随着全面二孩政策正式实施，卫生计生部门预计我国将出现新一轮的人口增长。但对于即将迎来新生命的家庭来说，如何安全、准确地得知腹中宝宝的健康情况，是他们最为关心的问题。
据悉，目前我国出生缺陷发生率与世界中等收入国家的平均水平接近，占新生婴儿的5.6%，但由于人口基数大，每年新增出生缺陷病例总数庞大，全国每年新增出生缺陷约90万例 。全国累计有近3000万个家庭曾生育过出生缺陷和先天残疾儿，约占全国家庭总数的近1/10。如何减少或避免出生缺陷，提高健康宝宝的出生率成为了生殖医学工作者的研究重点。
无创产前检测(Noninvasive prenatal test， NIPT)胎儿染色体异常技术的出现，是产前检测技术的一大突破，对出生缺陷的避免亦具有重要的意义。该技术仅需抽取3~5 mL的母体外周血，即可检测胎儿是否存在染色体非整倍性异常。另外，胎儿DNA在孕早期就可检测到，且分娩后很快被清除，不会受前次妊娠的影响。因此，对孕妇外周血中胎儿游离DNA的检测及其临床应用研究将对无创性产前诊断技术的发展产生重大影响。
对此，北京家恩德运医院遗传基因实验室的李存玺博士表示：从母亲外周血液中检查胎儿的遗传物质改变已经有40多年的历史。早期的工作主要集中在如何从母血中分离出胎儿细胞。由于分子生物学的飞速发展，直接分析母血中游离胎儿DNA在技术上比识别和分离胎儿细胞更容易。该技术基于新一代高通量测序技术及生物信息学分析方法，具有无创、早期、高通量和高准确性。
据李博士介绍：“香港中文大学卢煜明博士与他人合作首先从母体循环血液中检测到了游离的(非细胞内的)Y-染色体DNA(Lo 等1997， Lancet 350:485)。这项工作为临床无创产前遗传学诊断奠定了基础。血液中细胞外DNA和RNA分析无疑是医学遗传学临床检验的重大进展。正在迅速应用于无创产前筛查和肿瘤病人的监测、分类。通过分析母血中少量胎儿的游离DNA可近乎诊断性的检出造成胎儿严重先天性缺陷的染色体非整倍体异常(如21、18及13号染色体三体)。
中外数家公司和医疗单位(贝瑞和康、华大、Natera、斯坦福大学、Fluidigm 和Ikonisys等数十家)先后开发出了无创产前检测服务方案。以往的产前诊断主要以超声检查和一系列生物化学检测为基础筛选，最后选择胎盘绒毛、胎儿脐带血和羊水穿刺进行染色体检查确诊。”
母体血液中游离的胎儿DNA最早妊娠4周即可检测到。随着妊期增加，7周以后即可稳定检测到。胎儿DNA可能主要来自凋亡的胎盘滋养层细胞，占母体内总游离DNA的3-13%，游离的胎儿DNA随孕期不断增多。这些<200bp的DNA碎片在血液内的半衰期大约16 分钟，分娩2小时后，母体血液内测不到胎儿DNA。从目前基于第二代测序技术的测试结果看，18号和21号染色体三体异常检测的敏感度和特异性都达到了99%以上，13号染色体略低。已经接近“诊断”标准。
目前，已用于检测cffDNA 异常的方法有多种， 包括各种PCR技术(PCR，RT-PCR,巢式PCR，PAP-PCR和dPCR)、DNA片段质谱分析、Deletion和SNPs array(Natera)和大规模平行测序(MPS)。利用各种PCR技术扩增cffDNA，可以检测数个单基因疾病的核苷酸异常，例如，舞蹈症、软骨发育不良症、强直性肌营养不良、囊性纤维变和血红蛋白病。而只有父源的和新产生的突变基因才能被区分和鉴定出来。应用这些技术对单基因病产前诊断发展缓慢，因为技术的复杂性导致难以进行大规模的筛查，只能有选择的应用于有阳性家族史、符合孟德尔遗传规律及基因位点明确的疾病再发风险的病例。
无创性产前诊断的应用和局限性
母亲循环中出现胎儿细胞提供了一种检测胎儿某些基因位点是否出现突变的方法。通过Y染色体识别男性胎儿，被迅速应用于排除X连锁疾病。FISH能检测非整倍体，例如21三体等。PCR分析游离胎儿DNA已被应用于探查怀有RHD阳性胎儿的RHD阴性母亲血浆中的RHD基因位点。这种检测已经成为国际血型参照实验室常规临床工作。
虽然如此，通过分析分离到的有限胎儿细胞，已经在临床上应用于镰状细胞性贫血和地中海贫血等疾病的产前诊断。在激光捕获显微切割等显微操作系统的辅助下，可以从母亲血液中分析到被染色的单个胎儿细胞，然后使用单细胞PCR技术寻找已知突变。
对游离胎儿DNA直接测序以检测胎儿特异的突变，能避开分离胎儿细胞的问题。但分析胎儿特异的DNA突变的主要问题在于，胎儿DNA中来源于母亲的等位基因总是被循环中母亲自身的序列所掩蔽，只有父源突变的杂合子携带者和复合杂合子患病胎儿。虽然如此，以下策略可能有用：首先筛查胎儿DNA的父源突变，假如出现突变，再应用另外其他方法诊断胎儿。这些方法加以改进很可能将父源显性突变和常染色体隐性遗传病的复合杂合子的父源突变这两种突变区分开来。研究表明利用这些方法探查囊性纤维化、软骨发育不全、先天性肾上腺过度增生等的突变基因位点是可行的，还可以在后续妊娠中监测非整倍体中父源性染色体结构重排。
最后，李博士总结：在母亲循环中发现的胎儿细胞及游离DNA为无创性产前诊断的发展提供了基础。无创性检测能避免绒毛采样或羊水穿刺等侵入性技术导致的流产风险增高等并发症，也使得产前诊断的时间尽量提前，从而为父母亲和医务人员提供有关胎儿基因型的更准确和及时的信息。
据悉，北京家恩德运遗传基因实验室由胚胎移植前遗传诊断开拓者之一的刘家恩博士与李存玺博士共同创建，汇聚了国内众多医学遗传学、生殖医学、分子生物学等医学领域的权威专家，配备国内最先进的检测设备。实验室由细胞遗传学实验室、基因分析实验室和分子生物学实验室三个实验室组成，可以为遗传基因的检测提供全方位的基因和染色体异常相关分析手段，倾力打造国内顶级的基因与遗传分析平台，为院内外临床检测和学术科研提供专业的技术保证。