LAMP扩增技术、CAS蛋白、Taq酶、逆转录酶、RNase HII、基因分型检测


美格生物
MAGIGEN
TEL: 020-31607074   18028069151     Email: info@magigen.com
最新文章
生物技术及产业新闻

无创验血检查预测胎龄和早产

作者:Thuy T. M. Ngo, Mira N. Moufarrej, Marie-Louise H.来源:science

NGO等科学家开发了两种无创的血液检查方法,通过测量母体血液中某些胎盘RNA转录物的水平,为个体妊娠的进展提供了一个观察窗口。

在一个小规模的概念证明研究中,第一次血液测试预测胎儿的年龄和分娩日期的准确性可以与超声相媲美。

第二次血液测试,也在一项小规模的试验研究中进行,从足月分娩的孕妇中识别出那些有早产风险的妇女。

下一步将是在大规模的临床盲试中评估试验的可靠性。

在我们的初步研究中,我们招募了31名来自丹麦的孕妇,他们同意在怀孕期间每星期捐献一份血液样本,结果共有521份样本。

所有妇女分娩足月,分娩时胎龄超过37周,在怀孕期间她们的病历没有显示异常的健康变化。

每个样品通过高度重复的实时PCR分析,使用一组对胎盘、或免疫系统具有特异性表达的、或高度富集在胎肝中的基因。

我们观察到在怀孕过程中,根据不同的组织来源,cfRNA测量显示不同的时间进程。

正如预期的那样,对应于胎盘特异性基因和高度富集在胎肝中的基因的cfRNA平在整个妊娠过程中增加,除了与绒毛膜促性腺激素β亚基(CGB)相对应的cfRNA,其从头三个月的峰值下降。

胎盘cfRNA和几个胎肝cfRNA在分娩后的噪声基底上未检测到。

对应于免疫系统相关基因的cfRNA测量值在妊娠期增加,并且在分娩后恢复到可测量基线。

母亲的体重指数对cfRNA水平没有显著影响。

通过对所有基因和所有妊娠的血液中cfRNA浓度的估计,我们发现各组内的基因(即胎盘、免疫和胎儿)彼此高度相关[中位皮尔逊相关系数r=0.79(胎盘),0.79(免疫),0.74(胎儿),P<10-14], 胎盘与胎儿cfRNA呈弱相关(r=0.47,P<10-15)。这些结果表明,与胎盘基因相对应的cfRNA可能为整个妊娠期胎儿发育和妊娠年龄提供准确的估计。

然后,我们建立了一个随机森林模型,从样品收集,直到生产,来预测时间,使用cfRNA测量作为主要特征。

我们使用来自丹麦的对21名女性的数据(n=306份血液样本)做为训练集,并用10名女性(n=215份血液样本)的数据做为验证集。

在训练期间,我们采用最佳子集选择,用10倍交叉验证,重复10次,以识别九种对胎盘特异性的cfRNA (CGA, CAPN6, CGB, ALPP, CSHL1, PLAC4, PSG7, PAPPA, and LGALS14) 。

我们的模型的预测与训练的观察值一致(皮尔森相关r=0.91,p<10-15)和验证集(r=0.89,p<10-15)。我们还发现,模型的性能在怀孕过程中显著改善。

该模型的两个最重要的特征,CGA和CGB,编码绒毛膜促性腺激素α和HCG的β3亚基,作用于妊娠启动。模型中包含的其他基因,如PAPPA(妊娠相关血浆蛋白A),与早产等妊娠风险相关。

我们将我们的模型与其他用于预测孕龄的工具进行比较,我们的结果通常可以与超声测量相媲美,可以在整个妊娠期进行,并且不需要先验生理情况,如妇女的最后月经期。

20180609-1.jpg

第一代随机森林模型预测时间直到分娩足月妊娠,我们也有兴趣测试其可否预测自发性早产(定义为自发分娩早于37周)。

为了探索这个问题,我们研究了两个单独的人群,一个由宾夕法尼亚大学(n=15)和另一个阿拉巴马大学伯明翰分校(n=23)提供。

这两个群体中的所有女性都已知早产风险较高,因为他们有早发宫缩(宾夕法尼亚)或有自发早产(亚拉巴马州)。

我们发现,尽管模型验证了在这些群体中足月妊娠的反应,但一般不能预测到早产提前的时间。这表明,模型的内容可能无法解释可能导致早产的各种异常生理事件。

为了识别能够区分足月分娩和自发性早产的孕妇的cfRNA转录本,我们对早产富集队列中足月分娩(n=7)和早产(n=8)的妇女采集的血浆衍生cfRNA进行了无盲RNA测序(RNA-Seq)。

RNA测序数据分析表明,38个基因可将足月与早产分开,差异有统计学意义(P<0.001)。


然后,我们开发了一个分类器来识别处于早产风险的妇女,并发现使用来选自七个cfRNA(CLCN3, DAPP1, PPBP, MAP3K7CL, MOB1B, RAB27B和RGS18),[错误发现率(FDR)小于5%,Hedges’ g ≥ 0.8 ],的三个cfRNA独特组合 能准确地区分8个早产样品中的6个(75%),来自宾夕法尼亚和丹麦群体的26个足月样品分类错误的有1个。

用于预测自发性早产的cfRNA在早产妇女中也独自升高(FDR小于5%,Hedges’ g 大于0.8),证明其效果的稳健性。

我们的试验研究表明,无创血液检查能够预测孕龄,并从相同的血液样本中确定早产风险的妇女。

这些基于cfRNA PCR的测试比其他方案具有两个优点:更广泛的适用性和更低的成本。

它们可以应用于全球,作为超声的补充或替代。可以设想,类似的方法在识别和监测胎儿先天缺陷方面是非常有用的。

尽管还需要更大规模的临床盲试,进行验证,这些测试对发达国家和发展中国家的产前护理都有广阔的前景。


返回首页


参考文献

noninvasive blood tests for fetal development predict gestational age and preterm delivery

Thuy T. M. Ngo, Mira N. Moufarrej1, Marie-Louise H. Rasmussen, Joan Camunas-Soler, Wenying Pan1, Jennifer



分享到:
会员登录
登录
我的资料
我的收藏
留言
回到顶部