NIPT檢測樣品中胎兒游離DNA濃度的影響因子－有勁的基因資訊

作者：李覺白/ 有勁生物科技

孕婦血漿中除了含有孕婦本身的游離DNA，也帶有胎兒的游離DNA。非侵入式產前檢測(NIPT) 便利用這個特性，透過檢測孕婦血液樣品內胎兒游離DNA含量比例，來判斷胎兒是否有先天性染色體異常的狀況。而樣品中胎兒游離DNA濃度是否過低，則是評估檢測結果可信度的重要指標。

回顧至今的相關研究，以下兩類重要因素會影響孕婦血漿樣品中胎兒游離DNA的濃度：

1. 孕婦的孕期

2013年Eric Wang團隊對2萬多個孕婦收集了不同孕期階段的血漿樣品，發現胎兒游離DNA含量的比例隨著孕期增加而升高。請見下圖一，黑色點為孕期第10週~第21週，紅色點為21週以上的孕婦血漿樣品檢測結果。胎兒游離DNA濃度於10週~21週期間，平均每週會升高0.1%；第21週之後，胎兒游離DNA濃度則每週增加1%。

圖一、孕婦懷孕週期與血漿中胎兒游離DNA濃度的關係。(圖片來源：Wang, E., et al. Prenatal Diagnosis 2013; 33(7): 664.)

2. 孕婦體重

Eric Wang團隊的研究也顯示，孕婦體重偏高時，其血漿中胎兒游離DNA濃度有偏低的傾向。2萬多個孕婦在第一次抽血後進行血漿樣品的分析比較；各體重區間內，血中胎兒游離DNA濃度通過檢測最低門檻(4%)的成功率如圖二所示。可觀察到孕婦體重在100公斤以下時，超過九成五的孕婦在初次抽血時胎兒游離DNA濃度即達到檢測門檻；體重超過100公斤的話，血中胎兒游離DNA濃度達到檢測門檻的比例則逐漸下降。當孕婦重達140公斤時，僅有約七成的孕婦其胎兒游離DNA濃度能通過4%的門檻。

孕婦體重與血漿樣品中胎兒游離DNA濃度的關係圖。圖中可見胎兒游離DNA濃度通過4%檢測門檻的比例隨著孕婦體重上升而下降。(圖片繪製：李覺白；數據來源：Wang, E., et al. Prenatal Diagnosis 2013; 33(7): 664.)

2015年Kinnings團隊也收集了14萬個樣品，得到類似結果：當孕婦BMI肥胖指數(身體質量指數; Body Mass Index)較高時，胎兒游離DNA濃度過檢測最低門檻(這裡設3.7%)的比例較低，如下圖三。

孕婦BMI肥胖指數與血漿樣品中胎兒游離DNA濃度的關係圖。孕婦BMI值低於40時，血液樣品中胎兒游離DNA濃度達到檢測門檻的比例超過九成四；當BMI值超過40，胎兒游離DNA濃度過門檻的比例就明顯下降。(圖片繪製：李覺白；數據來源：Kinnings, SL., et al. Prenatal Diagnosis 2015; 35(8): 820.)

Eric Wang及Kinnings團隊的研究都有進一步發現，第一次抽血樣品中胎兒游離DNA濃度未能通過最低檢測門檻的孕婦，在孕期拉長（數天或數週）後重新抽血，有部分孕婦的血中胎兒游離DNA濃度便有機會通過門檻。這部分因為樣品數目相對地少，仍需更多研究來驗證實際的關聯性。

3. 其他類型

Aziz團隊2017年的研究發現，患有後天免疫不全症候群(AIDS) 的孕婦如接受嵌入酶抑制劑 (Integrase Inhibitor; INI)的治療，其血漿中胎兒游離DNA濃度會比來自未接受INI治療者的低。來自接受INI治療者樣品的胎兒游離DNA平均濃度為6.18%；來自未接受INI治療者樣品的胎兒游離DNA濃度平均值則高出許多，為12.87%。不過，這篇研究使用的樣品數較少，還需擴大研究規模進行追蹤。

綜觀而言，目前確定會影響孕婦血液NIPT檢測過程中胎兒游離DNA濃度的重要因素，為孕期長短及孕婦的體重或肥胖情況；特別需注意的是，孕婦體重過重或過度肥胖很可能會影響NIPT的檢測結果。其他影響因素也存在，但尚待更多研究去探索或驗證。

參考文獻

1. Wataganara, T., et al. Inverse correlation between maternal weight and second trimester circulating cell-free fetal DNA levels. Obstetrics & Gynecology 2004; 104(3) (2004): 545-550.
2. Wang, E., et al. Gestational age and maternal weight effects on fetal cell‐free DNA in maternal plasma." Prenatal Diagnosis 2013; 33(7): 662-666.
3. Kinnings, SL., et al. Factors affecting levels of circulating cell‐free fetal DNA in maternal plasma and their implications for noninvasive prenatal testing. Prenatal Diagnosis 2015; 35 (8): 816-822.
4. Aziz, A., et al. "Detection of Fetal Fraction During Noninvasive Prenatal Screening in HIV Infected Pregnant Women [21OP]." Obstetrics & Gynecology 2017; 129: 8S.

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