妊娠期胎儿染色体异常的筛查

中国妇产科资料网妊娠期胎儿染色体异常的筛查 北京协和医院妇产科 刘俊涛前前 言言n产前诊断产科医师的职责n唐氏综合征（Downs Syndrome，DS）又名21三体综合征或先天愚型，是人类足月新生儿最常见的染色体疾病，发病率约为1/750n临床特征为先天性智力障碍、特殊面容、精神体格发育迟滞，并伴有其他严重的多发畸形，迄今没有根治方法前前 言言nDS患儿生活不能自理，不仅给家庭造成了极大的精神和经济负担，同时给社会也带来很大的负担。影响全民族的整体素质的提高。前前 言言n我国每年约2000万新生儿n根据中国优生科学协会的推算，每年约有26600个DS儿出生。目前我国有大约60万以上的DS患者n提高产前筛查质量，及时诊断DS并适时终止妊娠，降低和防止DS儿的出生成为迫切需要前前 言言n1866.Langdon Down首次提出一组白痴n1959.Lejeune等发现21三体引起白痴n1961.Clarke首次发现21三体嵌合型nDNA全序列测定，标志着DS进入功能基因组学研究时代前 言n1950年代羊膜腔穿刺术首先应用于临床进行胎儿性别鉴定及胎儿Rh溶血性疾病的诊断n1966年Steele和Breg成功地进行了羊水细胞培养及核型分析使羊穿广泛应用于染色体病和先天性代谢病的产前诊断n1975年鞍钢医院首先报道经宫颈盲吸法绒毛活检成功地进行了胎儿性别鉴定n1983年Simoni应用绒毛组织成功进行了胎儿核型分析使绒毛活检(CVS)得以较广泛地应用于临床前 言n要针对DS胎儿直接做产前诊断，需要大量的人力、物力、财力的投入n技术含量高难以普及应用n有创检查，有一定的风险n而先进行简便、有效、无创及安全、经济的产前筛查，则往往事半功倍。前前 言言n以母亲年龄作为唯一的指标是远远不够的。n美国380万孕妇统计资料显示35岁以上孕妇的DS 患儿只占31%n国家出生缺陷监测中心 2003统计资料显示85%的DS发生于35岁以下人群历史回顾n1972年，Brock首次报道羊水中aFP水平升高升高与开放性神经管畸形有关n1973年发现NTD母血清aFP升高升高产前筛查成为可能，这是首次针对出生缺陷进行产前母血清生化指标的筛查历史回顾n1984年Merkatz等首次报道怀有染色体异常特别是DS胎儿的孕妇的血清aFP水平偏低偏低。建议将aFP作为35岁以下孕妇胎儿染色体异常的筛查指标n aFP是一种糖蛋白，妊娠早期由卵黄囊合成，之后由消化道和肝脏合成。n经胎儿尿和羊水代谢n其功能不详n孕13周前在胎儿血清及羊水中稳定升高，其后迅速下降。n通过渗透作用或经胎盘直接进入母体循环。妊12周后母体血清aFP稳步增高历史回顾n1987年，发现怀有DS胎儿的母血中人绒毛膜促性腺激素（HCG）的水平是正常孕妇的2倍；游离雌三醇（uE3）的水平比正常低25%；aFP、HCG和uE3三项指标联合起来称为三联筛查。对15-22周的孕妇进行筛查，检出率为60%，假阳性率5%历史回顾n1990年，B超成为筛查DS的新方法，用“颈后半透明带厚度（Nuchal translucency，NT）”筛查10-11周的孕妇n1991年PAPP-A（妊娠相关血浆蛋白A）与DS有关n1994，将HCG分为a-HCG和-HCG分别进行检测n1996年，抑制素A成为第四种血清检测指标 051015202519651970197519801985199019952000年Year出生 Births(每 Per 10,000)脊柱裂脊柱裂Spina bifida 无脑畸形无脑畸形Anencephalyn对于DS的筛查，远比神经管畸形的筛查复杂。n1 DS风险有年龄特殊相关性n 35岁一下1/1000 35岁1/249n 40 岁 1/100 45岁 1/25n2 正常胎儿和染色体异常胎儿的母体血清aFP水平有很大的重叠MOM值nMOM:(Multiples of Median)中位数的倍数nMOM:(Multiples of the normal gestation-specific Median)正常妊娠特定期中位数的倍数概 率 比（LR)nLR（Likelihood Ratio）拟然比，概率比n患者人群试验呈阳性的概率与非患者人群试验呈阳性的概率之必n可以看出孕中期DS 胎儿的母亲血清aFP水平（MSAFP）MOM。