一文搞懂NIPT、NIPT plus、NIPT pro、NIPT-SGD、NIPT2 pro

NIPT一般仅筛查13、18 、21和性染色体非整倍体，NIPT plus/NIPT pro等一般在染色体会将染色体非整倍体筛查扩展到其他常染色体和一些常见高发病率CNV类疾病。

最近华大、贝瑞、博昊云天陆续推出了NIPT-SGD（无创单基因病检测）产品，华大和贝瑞的产品大多侧重于显性单病的筛查，而博昊云天推出的NIPT2 pro据说是可筛查非整倍体、多种CNV和多种显性单病的的三合一无创筛查产品，三家基本上都是基于捕获测序的技术方案实现的。

其实 很早之前就有隐性单病的研究和临床应用，主要针对的是夫妻双方已知各携带同一个基因的同一位点的纯合变异或两个不同位点的复合杂合变异的孕妇，此类，其实也是可通过羊水穿刺技术兜底来做到产前诊断的目的，只有受检者拒绝羊穿等有创检测方式的场景下才会考虑无创隐性单病的检测，比如好不容易才怀上（比如通过试管婴儿等辅助生殖技术才怀上的情况）担心有创类（羊水穿刺）检测使胎儿创伤或流产。此类检测因位点较少，一般用基于（改进的）多重扩增子的方法来设计，但每次针对每个新出现的位点的病例都需要做特殊设计，且cfDNA随机断裂，扩增子方法需要通过引物结合到cfDNA上，总会有丢失一部分cfDNA模板分子而出现捕获偏好性的情况，检测周期相对较长，个性化程度较高，收费也相对较贵。此类无创检测目标基因和位点明确，技术难点通常在于母源携带的位点胎儿基因型的判断，一般用RHDO技术在目标位点附近用连锁位点辅助通过父母单倍型相对剂量定量技术达到较高准确率的诊断的目的。当然如果多重扩增子技术较成熟的话，可考虑将常见高发病率、高携带率隐性单病做成相对大一点的panel，在成本、病种、多重扩增子的技术局限性之间权衡，以此解决相对较多一部分人群的问题，这种检测一般需要同时提供父母的样本或父母的基因组数据单倍体信息。

再说到无创显性单病，大多关注的是新发突变，尤其是那些新发突变率高、产前有没有什么超声异常的新发突变，如果生下来后又是严重致畸致残、无药可治、高度影响生活质量的一些疾病的话，此类疾病以前在产前是没什么办法避免的，只能生下来之后发现小孩有一些表型异常，通过儿科三人全外显子组核心家系测序才能检测出。一般的场景是筛查父源致病性位点携带（父亲有表型）或者新发致病性突变类变异，只需在母亲外周血游离DNA中检测胎儿是否有或无携带此类变异就行，这个场景其实与肿瘤ctDNA检测的场景类似，相比肿瘤ctDNA基因检测来说此类检测只需要灵敏度在2-3%以上能检出就行，而肿瘤一般要达到千分之几甚至万分之几的检测灵敏度。主要难点在过滤策略和过滤参数设置，过滤掉假阳性位点，保留真阳性。考虑到涉及的单病病种较多panel较大，通常会选择液相捕获cfDNA的技术。一般适用于夫妻双方或一方年龄较大的孕妇（有研究显示年龄与新发突变数目成正相关，尤其是来自父亲的新发突变），长期有不良生活习惯，DNA损伤风险较高的孕期人群。但仅筛查单病肯定是没法满足市场需求的。遗传发病率最高的还是T21、22q11.2 deletion（Digorge Syndrome）等非整倍体和CNV类疾病，如果要分别做两次检测，抽两管血，其实对孕妇体验是不友好的，而且两项检测的总体费用也上来了。

博昊云天的NIPT2 pro产品除了常见显性单病以外，在常见的13、18、21号染色体，还有常见高发CNV疾病区域设计了很多SNP探针，而且此类探针对SNP位点的两种基因型都均匀地设计了探针，通过SNP的VAF和read depth两种信号同时判断胎儿CNV情况，他们发表的文章中详细把每种情况（包括减数分裂哪个时期出现的异常）都穷举了出来，而且开发了先进的生信分析方法，这个技术对VAF分布的稳定性和read depth的均一性要求都非常高，对生信分析与统计算法要求都非常高，测序深度自然不能低，在成本与筛查效能之间平衡的话，设计的病种三类变异来说也是人群高发病率的，并不是非常大的panel。如果要推向临检的话，一定要建立非常严格的质控体系，提高数据合格率（估计因为DNA保存运输不当导致cfDNA降解、胎儿浓度低、数据波动性大等问题导致的不合格率会比较高），不断去改进优化对VAF分布的稳定性和read depth的均一性，以及看是否要增加病种了。在这些前提下再考虑增效降本了。撇开显性单病不说，个人认为他们这个方法应该比NIPT plus纯基于read depth的检测方法应该会大大提高胎儿CNV的准确性。

其实不论是 基于扩增子的方法、还是基于液相捕获的方法，同时测父母的gDNA的情况，衍生出来应该还可用于做无创亲子鉴定的应用，但希望各位都用不到这个应用😀。

这些疾病的发生都是概率事件，尽量降低这个概率，第一生娃要趁早，最优良的基因一定会在最美好的年龄传承下去，另外就是养成良好的生活（作息、饮食）习惯，保持健康的体魄、有趣的灵魂。愿每一个宝宝都能一出生就健健康康，每一位母亲都能享受幸福。