全基因組測序技術作胎兒產前診斷

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所有父母都希望有個健康寶寶,唯產前檢查仍有技術限制,未能百分百測出輕微的基因組及染色體異常。香港中文大學醫學院婦產科學系成功引入嶄新的全基因組測序技術,以進行遺傳學入侵性產前診斷。

大的研究團隊證實新技術與目前採用的染色體核型分析(Practice Karyotyping Analysis)和染色體微陣列分析(Chromosomal Microarray Analysis)又稱為基因芯片技術(Fetal DNA Chip Testing)相比,能夠更精確檢測致病性的基因組微缺失或微重複,從而提升診斷胎兒是否患有嚴重先天性疾病的靈敏度及準確性,有關研究結果已於國際期刊《Genetics in Medicine》發表。

自2019年6月起,醫院管理局向所有高危懷孕的香港媽媽提供免費的基因芯片技術分析。倘若孕婦曾經歷流產、死胎、在超聲波檢查時發現胎兒出現異常或唐氏綜合症篩查呈陽性等等,醫生會建議她們接受入侵性產前檢查,以診斷胎兒是否患有遺傳疾病。

揪出微細基因異常

傳統的胎兒染色體核型分析透過顯微鏡觀察染色體的結構,約三分之二胎兒的細胞核型報告會呈現正常,但當中至少有一成胎兒會出現結構異常或發育遲緩,這與多種綜合症或遺傳病有密切關係。

中大醫學院婦產科學系系主任梁德楊教授解釋:「如果我們能夠在產前診斷中發現胎兒患有臨床顯著的基因組失衡,就能夠為孕婦及其家人提供更多資訊,協助他們作出相應決定,並檢視日後生育的計劃。許多綜合症或遺傳病其實都與染色體細微結構出現異常有關,但傳統的染色體核型分析難以將這類微細的基因異常辨認出來。」

2009年,中大在亞洲區率先引入並應用「基因芯片技術」於產前診斷上,運用「染色體微陣列分析」以檢測超過100種已知的基因序列缺失或重複。婦產科學系團隊於今年再引入「全基因組測序技術」,可更精準及全面地檢測基因中的微缺失或微重複,揪出更微細的致病性變異。

「基因芯片技術」和「全基因組測序技術」均通過使用絨毛活檢細胞、羊水或胎兒臍帶血測量DNA序列中的拷貝數變異(Copy Number Variations,CNVs),以檢測胎兒是否出現基因組失衡。DNA拷貝數是指某個基因或基因組部分的拷貝數目出現重複或遺漏。這些DNA拷貝數的差異令每個人有不同特徵,亦會導致某些疾病發生。在中大最近發表的另一份研究運用基因芯片技術分析與產前診斷有顯著臨床意義的DNA拷貝數,證明每64個進行入侵性遺傳診斷的懷孕個案當中,有一個會發生致病性的基因畸變。

中大醫學院婦產科學系副教授蔡光偉表示:「基因芯片技術能夠在單次測試中快速分析所有染色體,但它的分析敏感度受到探針的密度和能夠覆蓋的目標區域所限制。全基因組測序則是一種先進的測序方法,可提供全基因組序列信息,現時高深度的全基因組測序能檢測非常多基因組未知的變異,但價錢非常昂貴。過去五年,我們的團隊通過利用低深度高通量全基因組測序的方法,成功開發了全基因組DNA拷貝數分析(FetalSeq),每次可檢測的樣本數量更多(48個),並證明比基因芯片技術更能夠為產前診斷提供額外及更精準的遺傳信息。」

新技術檢出更多致病性基因

為了比較FetalSeq胎兒測序和基因芯片技術對產前診斷的準確性和有效性,中大團隊於2016-2019年間透過香港中文大學及廣州暨南大學深圳市寶安區婦幼保健院產前診斷中心為1,023名需要進行入侵性產前基因檢測的婦女,進行了對比研究。

結果顯示,FetalSeq胎兒測序不但能夠覆蓋基因芯片技術可檢測的所有基因變異,更為額外1.7%(17 / 1,023)病例提供新的診斷資訊,而隨後的跟進研究亦確定了由FetalSeq額外檢測出來的DNA拷貝數所具的致病性。

中大醫學院婦產科學系研究助理教授董梓瑞博士表示:「通過分析全基因組,FetalSeq胎兒測序可有助鑑定由染色體疾病、致病性DNA拷貝數變異(Pathogenic CNVs)或單基因病症(例如杜興氏肌肉營養不良症)。此技術能夠為孕婦及其家庭提供更準確的胎兒診斷,以便日後進行健康管理。」

在中大最近發表的另一份研究運用基因芯片技術分析與產前診斷有顯著臨床意義的DNA拷貝數(Copy Number Variations,CNVs),證明每64個進行入侵性遺傳診斷的懷孕個案當中,有一個會發生致病性的基因畸變。3

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