即平均比正常平均水平低20%n虽然有一定的意义，但仅仅以此建立一个阳性切割值（Cutoff）以决定是否需要进行有创检查是不够的阳性切割值（Cut Off Value)n 必须在特定的MOM基础上将母亲年龄特异性风险加以校正，再用拟然比。n不同标志物的拟然比相乘得出总风险率。n如果孕妇的风险度等于或大于年龄35岁孕16周的DS年龄特异性风险度（1/270）则称为“筛查阳性”，需行羊水穿刺。n1/270即为阳性切割值（Cut off Value)例如nA、B两位27岁的孕妇，DS发病的年龄风险率为1:1200A:a-FP=0.65(LR=1.5)B:a-FP=0.83(LR=1.0)uE3=0.6(LR=2.5)uE3=0.87(LR=1.0)hCG=2.1(LR=2)hCG=1.5(LR=1.0)总风险率：7.5:1200=1:160 1.0:1200=1:1200妊娠期胎儿染色体异常的筛查n在年龄低于35岁的孕妇群，单独使用MSAFP作为筛查标志物，可筛查出25-35%的DS 儿（New England Regional Genetic Group，1989；Wald et al.，1997）妊娠期胎儿染色体异常的筛查n筛查阳性而超声检查不能提供合理解释（如孕周不符）则孕妇需看产前咨询门诊进一步行羊水穿刺以除外DS 或其他染色体异常。n如果羊水穿刺结果正常，筛查阳性与不良妊娠结局（自然流产、死产）仍然相关（Waller et al.，1994）nSimpson等认为其预测意义并不大MarkersnHCG：(Human Chorionic Gonadotropin)一种糖蛋白，由a亚单位和亚单位组成，亚单位决定激素的特定功能。nHCG从胚胎种植开始至妊娠8周逐渐升高，8-12周是平台期，12-18周开始下降，此后又是平台期直至足月。Markersn80年代，人们发现怀有DS 儿的母亲血清HCGMOMn对于游离HCG在DS儿筛查中是否优于HCG尚有争论。nWenstrom，1997和Extermann等1998认为游离HCG可以提高DS的检出率降低假阳性率。n有作者认为二者无明显差异Markersn非结合雌三醇（unconjugated estriol uE3）nuE3是在胎儿肝脏由硫酸脱氢表雄酮转化为16-a-羟基硫酸脱氢表雄酮然后在胎盘转化为uE3。n与MSAFP相同，怀有DS 儿的孕妇血清uE3水平较正常孕妇偏低（约25%）Markersn有学者认为uE3测定可有可无，因为其对DS的筛查效果不如MSAFP和HCG，也有学者认为其测定的误差范围大于MSAFP 和HCG（Spencer，1994）n但在美国的三联筛查方案中仍使用uE3以降低假阳性率。Markersn抑制素A（Inhibin A）是一种二聚体的糖蛋白，一个a亚单位和A亚单位以二硫键相连。妊娠期inhibinA由黄体继而胎盘合成。n与HCG相同，在怀有DS 儿的孕妇血清中inhibin A升高。n有资料显示inhibin A在DSMOM，假阳性率5%MarkersnInhibin A可与三联筛查组成四联筛查。检出率可达70%n也有学者认为inhibin A与hCG有很强的相关性，因此在有hCG和aFP的方案中加入inhibin A意义不大。n 不同血清标记物在DS中的平均水平nMarker Effective screening DS Average(MOM)95%CIn Range(weeks)nFree-hCG nhCG nInhibin 妊中期筛查方案n在90年代初，Haddow等曾对MSAFP，hCG和uE3三联筛查DS做了前瞻性研究。n共筛查病例25207例，其中1661例（6.6%）被认为是DS高风险（1：190）均经超声确诊孕周后再次评估，最终760例作了羊水穿刺。nDS20例，其他染色体异常7例nDS检出率为58%，假阳性率3.8%妊中期筛查方案nPhillips 等1992，用同一筛查方案对9530例年龄在35岁以下孕15-20周的孕妇进行DS筛查。对高风险度的病例行羊水穿刺，n风险度（以各指标的拟然比相乘后）等于或大于35岁的风险度为高风险度。