先天愚型也稱唐氏綜合征（Down‘s syndrome），是人類最常見的染色體異常疾病，被公認為先天性智力低下的最常見的遺傳因素。1959年Lejeune 證實21三體為天愚型的發(fā)病原因。90年代發(fā)現(xiàn)與先天愚型相關區(qū)為21q22 ，先天愚型為多基因表達的結果，額外的一條21號染色體導致某些基因增強表達和某些正常基因產(chǎn)物過剩，造成一些重要的生化代謝不平衡。目前，先天愚型患兒出生率為1.3‰，95％的病人為21三體，其余為易位或嵌合型。三體的產(chǎn)生主要是染色體不分離的結果，多年來人們注意到染色體不分離與母親的年齡密切相關，35歲以上的婦女染色體不分離的機率增大。產(chǎn)前診斷是預防性優(yōu)生學的重要措施之一，可以檢出染色體異常的胎兒，使大約半數(shù)的35歲上以婦女免于生產(chǎn)患兒，并使先天愚型患兒的出生率下降約1/4.

    先天愚型的產(chǎn)前診斷技術大致分為兩類：侵入性和非侵入性技術。侵入性檢查包括抽羊水細胞、絨毛組織取材、經(jīng)臍靜脈取胎兒臍帶血等。非侵入性檢查包括孕母血液生物化篩查、宮頸管脫落細胞檢查，外周血中胎兒細胞檢查及超聲波檢查。在這些診斷方法中應用了傳統(tǒng)的細胞遺傳學方法、生物化學和物理學手段以及近幾年發(fā)展起來的分子生物學技術。

    染色體顯帶技術

    1996年Steel 和Breg應用離體培養(yǎng)的羊水細胞成功地進行了胎兒核型分析，1968年Valenti 與Nadler應用此技術報道了首例先天愚型的產(chǎn)前診斷。至1976年羊膜穿刺技術已成為產(chǎn)前診斷的標準技術。羊膜穿刺術通常在孕15～16周進行，一般較安全，診斷染色體異常疾病的可靠性約96％，但仍可造成0.5 ％的自發(fā)流產(chǎn)，并可由于操作不當誤傷胎兒?；谶@些危險，再加上羊水細胞需培養(yǎng)2 ～3周，確診后孕婦只能行引產(chǎn)術，承受很大痛苦。

    絨毛組織檢查提供了一個孕早期產(chǎn)前診斷方法。孕8 周左右在超聲監(jiān)測下從胎肋取滋養(yǎng)細胞，進行培養(yǎng)和常規(guī)的染色體分析。該法可使診斷提早2 個月左右，便于及時終止妊娠，減少活孕婦痛苦。

    國外有報道先天愚型并非全部為核型異常，1991< 醫(yī)學教育網(wǎng)收集整理> 年有報道分析了257 例先天愚型患者的核型，其中14例（占5.4 ％）患者具有正常核。在243 例核型異?；颊咧校?25 例（92.6％）具有三條21號染色體，10例（4.1 ％）為嵌合型，8 例（3.3 ％）為易位。還有的學者則檢出了更高比例（11％）的具正常核型的先天愚型患者。無論這是否實驗誤差都說明僅靠常規(guī)的細胞遺傳學方法是不夠的。

    孕母血液生物化學篩查

    以年齡劃分先天愚型高危孕婦，大約只能檢出30％的胎兒，而由于超過半數(shù)的婦女不愿做羊膜穿刺，實際上能檢出的還不到15％。結合檢查孕母血液生物化學指標卻可使檢出率得到提高。

    一、AFP 、uE3 和hCG

    普遍認為甲胎蛋白（AFP ）和非結合雌三醇（uE3 ）的下降及hCG 的升高是一個非常有效的篩查給合，對篩查21三體胎兒較為特異。在小于35歲的孕婦可作為產(chǎn)前篩查先天愚型胎兒的有效手段，檢出率達57％，對于35歲以上的婦女可以此作為進一步羊膜穿刺細胞遺傳學診斷的參考指標，減少羊膜穿刺率，降低正常胎兒丟失率。

    1992年Spencer 提出游離型β-hCG在孕早期14～16周時結合AFP 和孕母年齡可將檢出率提高到77％，認為β-hCG作為總hCG 的亞單位，對于篩查先天愚型胎兒意義更大?，F(xiàn)采用較多的是游離β-hCG與AFP 聯(lián)合的孕中期二指標篩查法。

    另外，二聚抑制素A 是睪丸分泌的一種水溶性激素，其在孕中期水平的提高也可提示妊娠先天愚型胎兒，可與AFP 、游離β-hCG聯(lián)合檢測提高檢出率。

    二、妊娠蛋白

    近年來研究發(fā)現(xiàn)婦女在妊娠期間，血漿中出現(xiàn)與妊娠有關的多種含量較高的蛋白質(zhì)，而在非孕婦女含量甚微。這些蛋白可來源于胎兒、胎盤和母體，隨妊娠月份增加而含量逐漸升高，統(tǒng)稱妊娠蛋白。其中特異性β1 糖蛋白（Pregnancy specific- β1-Glycoprotein，SPI ）是胎盤合體滋養(yǎng)層細胞產(chǎn)生的一種糖蛋白，妊娠6 ～12周間21三體胎兒母血SPI 值明顯高于正常對照組。

