[发明专利]一种多维度多价仿生识别纳米界面用于胎儿细胞富集的方法

说明书

本发明涉及一种多维度多价树枝状DNA聚合物，聚合物支架；单链DNA、纳米结构的DNA和/或PAMAM树枝状分子，其会结合所述聚合物支架上，能以其结合到的聚合物结点向外延伸；核酸适配体或多肽，其能结合所述的单链DNA、纳米结构的DNA和/或PAMAM树枝状分子，并能够特异性结合靶向分子；所述多维度多价树枝状DNA聚合物优选地包括聚丙烯酰胺支架；至少一种单链DNA，其连接到聚丙烯酰胺支架；至少一种核酸适配体，其通过碱基互补配对原则结合到至少一种单链DNA。多维度多价树枝状DNA聚合物可以修饰到微流控芯片或磁珠上，从而用来富集细胞(如，循环肿瘤细胞、循环胎儿细胞等)，并进行下游基因分析。

技术领域

本发明涉及无创产前诊断(Noninvasive prenatal diagnosis,NIPD)领域， 尤其是涉及用于孕妇无创产前诊断的循环胎儿滋养层细胞的捕获、释放和染 色体非整倍体分析的技术领域，具体涉及多维度多价仿生识别纳米界面和其 用于胎儿细胞富集的用途或方法。

背景技术

产前诊断的普及已经成为控制先天性畸形的有力手段，准确的产前检查 可以在出生前或出生后及时进行治疗，并为有特殊情况的婴儿提供心理和医 学上的准备。然而大约3％的活胎出生时会有严重的畸形，对个人、家庭和社 会有着重大影响。在过去的二十年里，产前诊断从超声技术和分子诊断的进 步中受益匪浅，这些技术可以用来检测诸如神经缺陷、微观和亚微观染色体 异常以及单基因疾病等问题。目前，包括绒毛取样和羊膜穿刺术在内的侵入 性诊断方法仍然是产前诊断的金标准，然而，绒毛取样和羊膜穿刺术是有创的，且易导致流产风险和出生后残疾。

在妊娠期间，随着细胞滋养层和合体滋养层细胞经历融合和凋亡的生理 周期，DNA片段从胎盘释放到母体循环中。结合新一代测序技术和生物信息 学分析，游离胎儿DNA(cff-DNA)检测已成为孕早期非整倍体筛查的有力工 具。然而，由于cff-DNA背景污染大、胎儿遗传信息的高度碎片化，因此基于 cff-DNA的NIPD可能仅仅只能作为一种筛查技术，临床决策应以侵入性检测 确认胎儿基因分析为指导。

母体血液中循环的胎儿细胞(CFC)是母胎信息交流的载体，其具有完整 的胎儿基因组。在已鉴定的有核红细胞(fnrbc)、白细胞和循环滋养层细胞 (cTBs)等CFC中，fnrbc和cTBs的分离是研究的重点。细胞完整性的本质使 这些胎儿细胞能够提供更全面的信息，并提供无创诊断的检测方法。不幸的 是，与胎儿细胞检测、分离和鉴定相关的技术挑战(母亲血液中的胎儿细胞 既脆弱又丰度低，而母体外周血中的白细胞为10⁶个，红细胞为10⁹个/mL)阻 碍了基于胎儿细胞的无创产前诊断技术的发展。大量的方法如：梯度离心法、 磁分选法、基于荧光的分选法、微流控技术以及上述方法的各种组合已被用 于CFC的检测。这些方法目前已成功应用于实验室环境或半临床试验。然而， 这些技术存在着分离效率低、特异性差等缺陷，在临床应用中未能为目前的 有创性产前检测方法提供有效的替代选择。

胎儿滋养层细胞(cTBs)是NIPD的另一个理想靶点，其寿命短、具有胎 儿核型和基因型的表达(除了局限性胎盘嵌合体)以及一系列生物标记物的 表达。最近由贝勒研究所领导的研究表明，cTBs最早可在10周内通过传统方 法获取并用于比较基因组杂交(aCGH)和下一代测序。