nDS检出率为57%（4/7）；n三联筛查方案假阳性率比单用MSAFP略高，但DS检出率却高出2.3倍（Haddow，1993)妊中期筛查方案nChao et al，1999；Spencer,1999;Jou et al.,2000，采用母亲年龄加三联筛查方案进行了研究。n需要强调的是，B超核对孕周应以双顶径来核对而不能用股骨长度来核对。因为在DS患儿股骨长度平均要短nDETECTION RATES IN SINGLETON PREGNANCY USING SECOND TRIMESTER MARKERSnMarker(s)Detection Rate(%)for a 5%False-Positive RatenMaternal age alone:30n 36 yearsnMaternal age with one marker:n AFP 36n uE3 41n hCG 49n Free a-hCG 38n Free-hCG 49n Inhibin A 44 nMaternal age with two markers:n AFP,hCG n AFP,free-hCG 54n AFP,inhibin A 53nMaternal age with three markers:nAFP,uE3,hCG 59nAFP,uE3,free-hCG 60nAFP,uE3,inhibin A 60nAFP,hCG,inhibin A 64nMaternal age with four markers:nAFP,uE3,hCG,inhibin A 67nAFP,uE3,free-hCG,inhibin A 67n 筛查的基本原则n美国妇产科医师学会（American College of Obstetricians and Gynecologists ACOG）对DS的筛查方法作如下推荐：n1.应向35岁以下，据月经推算妊娠15-18周的孕妇提供母血清筛查以评估DS 风险n2.在知情同意的基础上筛查应是自愿的。应有多种可供选择的筛查方案并与病人讨论预期的检出率筛查的基本原则n比筛查更重要的是让病人了解检测的性质和目的、预测价值以及与诊断性检查相比所具有的局限性。n3.不特别推荐某一筛查方案，但是，每个实验室应能够确定其使用的方案或检测方法DS儿 的检出率与已发表的预测值有可比性（单用MSAFP20-25%；MSAFP、hCG和uE3至少55-60%），经B超核对孕周后假阳性率应在5%或以下筛查的基本原则nB超校正后实际阳性检出率的信息。新的筛查方案其阳性检出率最初是建立在对所获样本的回顾性的检测基础之上，大样本的前瞻性研究方能得出实际的检出率。筛查的基本原则n5.筛查方案应提供能解释测试结果所需的信息：末次月经，年龄，体重，种族以及相关的家族史和产科病史。筛查的基本原则n6.产科医师应熟悉实验室报告。报告需包括以下内容：（1）患者的年龄相关风险n（2）校正后的风险（3）表明患者的校正后风险是否超过预定的切割值（cutoff）n即是否超过35岁妇女的风险值。n阳性切割值应与临床医生常规以年龄为唯一DS风险指标行产前细胞遗传学诊断人群的切割值相一致。筛查的基本原则n7.所有DS风险度高于阳性切割值的患者，在行羊水穿刺之前，首先应经B超确定孕周，校正由于孕周错误所致的风险度，。n校正孕周应基于BPD的测量而不是测量FL。在一些DS患儿FL较短筛查的基本原则n8.对于35岁以上的高龄产妇并没有常规推荐多指标筛查以替代为行细胞遗传学诊断而行的侵入行检查。（不是所有的国家都同意美国的政策）。对于不愿承担羊水穿刺的风险或想在决定是否接受羊水穿刺前得到更多信息的患者，可以提供血清筛查。筛查的基本原则n如果35岁以上的病人要求行DS血清筛查应告知其所在年龄组有较高的阳性检出率。n同时应告知病人与CVS和羊水穿刺相比血清筛查DS或其他染色体异常如47，XXX和47，XXY的检出率降低18三体 筛查n18三体也可以用三联筛查，怀有18三体胎儿的母亲血清hCG、AFP和uE3水平降低。（三低）n当该三项指标中的一项低于特定的切割之后可以作为行羊水穿刺的指征。