目前,胎儿疾病的产前诊断主要针对胎儿结构和胎儿遗传两方面,胎儿结构异常的产前诊断方法主要通过影像学技术,包括超声和磁共振成像;遗传疾病的产前诊断方法主要包括胎儿组织的取样技术及实验室诊断技术。
(一)胎儿结构异常的常用产前诊断方法
1.产前诊断超声 产前超声诊断是指针对产前超声筛查发现的胎儿异常进行有系统的,有针对性的检查,并提供影像学的诊断。我国Ⅳ级产前超声检查即属于产前超声诊断范畴,如针对性胎儿心脏超声、颅脑超声、泌尿生殖系统超声、骨骼系统超声等,产前诊断超声对超声医师的思维和技术要求较高,且涉及胎儿预后评估及临床下一步处理,需要超声医师与胎儿医学专家、遗传学家、相关领域儿科专家配合,对胎儿异常做出全面、正确的评估。需强调,产前超声诊断有其局限性,针对不同疾病,有不同误诊率,超声诊断不能等同千临床诊断,更不能替代病理诊断。
2.磁共振成像 随着磁共振技术的发展,因其具有较高软组织对比性、高分辨率、多方位成像能力和成像视野大等优点,使磁共振技术成为产前诊断胎儿结构异常的有效补充手段。目前,磁共振不作为常规筛查方法,只在超声检查发现异常,但不能明确诊断的胎儿,或者通过磁共振检查以发现是否存在其他结构异常。对于羊水过少、孕妇肠道气体过多或过于肥胖者,超声检查显示,胎儿解剖结构较差,应用磁共振检查较理想。磁共振检查没有电离辐射,安全性较高,目前尚未发现有磁场对胎儿造成危害的报道。为进一步确保胎儿安全,对妊娠3个月以内的胎儿不做磁共振检查。
(二)胎儿遗传疾病的常用产前诊断方法
遗传疾病的产前诊断技术是避免遗传病患者出生的重要环节,主要包括胎儿组织的取样技术及实验室技术。
1.取样技术 取样技术根据取样途径包括有创和无创的取样技术,有创取样技术包括羊膜腔穿刺术、绒毛穿刺取样、经皮脐血穿刺取样等,无创取样技术指通过孕妇外周血获取胎儿DNA、RNA或胎儿细胞进行产前诊断及种植前的产前诊断。
(1)羊膜腔穿刺术(amniocentesis):超声介导下的羊膜腔穿刺术是目前应用最广泛、相对安全的介入性的产前诊断技术。
适应证:需抽取羊水,获得其中的胎儿细胞或胎儿DNA进行遗传学检查。
禁忌证:①孕妇有流产征兆;②孕妇有感染征象;③孕妇凝血功能异常。
手术时机:羊膜腔穿刺术一般在孕16周后进行,孕16周前进行羊膜腔穿刺术可增加流产、羊水渗漏、胎儿畸形等风险。
术前准备:①术前复核手术指征,向孕妇及家属告知手术目的及风险,签署手术知情告知书。②完善术前检查,如监测孕妇生命体征,检查血常规、凝血功能,检查胎心等。
手术方法:孕妇排空膀胱后取仰卧位,腹部皮肤常规消毒铺巾,实时超声评估胎儿宫腔内方位及胎盘位置,确定穿刺路径,在持续超声引导下,使用带有针芯的穿刺针经皮穿刺进入羊膜腔,注意避开胎儿、胎盘和脐带。拔出针芯,用5ml针筒抽吸初始羊水2ml,弃之,以避免母体细胞污染标本。换针筒抽取所需羊水,用于实验室检查。术后观察胎心变化,注意腹痛及阴道流血。
手术并发症:羊膜腔穿刺术相对少见,包括胎儿丢失、胎儿损伤、出血、绒毛膜羊膜炎、羊水泄漏等,其中胎儿丢失风险约为0.5%左右,阴道见红或羊水泄漏发生率约为1%~2%,绒毛膜羊膜炎的发生率低于0.1%。
注意事项:①严格无菌操作,以防感染;②不要在宫缩时穿刺,警惕羊水栓塞发生,注意孕妇生命体征变化,有无咳嗽、呼吸困难、发绀等异常;③尽可能一次成功,避免多次操作,最多不超过3次;④注意避开肠管和膀胱;⑤Rh-阴性孕妇羊水穿刺术后需要注射Rh免疫球蛋白。
