方式更合适，临床医生也给我讲不清楚唐筛具体原理是个什么东东，只知道是要测序但是具体是个什么原理就说不清楚了，当然这也不能怪一线医师，毕竟术业有专攻。由于前段时间生殖青年小崔已为大家科普了唐氏血清学筛查的基因原理及临床上的一些注意事项。今天呢，小青年便对NIPT（无创产前DNA检测，Non-invasive Prenatal Testing）的基本原理为大家做一个简单的科普。由于篇幅有限，其在检测过程中的一些操作流程、注意事项及那0.1%的假阳性和假阴性率，小青年会在后边的科普中为大家普及！
我国是世界上人口最多的发展中国家。“实施优生促进工程，提高出生人口素质”，长期以来一直是我们国家的重大国策；而如何改善出生人口素质，也是全体母婴保健工作者所必需承担的一项系统工程。在常见的出生缺陷中对遗传病（染色体疾病、单基因遗传病、多基因遗传病、线粒体遗传病、表观遗传疾病等）的防治是全世界范围内控制出生缺陷的重中么重，而对染色体非整倍体异常的检测则是其中一个最为重要的环节，而对唐氏综合征（Down Syndrome，DS）的产前检测一直是临床首选检测的遗传性疾病。DS是出生时发生率最高的染色体异常疾病，也是智力低下最常见的原因，平均智商为24，且都有较高的罹患先天性缺陷和传染病的发病率，寿命显著缩短，患白血病的风险增加10-20倍，患早发性痴呆的风险也显著增加。DS在新生儿中的发生率为1/600-1/800，在我国，每位DS患者一生给家庭和社会造成的经济负担为80万人民币，每年新增加的DS患儿其生命周期的经济负担超过100亿元。
早在1947，就有cffDNA存在成人血清中的记录，它可能来自循环中胎儿细胞在各器官系统内发生的生理性调亡。1997年，Lo等证明cffDNA可靠地在孕期母血中被检测到cffDNA的平均浓度高得惊人，可以占到母体血浆中全部游离DNA的5-3%（这意味着在同一妊娠阶段，cffDNA的浓度（cffDNA/全母体血浆DNA）比胎儿细施在母血的浓度（胎儿细胞/巧血）高约20-25倍。其可早至妊娠的5-7周出现，绝大部分被包裹在核小体外部，在外周血浆中以75-205bp的小片段形式存在，与cffRNA相比，其在外周血浆中的性质更加稳定，且比例随着孕周的增大而缓慢上升，至分娩前达到高峰。同时，cffDNA平衰期为16.3分钟，在正常分娩2小时后母体外周血中已检测不到。
当胎儿为三体时，可检测出母体外周血中该染色体的cffDNA比例与正常孕妇相比升高。以21号染色体为例，如果母体外周血浆中每毫升含有1000份基因组当量的染色体，假设cffDNA含量为5%，则母体染色体所占比例为950份，胎儿染色体所占比例为50份。如为正常二倍体的胎儿，胎儿的50份中含有100条21号染色体单体，母亲的950份中含有1900条21号染色体单体，两者相加，共有21号染色体单体2000条。若胎儿为21-三体，由于胎儿的21号染色体多出一条，则胎儿的50份基因组当量中含有150条21号染色体单体，母亲的950份基因组当量中含有的1900条21号染色体单体，两者相加，共有21号染色体单体2050条。根据基因测序的结果和生物信息学技术分析，则可通过母体血浆中2050与正常人类基因组2000的差异辅助判断孕妇足否孕有21-三体胎儿。
根据cffDNA的上述特点，目前有两种方法学在测序平台上实现胎儿非整倍体的无创基因检测，即选择测序特定靶向的基因组区域的目标区域扩増测序，及检测来自全基因组序列的DNA片段的髙通量测序。
选择测序特定靶向的基因组区域的目标区域扩増测序不是测序来自全部染色体的随机产生的基因组片段，而是选择性地扩增所感兴趣的特定基因沮区域（如染色体21和18上的多态性位点，或特定的感兴趣的多态性位点），然后仅读取计数这些特异片段，提高了从母血浆中检出胎儿T18和T21的灵敏度和特异性，这一策略能够减少生物信息学分析中大量无用的信息，显著降低了需要分析读取的数据，效率随之提高，整体成本减少10倍，同时读数减少使小型台式测序仪成为可能，这对提供实验室的资金和实际使用这些仪器有好处，但缺点是不能检测全部染色体的信息。
大规模平行测序是一种高通量的技术，其应用小型化平台来测序并读取大量的来自整个基因姐的小DNA序列。母血浆中游离DNA片段，一般是170bp长度，因此模版无需片段化，直接补平，使用36Cycle读长，单端测序，这种方法允许来自母体血浆的数以百万计短序列DNA片段（通常为25-36 bp的长度）在一次单一的运行中同时被快速测序，每个25-36bp的DNA片段的染色体起源，通过与人类基因组的一个整倍体参考副本比较获得的。DNA片段（包括孕妇和胎儿的DNA）依目标染色体分类并读数与正常参考染色体比对，统计各条染色体的读段数，计算21号染色体（胎儿＋母体）在所有染色体读段数中所占比例，如果代表21号染色体的特异性序列在母体血浆中有过度表达，超过代表正常（二倍体）染色体阔值，利用统计学软件计算出诊断结果，报告为T21阳性。