nAFP0.75MOM；hCG0.55MOM；uE30.60MOM。使用这些切割值可检出60%-80%的18三体，假阳性率为0.4%（Haddow et al.,1993）18三体筛查n Benn等1999年分析了41565例孕中期18三体筛查的资料，比较了利用固定切割值和病人特定风险（考虑病人本身风险因素）方案的筛查结果。固定切割值组检出率为23%，假阳性率0.19%；特定风险组检出率69%，假阳性率0.45%nBrumfild等（2000）报道B超结合血清筛查可使18三体检出率提高至80%双胎的筛查nDS在双胎妊娠中较单胎妊娠更易发生。反映出双胎（双卵双胎）和DS都与孕妇高龄有关。而单卵双胎并没有这种趋势，因此，多年以来双胎的DS筛查较之单胎受到限制。双胎的筛查nNeveux等（1996）曾按单胎的切割值计算了双胎妊娠的DS检出率。单卵双胎为73%，而双卵双胎仅为43%nSpencer等曾用free hCG和AFP二联对420例双胎妊娠筛查并于6661例单胎妊娠相对照，经过双胎校正MOM后，检出率仅为51%。双胎的筛查nMEDIAN SECOND TRIMESTER SERUM MARKER LEVELS IN UNAFFECTED TWIN PREGNANCIES RELATIVE TO SINGLETON PREGNANCIESn Number of WomennSerum Marker Singleton pregnancy Twin pregnancy median marker level inn twins relative to singletonnhCG nFree a-hCG nFree-hCG nInhibin nData from Wald NJ,Kennad A,Hackshaw S,et al.,1997 双胎的筛查n双胎的DS检出率低于单胎n1991年Rodis等报道，双胎妊娠对于每个胎儿来讲，32岁双胎妊娠其DS的风险相当于35岁单胎妊娠的风险，可直接做羊水穿刺n鉴于此，ACOG（2001）建议对33岁双胎妊娠的妇女行羊水穿刺。n如果能确认双羊膜囊，31岁双胎妊娠的风险近于35岁妊娠的风险，为1:315妊娠早期的筛查n早孕期筛查（First trimester 8-14weeks）：n1.保密性nNTD，因为AFP在15周之前没有意义妊娠早期的筛查n人们研究了大量的胎儿胎盘产物，以期找到能作为筛查的指标。最终发现，妊娠相关血浆蛋白A（PAPP-A）和freehCG在早孕期DS的筛查中有意义。n早孕期DS儿母体PAPP-A水平降低，患DS者42%的母体PAPP-A值低于正常者的第五百分位，FreehCG则升高，18%高于正常者的第95百分位（Wald et al.,1996）妊娠早期的筛查n用PAPP-A和freehCG二联筛查，平均检出率为60%（55%63%），假阳性率为5%（Wald et al.,1995；Krantz et al.,1996；Berry et al.,1997；Biagiotti et al。，1998；Haddow et al.,1998）n First Trimester Serum Screening:Predicted Efficiencyn Cutoff Risk(at Term)n DR for 5%FPR 1 in 200 1 in 250 1 in 300nCombination DR FPR DR FPR DR FPRnPAPP-A and nfree-hCG nPAPP-A,freen-hCG nPAPP-A,freen-hCGnModified from Cuckle H:Integrating antenatal Down syndrome.Curr Opin Obstet Gynecol 13:175,2001妊娠早期B超筛查nNT(Nuchal Translucency)在早期DS筛查的作用：nMalone等于2000年分析八项研究结果显示：在普通人群中NT的筛出率为29-91%n原因：NT测量的技术n NT切割值的制定不同nmmn 2.根据胎儿头臀长度相对应的NT的第95百分位 妊娠早期B超筛查n英国，1998年在22个授权中心对96127名孕妇进行研究。