(2)绒毛穿刺取样(chorionic villus sampling,CVS):在超声介导下CVS是孕早期产前诊断的主要取材方法,较羊膜腔穿刺术,其优势在于能在孕早期对胎儿进行遗传学诊断,帮助决定是否终止妊娠,减少大孕周引产对母体的伤害。
适应证:需抽取绒毛组织进行遗传学检查者。
禁忌证:①孕妇有流产征兆;②孕妇有感染征象;③孕妇凝血功能异常。
手术时机:CVS通常在妊娠10周后进行。孕10周前进行CVS可增加流产、胎儿畸形等风险。
术前准备:①术前复核手术指征,向孕妇及家属告知手术目的及风险,签署手术知情告知书;②完善术前检查,如监测孕妇生命体征,检查血常规、凝血功能,检查胎心等。
手术方法:CVS分为经腹和经宫颈两种穿刺路径,具体路径选择主要根据胎盘位置和术者经验决定。经腹CVS前,孕妇排空膀胱后取仰卧位,腹部皮肤常规消毒铺巾,实时超声评估胎儿宫腔内方位及胎盘位置,确定穿刺路径,局麻穿刺部位皮肤,在持续超声引导下,使用带有针芯的穿刺针经皮穿刺进入胎盘内,拔出针芯,用针筒保持负压来回抽吸绒毛至足够量,用于实验室检查。术后观察胎心变化,注意腹痛及阴道流血。
手术并发症:CVS手术相关并发症很少见,包括胎儿丢失、出血、绒毛膜羊膜炎等。由经验丰富的医师进行经腹CVS,胎儿丢失率与孕中期羊膜腔穿刺术相近。
注意事项:①严格无菌操作,以防感染;②注意避开肠管和膀胱;③尽可能一次成功,避免多次操作,最多不超过3次;④CVS取材的病例中大约1%会因为胎盘细胞局限性嵌合现象(confined placental mosaicism,CPM),出现遗传学检测结果的不确定,需进一步行羊水的检查;⑤Rh阴性孕妇羊水穿刺术后需要注射Rh免疫球蛋白。
(3)经皮脐血穿刺取样(percutaneo usumbilical cord blood sampling,PUBS):又称脐带穿刺术(cordocentesis),在超声介导下PUBS是产前诊断取样技术之一,较羊膜腔穿刺及绒毛取样技术,脐带穿刺术风险相对较高,需要仔细权衡该技术应用的风险及收益后再行决定是否实施。
适应证:需抽取脐血进行遗传学检查者。
禁忌证:①孕妇有流产征兆;②孕妇有感染征象;③孕妇凝血功能异常。
手术时机:PUBS一般在妊娠18周后进行。孕18周前进行PUBS可增加胎死宫内风险。
术前准备:①术前复核手术指征,向孕妇及家属告知手术目的及风险,签署手术知情告知书;②完善术前检查,如监测孕妇生命体征,检查血常规、凝血功能,检查胎心等。
手术方法:孕妇排空膀胱后取仰卧位,腹部皮肤常规消毒铺巾,实时超声评估胎儿宫腔内方位、胎盘、脐带位置,确定穿刺路径,局麻穿刺部位皮肤,在持续超声引导下,使用带有针芯的穿刺针经皮穿刺进入脐静脉内,拔出针芯,用针筒抽吸脐静脉血至足够量,用于实验室检查。术后观察胎心变化,注意腹痛及阴道流血。
手术并发症:PUBS手术相关并发症包括胎儿丢失、胎儿心动过缓、脐带穿刺点出血、脐带血肿、绒毛膜羊膜炎等。胎儿丢失率大约为1%~2%,如果合并有胎儿畸形、胎儿宫内生长受限、胎儿水肿等,胎儿丢失率将更高。
注意事项:①严格无菌操作,以防感染;②不要在宫缩时穿刺,警惕羊水栓塞发生,注意孕妇生命体征变化,有无咳嗽、呼吸困难、发绀等异常;③尽可能一次成功,避免多次操作,最多不超过3次;④注意胎心变化,如胎儿心动过缓,应立即停止手术,必要时紧急宫内复苏;⑤Rh阴性孕妇羊水穿刺术后需要注射Rh免疫球蛋白。
