日前，Cell Discovery發表了黃荷鳳院士團隊的最新研究成果，“Genetic deconvolution of fetal and maternal cell-free DNA in maternal plasma enables next generation non-invasive prenatal screening”。該研究展示了一種全新的無創產前篩查(NIPT)的方法，突破了現有基於全基因組低深度測序技術的NIPT對檢測目標疾病和檢測性能的局限性，首次實現了同步篩查染色體病和單基因病，同時大幅提高了無創產前篩查對目標疾病的檢測性能。
NIPT用於檢測常見胎兒染色體非整倍體在世界範圍內已有十多年的歷史，該技術已成為阻斷常見的由染色體疾病造成的遺傳性出生缺陷的主要臨床手段。除了對例如唐氏綜合征等非整倍體的檢測，NIPT已擴展到染色體微缺失和微重復綜合征。此外，NIPT也可以用於篩查如軟骨發育不全和Noonan譜系等常見的單基因病。然而，目前的NIPT技術還無法同步檢測染色體病和單基因病，同時受雙（多）胎、母體染色體變異、雜合性缺失攜帶者等復雜因素幹擾而造成對目標疾病檢測性能不高。在本項研究中，黃院士團隊利用一種全新技術，協同等位基因靶向富集測序（COATE-seq）對母胎遊離DNA（cfDNA）進行多維分析，解決了上述第一代NIPT的缺陷。該技術通過一種新穎的液相雜交捕獲探針設計，高度均一地對靶標染色體區域內單核苷酸多態性（SNPs）位點的野生型和突變型等位基因片段化DNA進行富集，產生高信噪比的cfDNA測序數據，並利用新的基因組算法來分析目標區域的測序深度、等位基因分數、連鎖SNP，精確地分離胎兒基因組和母體背景。通過以上技術突破，團隊實現了對包括多胎妊娠、母體拷貝數變異和雜合性丟失在內的分析幹擾因素的準確識別，提高了對目標疾病的檢測性能。
在1,129例回顧性樣本中，檢測到54個胎兒非整倍體、8個微缺失/微重復和8個單基因變異，靈敏度為100%，特異度為99.3%。此外本研究還在cfDNA中首次發現了60.3%的非整倍體樣本中存在減數分裂重組異常，為進一步研究減數分裂不分離的機製提供了重要啟示。胎兒發育過程中沒有嚴重結構異常的單基因病可能會在孕早期超聲篩查中被漏檢，新一代NIPT可以進行更全面的基因篩查，補充目前基於影像學的篩查方法，為產前診斷和臨床決策預留充足的時間。將單基因病納入現有的NIPT篩查體系具有顯著的臨床價值，是下一代NIPT的發展方向。
婦產科醫院黃荷鳳院士、徐晨明主任、吳琰婷主任、張靜瀾研究員為本論文共同通訊作者，徐晨明主任，陳松長為共同第一作者。此外，與該論文相關由婦產科醫院牽頭的一項歷時近2年的多中心前瞻性臨床研究（針對多種類型遺傳疾病的無創產前篩查的臨床研究）也完成了病人入組、隨訪和數據分析，即將形成科研成果。
