导读

美国医学遗传学和基因组学学会（American College of Medical Genetics and Genomics, ACMG）成立于1991年，致力于为医学遗传学实践的生化、临床、细胞遗传学、分子遗传学、遗传咨询和其他医疗保健专业人员提供教育、资源和交流平台，推进医学遗传学和基因组学的临床实践。ACMG的重要职责包括制定实验室的实践标准和指南、倡导医疗保健和公共卫生领域的优质遗传服务，以及促进诊断、治疗和预防遗传疾病方法的发展。ACMG的年度会议，是全球医学、临床遗传学和基因组学领域的一次盛会，是遗传学专业优秀科学家和临床医生等，交流医学遗传学和基因组学的最新科学和技术进展、在医学实践中的关键作用、以及其在临床和实验室的全新应用等，全球最重要的学术会议之一。

2023年美国医学遗传学和基因组学学会（ACMG）年会于3月14至18日在美国盐湖城举行。博昊基因首席科学家张静澜博士应邀参加了2023年年会并做大会报告，报告中发布了新一代三合一无创产前筛查的一项多中心前瞻性临床研究结果。据悉，这是所有临床试验都在中国完成的研究成果，首次亮相ACMG年会的大会报告；该报告引起了与会学术界和产业界的热烈反响，博昊基因相关产品NIPT2 Pro在国际市场的临床推广工作，也已经正式开展。

近日，博昊基因首席科学家张静澜博士受邀参加2023年度ACMG年会，以“Concurrent Non-invasive Prenatal Screening for Aneuploidies, Microdeletions, and Monogenic Diseases in High-risk Pregnancies: a Prospective, Multicenter Study（染色体非整倍体、微缺失和单基因病同步无创产前筛查的多中心前瞻性临床研究）”为题进行了大会报告，分享了新一代NIPT2 Pro非干预性的多中心前瞻性临床研究成果。这一多中心前瞻性临床研究由复旦大学附属妇产科医院、浙江大学附属妇产科医院、湖南省妇幼保健院和博昊基因等单位合作完成，项目首席科学家为黄荷凤院士。测序中国第一时间分享该报告的主要内容。

前期研究结果：

NIPT2 Pro技术创新方法可靠

无创产前筛查（NIPT）已经得到广泛的临床应用。但NIPT或NIPT Plus还存在（1）不能同时检测胎儿单基因遗传病；（2）对部分染色体异常尤其是T13、45X和小片段染色体微缺失微重复等疾病，检测准确性不足、阳性预测值偏低等缺陷，临床亟需新技术来满足这些需求。

与NIPT的低深度全基因组测序不同，博昊基因新一代三合一无创产前筛查产品NIPT2 Pro，使用孕妇外周血游离DNA，通过探针杂交靶向捕获高深度测序和创新生物信息学算法，实现了对胎儿染色体非整倍体、染色体微缺失微重复和单基因显性遗传病的同步、准确的无创产前筛查。博昊基因研发团队经过不懈努力，历经数年的研发、测试、改进和临床研究，成功开发出协同等位基因靶向富集（COATE）技术，实现了非偏倚的等位基因靶标富集，从而为胎儿变异检测提供了高信噪比的数据。使用COATE测序，结合测序深度（RD）、等位基因频率(AF)和连锁单核苷酸多态性进行综合分析，可准确地将胎儿基因组与母体背景区分开来，包括多胎妊娠、母体拷贝数变异和杂合性缺失等分析干扰因素被有效识别和排除，实现了更加准确地分析胎儿变异。此外，由于测序深度远高于低深度全基因组测序，参与计算的数据量大增。因此，NIPT2 Pro不仅实现了三合一无创产前筛查，而且对染色体异常的检测准确性也有大幅度提高。

2022年10月13日，黄荷凤院士团队和博昊基因等在Cell Discovery（IF=38.079）上发表了NIPT2 Pro的方法学和回顾性临床研究论文，研究表明检测结果十分准确，灵敏度100%，特异性99.3%。测序中国也进行了相关报道（链接：新一代NIPT：孕妇血浆cfDNA遗传去卷积分析实现胎儿染色体异常和单基因病的同步筛查 | Cell Discovery）。2022年10月24日，博昊基因张静澜博士和李剑力博士受邀参加了2022美国人类遗传学协会（ASHG）年会并报告了该研究成果。（链接：专访张静澜博士:NIPT2 Pro——三合一无创产前筛查的技术创新之路）

但该技术仍面临几个问题需要解决：使用NIPT2 Pro同时筛查染色体非整倍体、染色体微缺失微重复和单基因显性遗传病的实际临床性能如何？此外，与传统的NIPT或NIPT Plus检测相比，NIPT2 Pro的检出率提高了多少？

多中心前瞻性临床研究：

NIPT2 Pro更加高效准确

为了评估NIPT2 Pro的实际临床性能，由复旦大学附属妇产科医院和博昊基因等单位牵头开展了一项历时近2年的非干预性的多中心前瞻性临床研究，重点研究了有产前诊断指征的高风险孕妇。这些指征包括产前超声检查显示胎儿结构发育异常、母体血清学等产前筛查提示高风险、传统的染色体非整倍体NIPT提示高风险以及由于胎儿结构异常而导致的人工流产。为了评估NIPT2 Pro的临床实际性能，研究团队对病例进行了随访，并将筛查结果与产前或产后诊断检测结果进行比较，其中包括一代测序或高通量测序、染色体拷贝数变异（CNV）检测和/或核型分析、WES分析等，并进行临床随访以确定妊娠结局、追踪至出生后6周。 通过计算各类异常的假阳性率、假阴性率、阳性预测值和阴性预测值来验证NIPT2 Pro的性能指标。

