綜述解讀:數(shù)字PCR在產(chǎn)前診斷中的突破與應(yīng)用
瀏覽次數(shù):121 發(fā)布日期:2025-12-2
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全球每年約有800萬(wàn)嬰兒被診斷出患有胎兒遺傳病,在當(dāng)今精準(zhǔn)醫(yī)療快速發(fā)展的時(shí)代,數(shù)字PCR(dPCR) 作為一種高精度核酸定量技術(shù),正逐漸成為非侵入性產(chǎn)前檢測(cè)(NIPT)領(lǐng)域的重要工具。近日,發(fā)表于《Clinical Chimica Acta》的一篇綜述系統(tǒng)回顧了dPCR在產(chǎn)前診斷中的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景。
數(shù)字PCR技術(shù)
數(shù)字PCR并非全新概念,早在20 世紀(jì)末就被提出用于檢測(cè)罕見(jiàn)癌癥突變,經(jīng)過(guò)數(shù)十年發(fā)展,已進(jìn)化出多種成熟技術(shù)。
數(shù)字PCR是一種基于單分子擴(kuò)增的絕對(duì)定量技術(shù)。與傳統(tǒng)qPCR不同,dPCR通過(guò)將樣本分割成數(shù)萬(wàn)至數(shù)百萬(wàn)個(gè)微反應(yīng)單元,使每個(gè)單元包含0、1或多個(gè)目標(biāo)分子,經(jīng)PCR擴(kuò)增后,通過(guò)統(tǒng)計(jì)熒光陽(yáng)性單元比例,結(jié)合泊松分布原理,實(shí)現(xiàn)無(wú)需標(biāo)準(zhǔn)曲線的絕對(duì)定量。
核心應(yīng)用
相比下一代測(cè)序(NGS)成本高、分析復(fù)雜,定量PCR(qPCR)無(wú)法絕對(duì)定量的短板,數(shù)字PCR 在產(chǎn)前診斷中展現(xiàn)出全方位優(yōu)勢(shì)。
胎兒染色體非整倍體檢測(cè)
dPCR能夠通過(guò)分析母體血漿中的游離胎兒DNA(cffDNA),高效篩查唐氏綜合征(T21)、愛(ài)德華氏綜合征(T18)和帕陶綜合征(T13),多重dPCR可在單管反應(yīng)中同時(shí)檢測(cè)T21、T18和T13。
染色體微缺失/微重復(fù)檢測(cè)
研究人員已開(kāi)發(fā)出針對(duì)22q11.2缺失/重復(fù)綜合征的dPCR檢測(cè)方法,使用6個(gè)檢測(cè)位點(diǎn)對(duì)130例母體血漿樣本進(jìn)行檢測(cè),顯示出高檢測(cè)率和低假陽(yáng)性率。
單基因遺傳病無(wú)創(chuàng)診斷
對(duì)于地中海貧血、脊髓性肌萎縮癥(SMA)、血友病等單基因遺傳病,數(shù)字 PCR 實(shí)現(xiàn)了從 “侵入性檢測(cè)” 到 “無(wú)創(chuàng)篩查” 的跨越。
- β-地中海貧血:檢測(cè)IVS-110和β039等常見(jiàn)突變
- 脊髓性肌萎縮癥(SMA):通過(guò)檢測(cè)SMN1/SMN2基因拷貝數(shù)變異進(jìn)行診斷
- 血友。褐苯訖z測(cè)F8和F9基因突變
- 胎兒和新生兒同種免疫性血小板減少癥(FNAIT):非侵入性基因分型
植入前基因檢測(cè)(PGT)
在輔助生殖領(lǐng)域,dPCR可用于:
- 檢測(cè)胚胎中的SEA型α-地中海貧血缺失
- 評(píng)估單囊胚移植后雙胎的遺傳狀態(tài)
- 避免植入有遺傳缺陷的胚胎,提高試管嬰兒成功率
技術(shù)優(yōu)勢(shì)
綜述明確指出,數(shù)字 PCR 在產(chǎn)前診斷中相比 qPCR 和 NGS,存在三大不可替代的優(yōu)勢(shì):
- 絕對(duì)定量 + 高靈敏度:無(wú)需標(biāo)準(zhǔn)曲線即可精準(zhǔn)計(jì)數(shù)目標(biāo) DNA 拷貝數(shù),即便胎兒游離 DNA 占比低于4%也能準(zhǔn)確檢測(cè),適配孕早期診斷;
- 抗干擾 + 穩(wěn)定性強(qiáng):樣本分區(qū)后可有效稀釋血液中的血紅蛋白等 PCR 抑制劑,受樣本降解、污染的影響極小,結(jié)果重現(xiàn)性好;
- 低成本 + 快周轉(zhuǎn):設(shè)備和試劑成本遠(yuǎn)低于 NGS,無(wú)需復(fù)雜生物信息學(xué)分析,24 小時(shí)內(nèi)即可出結(jié)果。
未來(lái)展望
盡管優(yōu)勢(shì)顯著,數(shù)字 PCR 仍有提升空間,綜述也指明了未來(lái)的優(yōu)化方向。
- 降低成本,通過(guò)優(yōu)化試劑和設(shè)備,提高可及性;
- 提升效率,整合技術(shù),實(shí)現(xiàn)多靶點(diǎn)、高通量檢測(cè);
- 拓展場(chǎng)景,開(kāi)發(fā)更多孕期并發(fā)癥相關(guān)標(biāo)志物檢測(cè),推動(dòng)應(yīng)用。
數(shù)字PCR憑借其高靈敏度、精確絕對(duì)定量和操作簡(jiǎn)便的特點(diǎn),正成為非侵入性產(chǎn)前診斷的重要工具。隨著技術(shù)不斷進(jìn)步和標(biāo)準(zhǔn)化體系的建立,dPCR有望與NGS、微陣列等技術(shù)深度融合,為臨床提供更加精準(zhǔn)、高效、經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)前診斷解決方案,最終改善妊娠結(jié)局,保障母嬰健康。
文獻(xiàn)來(lái)源:Zhang L, Chen L, Yu Y, et al. Digital PCR in prenatal diagnosis. Clin Chim Acta. 2025;578:120535. doi:10.1016/j.cca.2025.120535