作者:陳正鑫/有勁生物科技

 

NIPT是一種以非侵入的方式檢測孕婦血液中的游離DNA,該DNA的來源主要為媽媽本身,但亦有胎兒在發育中進行細胞凋亡所殘留的DNA。胎兒DNA占全部游離DNA的比例是左右NIPT準確率以及可信度的關鍵,一般認為,當胎兒比例低於4%時,因為僅能偵測到有限的胎兒DNA數量,將會導致NIPT出現偽陰性的結果,所以將胎兒DNA比例做為NIPT的品質管理條件是很重要的,至今,有許多實驗室運用不同的生物資訊手段發展出許多推估胎兒DNA比例的計算方法。

 

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  1. A. Y chromosome-based approach: Y chromosome除了可以用以判斷性別也可用來計算胎兒DNA的比例,藉由定序到Y chromosome的片段數量,計算其占所有染色體的比例並與正常男性的值做比較,將可以得出胎兒DNA比例,但只限於懷男胎的情形。
  2. B. SNP-based approach:  SNP的位置,胎兒的等位基因都不會和媽媽或爸爸相同,分辨出胎兒的等位基因後,即能計算出胎兒DNA在孕婦血液中的比例。此方法因為需要得到爸爸的DNA資訊,或是增加定序深度,或是額外定序純媽媽DNA導致成本增加。
  3. C. cfDNA count-based approach:  SeqFF,可以直接計算胎兒DNA比例不用額外進行操作。運用定序的reads讀數在elastic net和reduced-rank regression model中做計算,但在胎兒比例5%以下時,準確度有待改善。
  4. D. Methylation-based approach:  CpG的C常常被甲基化修飾,但在不同器官不同來源修飾的程度也不同,藉由篩選出高度甲基化的胎兒DNA進而估算其在整體游離DNA中的比例。
  5. E. cfDNA size-based approach:  DNA有著不同大小的差別,胎兒的片段普遍較媽媽短,所以藉由比較短片段及大片段的比例可以計算出胎兒DNA的量。
  6. F. Nucleosome track-based approach:  近來,發現來源不同,核小體也有些微的差異,媽媽核小體的大小為166bp,而胎兒的核小體為143bp,發現該現象的團隊推測其中的差異在於胎兒核小體間的linker DNA被修飾去掉,由linker DNA占全部游離DNA的比例可推算出胎兒DNA的比例,但此種方法的準確度目前相較於其他方法來的低,尚需更多臨床研究去驗證。

 

不同方法都有各自的優缺點,不論何種,對於NIPT的把關都是必須的,低的胎兒DNA比例會使準確率下降,且每種方法都還需要更多的樣品去驗證及校正,使的在計算胎兒DNA比例上能更精確,減少失誤的產生。

 

參考文獻:

Xianlu Laura Peng, Peiyong Jiang Bioinformatics Approaches for Fetal DNA Fraction Estimation in Noninvasive Prenatal Testing. Int. J. Mol. Sci. 2017, 18(2), 453

 

 

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