无创产前检测 (Non-invasive Prenatal Testing, NIPT) 目前是全球最前沿的产前筛查技术，因其在胎儿 21、18、13-三体检测中具有高灵敏度和高特异性的优势，现已大规模应用于临床筛查。2015 年国际产前诊断与治疗大会和 2016 年美国医学遗传学与基因组学学会 (ACMG) 指南均提出可将 NIPT 扩展至性染色体非整倍体和特定的染色体拷贝数变异的筛查 [1-2]。实际上，英国早在 2012 年就已经将无创技术拓展至几种单基因病；而近年来美国贝勒医学院也已在临床开展多种单基因病的无创产前检测 [3]。单基因病的无创产前检测逐渐成为全球 NIPT 临床应用的发展趋势 [4-6]。
2018 年 9 月，华大基因推出的 NIFTY®全因 2.0，在国内率先实现了胎儿染色体及单基因病多方位的无创筛查，沿用 NIFTY®全因 1.0 的 25M reads 数据量检测全部染色体非整倍体、88 种明确的染色体缺失/重复综合征，同时新增「软骨发育不全」单基因病检测内容。
现在，华大基因单基因病无创产前检测技术实现全新升级，通过目标区域捕获、双端分子标签 (unique molecular indexing, UMI) 建库及高通量测序技术联合方式，同时对 27 种胎儿新发显性单基因病进行无创产前检测，有效防控显性单基因病的首次发生，助力我国临床无创产前检测技术再上新台阶！
目前全球已发现 8000 余种单基因病 [7]，综合发病率高达 1/100[8]，远高于我国约 1/680 的唐氏综合征的发生率 [9]。许多单基因病病情严重，其中仅 5%[10] 有有效的治疗药物，且治疗费用非常昂贵，给家庭带来沉重负担。国内已有经验丰富的临床及遗传学专家认为在孕前或孕早期对夫妻双方进行隐性单基因病携带者筛查，可以有效预防常见严重的隐性单基因遗传病首次发生。
同时有研究表明，约有一半单基因病为显性单基因病 [11]，其中新发变异致病比例约占其中的 74%[11]。此类情况并非父母遗传导致，受累胎儿宫内不一定有表型或直至妊娠晚期才会出现超声异常，在临床上缺乏有效的早期筛查方法，极易在产前漏检。有些新发变异的发生率会随父亲的年龄增高而增长 [12-13]。因此，在孕期通过孕妇外周血对胎儿进行显性单基因病的无创产前检测，可以有效预防此类严重的显性单基因病的首次发生。
随着高通量测序技术的发展和临床需求的不断加大，NIPT 在单基因病检测方面的应用受到日益关注。2012 年，英国遗传检测网络 (UKGTN) 即批准使用无创产前基因检测对软骨发育不全 (Achondroplasia, ACH) 与致死性骨发育不全 (Thanatophoric dysplasia, TD) 进行产前检测，并纳入英国国家医疗服务体系(NHS)，作为常规临床检测项目。
单基因病软骨发育不全和致死性软骨发育不全无创检测已经纳入英国国家医疗服务体系
2018 年 9 月，华大基因基于微滴式数字化 PCR 平台开发的无创软骨发育不全产品 (NIFTY®全因 2.0) 已应用于临床检测，完成 NIPT 检测范围从染色体水平到单基因水平的升级，实现国内无创单基因病临床转化零的突破。
除软骨发育不全外，还有一些显性单基因病如 Pfeiffer 综合征，Crouzon 综合征，Apert 综合征，成骨不全，致死性骨发育不全等疾病容易出现新发致病变异 [12]，且疾病发病年龄较早、表型相对严重、缺乏有效治疗方法，这类疾病同样也应当在产前进行筛查。
一次采血无创产前检测 27 种胎儿显性单基因病
覆盖了软骨发育不全、Pfeiffer 综合征，Crouzon 综合征，Apert 综合征、结节性硬化症、成骨不全、致死性骨发育不全等在内的 27 种疾病，其综合发病率高达 1/1500[14]。
临床验证准确性高
多种单基因病的无创产前检测临床验证共完成测试样本 223 例，检测的灵敏度为＞99%，特异性为＞99%*。与浙江大学医学院附属妇产科医院合作的临床试验中，检出 2 例胎儿显性单基因病新发变异，均通过产前诊断 Sanger 测序证实，结果与羊水 Sanger 验证结果一致率为 100%。
近几年来，华大基因研发团队先后建立了借助核心家系的单体型连锁分析和不依赖先证者的单体型分型的无创隐性单基因病检测方法，以及利用分子标签 UMI 建库结合高通量测序的无创显性单基因病检测方法，并携手合作伙伴发表无创单基因病 SCI 论文 17 篇，在无创单基因病技术领域取得了许多突破性进展。
科研成果丰硕：华大携手合作伙伴发表无创单基因病 SCI 论文 17 篇
2018 年，NIFTY®全因 2.0 开创了国内无创单基因病临床检测新纪元。为有效防控新发显性单基因病的首次发生，华大基因携手国内经验丰富的临床及科研合作伙伴将无创单基因病技术转化应用于临床，在国内率先实现了通过一次无创检测多种单基因病的临床应用，助力我国出生缺陷防控事业的发展。
参考文献：
[1] Benn P , Borrell A , Chiu R W K , et al. Position statement from the Chromosome Abnormality Screening Committee on behalf of the Board of the International Society for Prenatal Diagnosis[J]. Prenatal Diagnosis, 2015, 35(8):725-734.
[2] Gregg AR, Skotko BG, Benkendorf JL, et al. Noninvasive prenatal screening for fetal aneuploidy, 2016 update: a position statement of the American College of Medical Genetics and Genomics[J]. Genet Med. 2016, 18(10):1056-1065.
[3] Chan K C A , Jiang P , Sun K , et al. Second generation noninvasive fetal genome analysis reveals de novo mutations, single-base parental inheritance, and preferred DNA ends[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2016, 113(50): E8159-E8168.
[4] Zhang J, Li, Saucier JB, Feng Y, Jiang Y, et al. Non-invasive Prenatal Sequencing for Multiple Mendelian Monogenic Disorders Using Circulating Cell-free Fetal DNA. Nat Med. 2019 Mar;25(3):439-447.
[5] Chitty L S , Mason S , Barrett A N , et al. Non-invasive prenatal diagnosis of achondroplasia and thanatophoric dysplasia: next-generation sequencing allows for a safer, more accurate, and comprehensive approach[J]. Prenatal Diagnosis, 2015, 35(7):656-662.
[6] Hayward J , Chitty L S . Beyond screening for chromosomal abnormalities: Advances in non-invasive diagnosis of single gene disorders and fetal exome sequencing[J]. Seminars in Fetal and Neonatal Medicine, 2018, 23(2):94-101.
[7] http://www.omim.org/statistics/entry
[8] http://www.who.int/
[9] 中华人民共和国卫生部. 中国出生缺陷防治报告 (2012) [R]. 中华人民共和国卫生部, 2012:3.
[10] ORPHAN DRUG REPORT 2014
[11] Yang, Y. et al. Molecular Findings Among Patients Referred for Clinical Whole-Exome Sequencing[J]. JAMA, 2014, 312(18):1870-1879.
[12] Toriello H V , Meck J M . Statement on guidance for genetic counseling in advanced paternal age[J]. Genetics in Medicine, 2008, 10(6):457-460.
[13] Kong A , Frigge M L , Masson G , et al. Rate of de novo mutations, father’s age, and disease risk[J]. Nature, 2012, 488(7412):471-475.
[14] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1116/.
图片来源：华大基因