NT的切割值：大于NT的第95百分位（根据胎儿头臀长）。nDS检出率：75%，加以母亲的年龄风险因素效正，以1/30作为切割值，则可检出达82%的DS，假阳性率为8%；如果将加阳性率控制在5%，则检出率为77%nSebire et al.,1996；Maymon et al.,1999认为在双胎妊娠中NT仍可像单胎妊娠一样测量妊娠早期染色体异常的筛查nNT结合二联在孕早期筛查DS：nSpencer等1999用free-hCG和PAPP-A结合NT测量对210例单胎妊娠DS儿病例和946例染色体正常儿的病例进行研究。两组在母亲年龄、孕周及标本储藏时间等无显著差异。所有病例均在孕10-14周行超声测量，在测量的同时采取母血标本妊娠早期染色体异常的筛查n结果：nhCG、PAPP-A和NT的MOM，DS的检出率为89%，假阳性率为5%n2.如果将检出率固定在70%，假阳性率为 1%n3.在低年龄组，检出率偏低n4.双胎组（2000）模拟出80%的检出率（单胎90%）妊娠早期染色体异常的筛查n2000年Krantz等首先发表了一项大样本的前瞻性研究结果。各年龄组总病例10,251例。其中5809例测NT。n共有21三体50例；18三体20例。n血清筛查NT：n 35岁 35岁n DR DRn21三体 87.5%92%n18三体 100%100%妊娠早期染色体异常的筛查nSchuchter等（2002）报道早期筛查在4939例中，DS检出率12/14nWapner 等（2002）报道了一项多中心研究。8514名孕妇在妊娠74-97天之内全部进行了筛查，平均年龄34.5岁，运用孕中期的阳性切割值1/270，DS检出率85.2%，假阳性率9.4%；n假阳性率如为5%，敏感性：78.7%；n假阳性率：1%，敏感性：63.9%妊娠早期染色体异常的筛查nDS检出率：n 小于35岁 大于35岁n DR FPR DR FPRn 66.7%3.7%89.8%15.2%n经年龄效正后，在FPS5%时，DR78.8%早孕期胎儿染色体异常的筛查n根据以上研究似乎提示我们如果有条件的话，应该开展早孕期筛查。n但人们注意到，早孕期染色体异常的病例有的因自然流产而失访，如果考虑这一因素，则早孕期筛查的DS检出率将会降低。n估计约降低3%。（Krantz et al.,2000）nWapner 等，估计在早孕期DS 78.7%的检出率（FPR5%）相当于中孕期的75%妊娠期胎儿染色体异常的筛查n结合B超早孕期筛查似乎更有优势！n尚有争论早、中孕期联合（续贯）筛查nWald等于1997年首先提出n英国SURUSS（Serum Urine and Ultrasound Sreening Study）n美国FASTER（First And Second Trimester Evaluation of Risk for Aneuploidy）nScreening to achieve an 85%detection rate for different methods showing the FPR,odds of having an affected pregnancy given a positive resultnMethod of screening odds of being affectedn(all include maternal age)Risk cutoff level FPR(%)given a positive resultnFirst Trimestern Combined test 1 in 540 4.9 1:45nSecond Trimestern Quadruple test 1 in 630 9.8 1:88n Triple test 1 in 830 14.5 1:131n Double test 1 in 1040 22.1 1:200nFirst and Second TrimesternIntegrated test:nPAPP-A,NT+Quadruple 1 in 120 0.9 1:9nIntegrated test