    另一種與先天愚型有關的妊娠蛋白，妊娠相關血漿蛋白A （Pregnancey-associated plasma protein A，PAPP-A），是由胎盤合體滋養(yǎng)層細胞和蛻膜分泌的大分子糖蛋白，在早期妊娠時，21三體胎兒的母血PAPP-A含量顯著低于正常孕婦。

    上述生化篩查對檢出先天愚型胎兒是十分必要的，但確診仍需羊膜穿刺。

    超聲波檢查

    有學者建議在用生物化學手段篩查先天愚型胎兒前最好所有孕婦都是做超聲波檢查，以降低假陽性率，增加檢出率。已發(fā)現(xiàn)先天愚型胎兒雙頂經(jīng)與股骨長度之比、雙頂徑與肱骨之比增大，且有學者認為肱骨長度與孕齡的關系是簡單也是最有效的篩查方法。同樣，在B 超下發(fā)現(xiàn)項褶厚度增加、羊水過多、十二指腸閉鎖、腎盂擴張或心臟異常均提示先天愚型胎兒的可能，且多項指標的異常比一項異常提示患兒的風險更大。雖然關于超聲波檢查的爭論較多，但仍提供了有價值的參考。

    分子生物學技術

    一、熒光原位雜交技術

    由于構成染色體的DNA 鏈基本上是沿著染色體軸成線形排列，因而可以將DNA序列直接與染色體進行雜交并在染色體上定位。熒光原位雜交技術（FISH）因其雜交信號位置分辨率高，雜交信號強弱能進行定量分析，以及能同時用不同熒光標記的多種探針分析等優(yōu)點，在基因定位、染色體數(shù)目和結構導演等研究領域得到廣泛的應用。

    近年的研究發(fā)現(xiàn)，每條染色體在間期核中都占據(jù)一個獨立的位點，可在間期核上顯示染色體的位點用于診斷。這就使FISH方法在診斷染色體數(shù)目畸變時僅用1 ～2 天即可。應用FISH做先天愚型產(chǎn)前診斷的關鍵在于探針的特異性和高效性。

    目前探針主要有3 類：①區(qū)域特異或稱位點特異的DNA 片段，克隆在噬菌體、粘粒或酵母人工染色體（YAC ）等載體中；②染色體全長“描繪”探針，來自染色體特異性基因庫；③著絲粒重復探針。這3 類探針各有利弊，一般來講從21號染色體特異的粘粒群或YACs構建的DNA 探針對于間期核的檢測較為有效。

    1.絨毛組織和羊水細胞的FISH很多學者對絨毛細胞和羊水細胞的中期染色體和間期細胞核進行了21三體的FISH檢測。發(fā)現(xiàn)利用從羊水或絨毛取材的細胞不必經(jīng)培養(yǎng)，直接做間期核FISH即可診斷大部分先天愚型胎兒。Kuo 等用21號染色體全長描繪探針檢測了5 例三體胎兒的羊水細胞，結果三體細胞中45％～52％顯示了3 個雜交信號，40％～44％顯示2 個雜交信號。其后隨著探針技術的發(fā)展，使用粘粒探針使三體細胞正確顯示雜交信號的百分率明顯提高了。Bryndorf檢測兩例未培養(yǎng)三體絨毛細胞，具3 個相雜交信號的細胞分別為54％和90％；Klinger檢14例三體胎兒未培養(yǎng)羊水細胞，50％～80％的細胞顯示3 個雜交信號。但此法在診斷染色體結構改變和嵌合體方面尚需總結更多的資料來驗證。目前仍以≥60％的細胞顯示2 個雜交信號、≤20％的細胞顯示3 個雜交信號診斷為正常核型，以≥60％～70％的細胞顯示3 個雜交信號診斷為三體核型。這是Bryondorf 在檢測了2626例正常核型標本和48例三體核型標本的基礎上得出的結論，且由于其標本例數(shù)多，細胞正確顯示染色體數(shù)目（亦即雜交信號數(shù)目）的百分率也明顯提高了。

    2.孕婦外周血中胎兒細胞檢測大約80％的先天愚型兒是35歲以下年齡婦女妊娠，由于侵入性方法的危險性，一般35歲以下婦女不做羊水穿刺、絨毛膜取材和取胎兒臍帶血，所以尋找有效的非侵入方法十分重要。隨著從孕婦外周血分離胎兒細胞方法的建立，無創(chuàng)性取材與分子生物學技術的結合使先天愚型產(chǎn)前診斷方法有了進一步的發(fā)展。

    胎兒有4 類細胞會經(jīng)過胎盤進入母體循環(huán)中。這4 類細胞為滋養(yǎng)層細胞、有核紅細胞、淋巴細胞和粒細胞。在1ml 母血中大約每100 萬個有核細胞中存在1個胎兒細胞，其波動范圍相當大。面對如此稀少的胎兒細胞，首要的是使用某種有效的方法從母體中分離富集這些細胞。目前國外采用較多是下列4 種：①流式細胞術分選法；②磁珠分離法；③免疫親合層析法；④密度梯度離心法。