合格入组孕妇平均年龄为30.8岁，孕妇平均体重为60.7公斤，平均孕周为22.5周。在12-18周、19-24周和≥25周的孕妇比例分别为28.9%、39.8%和31.3%。每组的平均胎儿cfDNA比例分别为10.6%、11.7%和17.2%。值得注意的是，由于怀孕期间12-18周和19-24周胎儿比例的平均水平仅从10.6%增加到11.7%，因此检测性能在24周前受到不同孕周造成不同胎儿比例的影响较小。

在该前瞻性研究中，最终纳入分析的样本1000余例。其中，NIPT2 Pro共检测到了136例异常。与诊断结果比对，该方法复合临床灵敏度为98.4%，临床特异性为99.3%，阳性预测值（PPV）为95.3%，阴性预测值（NPV）为99.8%。值得说明的是，检测发现2例假阴性（T21），其样本传统NIPT检测结果也是阴性，可能由限制性胎盘嵌合引起。

研究结果表明，由于NIPT2 Pro同步筛查了发病率约1:400的单基因显性遗传病，因此，其筛查效率较NIPT Plus提高了约1/3。此外，NIPT2 Pro对染色体异常的检测准确性大幅提高，对于T21、T18、45X之外的性染色体异常、染色体微缺失和单基因病，该研究都没有发现假阳性。对45X和T13，其PPV值分别为88.2%和55.6%；四种性染色体非整倍体（45X、XXX、XXY和XYY）的复合PPV值达到了99.3%；6例22q11.3小片段微缺失全部准确检出，没有假阳性和假阴性。这些指标较传统NIPT或NIPT Plus都有了显著提升，可综合降低约2/3以上的假阳性。

整体而言，涵盖显性单基因疾病检测的三合一无创产前筛查NIPT2 Pro，比传统的NIPT或NIPT Plus有更高的筛查效率和分析准确性。

后续研究方向：

更大标本、更早时间和更多应用场景

虽然取得了很大的进展，但该前瞻性临床研究仍然存在一些局限性，包括高风险孕妇群体、中晚期妊娠、标本数量和观察性研究的性质等。

毫无疑问，进一步进行更多中心、大样本、孕妇普筛的前瞻性临床研究，将获得更加具有科学价值和临床意义的研究成果。未来的研究将重点关注普通人群早期妊娠，以及NIPT2 Pro非侵入性产前筛查如何影响妊娠管理和分娩计划等，这可能涉及遗传医师、产科医师、新生儿科医师等团队之间的密切合作。

更进一步研究可以分析NIPT2 Pro与传统的筛查方法和诊断的成本效益，如与NIPT Plus的背靠背比较分析。

此外，NIPT2 Pro当前适用于孕12周以上的单胎孕妇，可继续研究是否可能将采样时间提前到9-12周，配合绒毛膜穿刺诊断技术，将使孕妇获得更大收益。对双、多胎孕妇的筛查效力，也可用临床样本进行研究评估，这种情况下，生信算法需要更大的提升。

对于某些有明确超声症状的遗传病，如软骨发育不全、结节性硬化症等，如NIPT2 Pro筛查结果与超声结果高度符合，胎儿表型与基因型一致，且有相当数量的标本与侵入性产前诊断结果或流产物基因检测结果比较分析，并形成专家共识和临床指南，或可望取代这些疾病的羊水穿刺诊断。

最后，用一管孕妇外周血，检测更多种类胎儿遗传性疾病，是无创产前筛查技术的永恒追求。对常见、高发、后果严重的单基因隐性遗传病进行无创产筛，当前还是一个世界级难题，是进一步突破性研究的发展方向。

NIPT2 Pro具有显著的临床应用价值

NIPT2 Pro新一代三合一无创产前筛查，能够填补当前影像学筛查或传统NIPT的空白。影像学筛查无法在出现单基因缺陷症状之前识别患儿，而基于低深度全基因组测序的传统NIPT无法检测单基因病。根据现有发病率等数据测算和该前瞻性研究结果，假如对一般产科人群进行NIPT2 Pro孕妇普筛，胎儿罹患率可达到1:133，较NIPT Plus可多检出约1/3的患病胎儿；且假阳性率可降低2/3以上，可大大减少孕妇不必要的羊水穿刺，孕妇收益明显，具有显著的临床应用价值。

会议现场的国际同行纷纷给予该研究高度评价。例如，单基因病无创产前检测的引领者之一，2012年英国NHS单基因病NIPD临床指南的主导者Lyn Chitty教授，对该临床研究工作表现出极大兴趣，会后专门与张静澜博士讨论，分享了相关案例，并邀请今后相关研究成果可投稿发表在其主编的学术期刋上。

出生缺陷病种多，病因复杂，在放开三胎、生育年龄后延、出生人口下滑的新时代，更需要更多的新技术、新理念来进一步加强出生缺陷的预防和控制。博昊基因经过四年多的原创性研发和临床研究，推出的NIPT2 Pro新一代三合一无创产前筛查，在全球首次实现了对胎儿染色体非整倍体、染色体微缺失和单基因显性遗传病的同步准确的检测，这对我国乃至全世界的出生缺陷防控，必将带来积极的正面影响。期待更多的我国原创性技术和产品，更好地服务广大民众、造福人类健康。

关于NIPT2 Pro