[发明专利]测定胎儿游离DNA含量的方法及其用于实施该方法的装置

说明书

本发明涉及通过高通量测序技术进行无创产前基因检测的领域。具体地，本发明涉及母体外周血中胎儿游离DNA含量的测定方法。

技术领域

本发明涉及通过高通量测序技术进行无创产前基因检测的领域。具体地，本发明涉及母体外周血中胎儿游离DNA含量的测定方法。

背景技术

目前的无创产前基因检测通过采集母体外周血，提取其中的血浆游离DNA，并采用新一代高通量测序技术，结合生物信息分析，最终评估胎儿患染色体非整倍体(21-三体又称唐氏综合征，18-三体，13-三体)的风险。该方法最佳检测时间为孕周大于12周，具有无创取样、无流产风险、高灵敏度，准确性高的特点，目前被广泛应用于产前临床检测中。

胎儿游离DNA的存在于1997年被首次证实。Lo等人通过PCR法扩增母体外周血浆中的Y染色体特异DNA片段，从而在怀有男胎的母体血浆中检测到胎儿游离DNA(cell-freefetal DNA，cffDNA)(参见Lo,Y.M.等,Presence of fetal DNA in maternal plasma andserum.Lancet,1997.350(9076):p.485-7)。此后多篇报告母体血循环中既有完整胎儿细胞，又有自由循环的细胞游离核酸，使得利用cffDNA来无创性产前评价胎儿遗传特性成为可能。

进一步的研究发现，胎儿游离DNA在母体外周血浆中以小片段存在，平均仅为166bp。血浆中的游离DNA含量很低，一般每毫升血浆中的游离DNA含量仅为纳克级，而其中来自胎儿的游离DNA含量更低，仅占全部游离DNA的3％-6％(该比例随着孕周增加而缓慢上升)。此外，胎儿游离DNA的半衰期非常短，为16分钟左右，在正常分娩后2小时的母体外周血中已经检测不到。胎儿游离DNA的这种快速降解的特性使其可以作为无创产前检测的最优材料。

2008年，Chiu等人第一次系统性证明了使用母体外周血浆cffDNA可以实现无创产前非整倍体检测(参见Chiu,R.W.等,Noninvasive prenatal diagnosis of fetalchromosomal aneuploidy by massively paralel genomic sequencingof DNA inmaternal plasma.Proc Natl Acad Sci U S A,2008.105(51):p.20458-63)。其理论依据如下：以出生缺陷中最常见的唐氏综合征(T21)为例，正常胎儿和正常母亲的21号染色体均为2条，患有唐氏综合征的胎儿其21号染色体为3条。假定母亲外周血中胎儿游离DNA的含量为20％，母体自身游离DNA占80％，为了方便说明，假定共有10份DNA拷贝。怀有正常胎儿的母体外周血浆的21号染色体游离DNA就是10份，2份来源于胎儿，8份来源于母亲。对于怀有唐氏综合征胎儿的母体来说，则不难算出其外周血浆的21号染色体游离DNA有11份，3份来源于胎儿，8份来源于母亲。怀有唐氏综合征胎儿和正常胎儿的母体外周血浆中21号染色体游离DNA比例就是11：10。同样，对于胎儿游离DNA的含量为5％的情况而言，怀有唐氏综合征胎儿和正常胎儿的母体外周血浆中21号染色体游离DNA比例就是10.25：10。因此，无需分离胎儿来源的游离DNA，总体上怀有唐氏综合征胎儿的母体外周血浆中21号染色体游离DNA的总含量将微微升高。理论上通过区分这一微小的差异，便可以实现利用cffDNA来进行胎儿染色体疾病产前检测。