variants:nPAPP-A,NT+Triple 1 in 190 1.5 1:13nPAPP-A+Quadruple 1 in 410 5.2 1:47nPAPP-A+Triple 1 in 560 7.7 1:70nDown syndrome detection rates and FPR according to maternal age and method of screeningn Double test Triple test Quadruple test Full integrated testnAge(years)DR FPR DR FPR DR FPR DR FPRn35+86 24 88 19 91 17 nAll test include maternal age with gestational age estimated using ultrasound.nFrom Wald NJ,et al.:Integrated screening in Downs syndrome based on tests performed during the first and second trimaster.N Eng J Med 341:461,1999 妊娠期胎儿染色体异常的筛查n在SURUSS中，当检出率固定按85%计，则随着不断增加检测项目FPR 逐渐降低。n FPRnPAPP-A,hCG,NT 5.6%naFP,hCG,uE3 9.9%naFP,hCG,uE3,inhibin A 5.6%nPAPP-A+Quadruple test 2.4%nNT+PAPP-A+Quadruple test 0.9%妊娠期胎儿染色体异常的筛查n联合（续贯）筛查：n1.需将早期的标本保留到中期后同时计算，否则检出率将有所下降n2.增加投入，降低costeffect影响筛查指标的因素 体重：由于稀释作用使AFP、uE3、hCG水平降低。n种族差异：AFP在亚洲及黑人的水平较西班牙（Hispanic）人和白人高。nhCG水平在非裔美国人中较高nIDDM与uE3、hCG水平升高有关n母亲吸烟：使MSAFP升高3%n 使hCG降低3%n 使uE3降低23%影响筛查指标的因素nPerona等1998报道，IVF与自然妊娠相比，hCG明显升高而MSAFP明显降低。nBar-Hava等（2001）发现：IVF妊中期母血清hCG水平高于自然妊娠nLiao（2001）发现：孕早期free-hCG升高而PAPP-A降低。nNT没有明显差异影响筛查指标的因素n如果不对这些因素加以校正，将增加1%的FPR。n通常对体重和种族加以效正，并不对吸烟、IVF和母体的疾病状况进行效正（Heinonen et al.,1996;Wald et al.,1999)其他筛查指标nCuckle 等1994提出尿中的代谢产物也可用于DS的筛查。nCanick 等于1995年对14例怀有DS儿的孕妇尿促性腺激素肽（Urinary gonadotropin peptide UGP）水平进行测定，与91例正常妊娠妇女相对照。其他筛查指标nDS组UGPMOM。nCuckle等1994曾检测孕妇尿中UGP、tE和hCGa亚单位。DS组24例，对照组294例。DS组的平均值为：UGP6.02MOM；tE0.74MOM；a-hCG1.08MOM。a-hCG无显著性差异。在5%假阳性率时，单用UGP的DS检出率为79.6%，UGP 和tE联合检出率为82.3%其他筛查指标nBahado-Singh等2000年报告了1016例的前瞻性研究。其中DS23例。利用高糖基化hCG（Hyperglycosylated hCG）结合超声指标，DS检出率为91.3%（FPR3.2%）其他筛查指标nhCG的不同糖化形式指标n过氧化物岐化酶n前列腺特异抗原（prostate-specific antigen）nActivin A筛查高风险的处理n首先应行B超检查核对孕周（以双顶径）n再次校对风险率n如仍为高危：仅代表可能而不是确诊，应到遗传咨询门诊就诊n染色体核型分析确诊充分告知病情，是否继续妊娠由孕妇和家属决定注意事项n化验单的填写：n年龄n体重nLMPn采血日期