    現(xiàn)普遍認為母體中的有核紅細胞數(shù)量最多，免疫抗體特異性最強，壽命短，前次妊娠影響小，是產(chǎn)前診斷中最有應用前途的1 種胎兒細胞，也是目前應用最成功的細胞。

    elias 小組和Ganshirt小組分別報道了他們對從孕母血分離的患兒有核紅細胞時行的FISH檢測，細胞顯示3 個雜交信號的百分率一般較低，分別為2.8 ％～74％和10％～17％。Elias 將三體信號百分率74％的標本的FISH的結果與其羊水穿刺及流產(chǎn)胎兒組織染色本核型對比，證實確為21三體，進一步分析證實該例檢測時為流產(chǎn)早期，母血流中存在較多胎兒三體細胞，因此三體信號百分率相對較高。目前分離、富集胎兒細胞，排除母源細胞污染仍是一個未徹底解決的問題。

    妊娠誘導紅細胞增生，使得母源性有核紅細胞在循環(huán)中出同，干擾了胎兒細胞檢測。

    雙色熒光標記可輔助區(qū)別母源或胎兒源性有核紅細胞。Bianchi 用轉(zhuǎn)鐵蛋白受體（TRF ）在單克隆抗體分選富集胎兒的細胞（TFR 存在于胎兒有核紅細胞上，而母源細胞上無此受體），并用特異性Y 染色體探針和21染色體探針同時進行熒光原位雜交，在TFR 陰性細胞中顯示2 個21號染色體信號而無Y 染色體信號，說明是母體細胞；在TFR 陽性細胞中觀察到3 個21號染色體信號和1 個Y 染色體信號，說明該孕婦妊娠胎兒為男性21三體。他的研究成果非常令人鼓舞，但由于其不穩(wěn)定性還需進一步探索。

    二、引物介導的原位標記

    盡管如此，應用FISH作為常規(guī)的產(chǎn)前診斷方法目前尚存在許多困難。由于高效的21號染色體特異探針尚在研究中，獲得此探針的方法費時費力，難以推廣應用。Koch等1989年建立了寡核苷酸引導介導的原位DNA 合成（Oligonucleotide-primed in situ DNA synthesis ，PRINS ）技術。其基本原理是染色體特異的寡核苷酸引物與染色體雜交，在該引物介導下進行DNA 合成反應，鏈延伸中摻入標記的核苷酸，通過熒光顯色檢測特異性的染色體信號。與FISH一樣，既可用于中期染色體，也可用于細胞間期核，進行有關染色體的研究。該方法簡便易于掌握，整個過程類似原位PCR ，但只需一個循環(huán)，省時省力，同時避免了制備特異探針的繁雜過程。Pellestor 檢測了2 例21三體羊水細胞，分別有75.2％和78.9％的細胞顯示3 個熒光信號。PRINS 技術的關鍵是準確的退火溫度和避免粗暴操作。

    雖然目前有關此技術用于染色體病檢測的報道尚不多見，但可預見，它的出現(xiàn)也許會取代FISH成為一項重要的分子生物學產(chǎn)前診斷方法。PRINS 具有本底低、分析時間短、信號強三大優(yōu)點。理論上像FISH一樣也可同時標記幾種染色體或者進行幾次連續(xù)的PRINS ，其發(fā)展會十分迅速。

    三、PCR

    pCR 簡單易行，在臨床診斷中應用很多。Lee 等用同源性基因定量PCR 的方法，即用一對引物同時擴增兩個高度同源的基因：位于21號染色體上的肝型磷酸果糖激酶基因和位于1 號染色體上的肌型磷酸果糖激酶基因。以后者為自身對照，比較100 例正常二倍體和34例先天愚型（包括2 例非平衡易位患者）基因量的差異。結果顯示正常二倍體肌型磷酸果糖激酶產(chǎn)物/ 肝型磷酸果糖激酶產(chǎn)物為1.33±0.323 ，而先天愚型患者為0.40±0.16，與正常二倍體有顯著差異（P ＜0.001），說明定量PCR 技術的建立可為21三體產(chǎn)前診斷開辟新的途徑。先后有一些學者已利用特異的引物及內(nèi)對照，對21三體未培養(yǎng)羊水細胞、胎血、胎兒組織等進行了PCR ，檢測小片段簡單串聯(lián)重復序列（STR ）、超氧化物歧化酶（SOD ）、S-100B等，發(fā)現(xiàn)它們與正常標本存在明顯差異。該法適于檢測細胞較少的標本，如早期羊水穿刺標本和從母血分離的胎兒細胞。該法的優(yōu)點是快速，在24小時內(nèi)即可得到結果，但目前定量PCR 方法尚不完善，有待進一步探索。

    綜上所述，各種方法各有優(yōu)劣，相互之間仍無法代替。尋找對先天愚型胎兒快速、準確、安全的早期診斷方法仍是一項重要的課題。