有勁的基因資訊

作者：林佑軒/有勁基因

螢光定量PCR(QF-PCR; Quantitative Fluorescent PCR)，這個技術可以利用有螢光標示的引子(primer)去放大染色體上具多型性(polymorphism)特徵可當作染色體標記的重複序列(repeat sequences)，之後再透過毛細管電泳去分析這些重複序列的種類與片段數量，便能得知染色體的倍數¹。

生物基因體序列中有許多「核苷酸重複出現2次以上」的片段，我們稱之為重複序列；而同屬一套染色體的兩條染色體在同一位點的重複序列，其核苷酸重複次數卻有可能不同。因為有這個多型性的特性，因此重複序列很適合拿來當作分析染色體的標記。

那麼，QF-PCR是如何透過分析重複序列種類與片段數量去得知染色體倍數的呢？一套染色體的同一個位點，若在QF-PCR的分析結果中呈現兩種不等長重複序列，例如其中一條染色體有重複了3次的重複序列，另一條則有重複5次的重複序列，如下圖一(情況1)，便能判斷該套染色體為兩倍體。若QF-PCR的結果顯示有三種不等長重複序列，則代表該染色體為三倍體(意即一套染色體含有三條染色體)，且同一個位點每條染色體上出現的重複序列重複次數皆不同，如圖一的情況3。若QF-PCR的分析報告出現兩種不等長重複序列，其中一種片段數量較多，另一種片段的數量正常，這種情況下，染色體也會被判斷為三倍體(如圖一情況2)。假如一套染色體同一位點的重複序列重複次數都相同，QF-PCR便無法判斷出染色體倍數了，如圖一情況4。

圖一、4種QF-PCR可能判斷出來的結果

情況1為兩倍體，情況2與情況3的染色體為三倍體，情況4 由於染色體倍數有可能是兩倍體或是三倍體， QF-PCR便無法做出正確判斷。(圖片來源：Mann, K., Petek, E., Pertl, B. Methods Mol Biol. 2019;1885:139-160.)

一般核型分析(Karyotyping)因為需要進行細胞培養，約需耗時14天；QF-PCR則可以直接檢測萃取自羊水或絨毛膜的胎兒DNA，並分析其染色體倍數是否異常。目前市售的QF-PCR檢測試劑，測試過程只需在一個試管內進行反應，不需做細胞培養；在羊水或絨毛膜採集之後，利用引子將多套染色體分別標記不同螢光，最快約5小時便能確認胎兒的染色體倍數是否正常。這個技術對於非侵入性篩檢(Non-invasive prenatal test, NIPT)、或對母血生化檢測結果判斷為高風險的孕婦來說，可以更快速取得檢測結果，免去焦慮等待的過程。

近期加入有勁基因集團的Elucigene Diagnostics，便是以QF-PCR作為技術平台，開發了許多快速分析染色體倍數的試劑²，除了針對較常見的染色體13號、18號、21號與性染色體的倍數分析組外，也有針對染色體15號、16號與22號倍數分析的試劑。

QF-PCR為染色體倍數分析提供了快速檢測的選擇，其操作技術門檻並不高，且易於建立自動化操作流程，未來相信除了染色體倍數異常的檢測之外，還能提供更多臨床的應用。

參考文獻

1. Mann, K., Petek, E., Pertl, B. Prenatal Detection of Chromosome Aneuploidy by Quantitative Fluorescence PCR. Methods Mol Biol. 2018 Dec;1885:139-160. Retrieved from https://doi.org/10.1007/978-1-4939-8889-1_10

2. Elucigene Diagnostics. (2019). Rapid Aneuploidy Analysis. Retrieved from https://www.elucigene.com/products/rapid-aneuploidy-analysis/