(4)胎儿组织活检(fetal tissue biopsy):胎儿镜可以直接观察胎儿体表、五官等方面有无异常,可以取胎儿皮肤进行活检,但技术要求较高、并发症较多,随着无创的超声检查技术和分子遗传学技术的发展,单纯以诊断为目的的胎儿镜目前已不作为常规操作,主要用于某些胎儿疾病如双胎输血综合征、羊膜索带综合征等的宫内治疗。
(5)胚胎植入前遗传学诊断(preimplantation genetic diagnosis,PGD):对于某些遗传性疾病,可以采用体外受精的方法,在胚胎植入前进行遗传学诊断,以达到减少人工流产率和预防遗传病的目的。由于PGD仅取早期胚胎的一个或部分细胞用于检测,并不能完全代表整个胚胎,所以建议产前CVS或羊膜腔穿刺术明确诊断。
2.实验室技术 实验室技术是指对各种来源的胎儿组织进行遗传学检查,包括细胞遗传学技术、生化遗传学技术、分子遗传学技术等,如传统染色体核型分析、荧光原位杂交技术(FISH)、荧光定量PCR、染色体微阵列技术(CMA)、DNA测序技术等。
(1)传统染色体核型分析(karyotype analysis):确诊染色体疾病的“金标准”。通过分析培养的胎儿细胞的染色体核型,可发现染色体数目异常及大于5~10MB的结构异常。主要缺点是细胞培养耗时长,需要大量人力,要2周甚至1个月才能得到结果,且相较其他分子细胞遗传学技术分辨率低,有一些染色体病难以发现或确诊,如微缺失、微重复综合征、标志染色体等。
(2)染色体微阵列分析(chromosomal microarray analysis,CMA):又称为“分子核型分析”,能在全基因组水平进行扫查,可检测染色体不平衡的拷贝数变异(copy number variant,CNV),尤其是对于染色体的微缺失、微重复等优势明显,但CMA不能区分平衡易位与正常核型,也不能检出低比例的嵌合体。目前应用于产前诊断中的主要难点是对临床意义不明确变异(variant of uncertain significance,VOUS)的解读及缺乏相关的制度及规范。
(3)荧光原位杂交技术(fluorescence in situ hybridization,FISH)和荧光定量PCR(QF-PCR):主要用来检测13、18、21、X和Y等染色体数目异常。可以在1~2日内诊断常见的染色体数目异常,方法包括使用染色体特异性DNA探针的FISH和使用染色体特异性短重复序列标记物的QF-PCR,统称为快速染色体异常检测技术(rapid aneuploidy detection,RAD)。与核型分析不同,这些技术只用于特定染色体异常的快速检出,是核型分析技术的补充。
(4)DNA测序技术:从第一代DNA测序技术Sanger法发展至今,DNA测序技术已取得快速发展,由第一代测序技术到第二代测序技术,甚至第三代测序技术。第一代测序技术主要特点是准确性高,但测序成本高,通量低,影响其大规模应用。第二代测序技术又称高通量测序技术,大幅提高了测序速度,降低了测序成本,已广泛应用于科研和临床,在产前诊断中,目前测序技术主要应用于某些常见单基因疾病的筛查和诊断,如临床外显子,全外显子测序、全基因组测序等。

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