论文标题翻译 基于游离胎儿DNA（cff-DNA）和孕妇年龄评估无创产前检测对21三体、18三体和13三体Z值准确性的队列研究

《The Journal of Maternal-Fetal & Neonatal Medicine》：Evaluation of the Z-score accuracy of noninvasive prenatal testing for trisomies 21, 18 and 13: a cohort study based on cell-free fetal DNA and maternal age

　　

目的：本研究旨在评估无创产前检测（NIPT）阳性结果的Z值与阳性预测值（PPV）之间的关系，以及Z值与游离胎儿DNA（cff-DNA）浓度的相关性，并探讨PPV与孕妇年龄的关联。

方法：研究纳入278例NIPT高风险的单胎孕妇，通过胎儿核型分析或拷贝数变异测序（CNV-Seq）确认染色体异常情况。研究评估了NIPT真阳性结果Z值与cff-DNA浓度的相关性，分析了NIPT Z值与PPV的关联，以及PPV与孕妇年龄的关系。采用Logistic回归分析评估Z值与PPV的相关性，利用受试者工作特征（ROC）曲线分析Z值检测染色体非整倍体的诊断性能。

结果：在242例选择 invasive amniocentesis（侵入性羊膜腔穿刺）产前诊断的孕妇中，184例确诊为真阳性。NIPT筛查21三体（T21）、18三体（T18）和13三体（T13）的总PPV分别为89.82%、67.65%和26.83%。T18和T21的Z值与cff-DNA浓度呈正相关。T18和T21的PPV随Z值升高而增加。当5
结论：Z值与T21和T18的cff-DNA浓度及PPV呈正相关。基于这些发现及现有知识，研究人员建议未来研究评估多参数模型（包括Z值、孕妇年龄、cff-DNA%和超声标记物），以期提高NIPT准确性并减少假阳性。该建议为推测性意见，尚需前瞻性验证。

研究背景与意义

出生缺陷是导致死胎和新生儿死亡的主要原因。2010年，世界卫生组织将出生缺陷的预防与护理列为全球优先事项。染色体非整倍体（chromosomal aneuploidy）是导致不孕、妊娠失败及子代严重遗传病的常见原因，包括21三体（T21）、18三体（T18）、13三体（T13）及性染色体非整倍体等。约0.3%的新生儿、30%-60%的胚胎、30%-70%的卵母细胞以及35%的自然流产存在染色体非整倍体。因此，快速有效检出胎儿染色体非整倍体异常对于患者的医学管理和遗传咨询至关重要。

母体外周血血浆中存在游离胎儿DNA（cell-free fetal DNA, cff-DNA），为无创产前检测（noninvasive prenatal testing, NIPT）提供了理论基础。2011年，非侵入性高通量测序技术已在全球范围内标准化应用，NIPT自此迅速并广泛地应用于临床。大量研究数据表明，NIPT对常染色体非整倍体具有较高的灵敏度和特异度，尤其在T21/T18/T13的检测中表现突出。作为一种筛查技术，NIPT并不能诊断胎儿染色体异常，而是将孕妇分为高风险和低风险群体。NIPT检测到的孕妇外周血cff-DNA来源于胎盘而非胎儿本身，可能导致胎盘与胎儿之间存在遗传物质差异。胎儿嵌合体（fetal chimerism）及低cff-DNA水平可导致假阴性，而母体染色体拷贝数变异、母体嵌合体、胎盘局限嵌合体（confined placental mosaicism）及母体恶性肿瘤等也可导致假阳性。因此，对于NIPT筛查提示的高风险孕妇，侵入性产前诊断仍然是必要的。

NIPT结果基于Z值判定：当-33时，提示染色体非整倍体高风险。由于NIPT的局限性，假阳性和假阴性无法完全避免。已有报道指出，NIPT的准确性和阳性预测值（positive predictive value, PPV）与Z值密切相关，较高的Z值（>3）与更高的PPV相关，可提高准确识别染色体非整倍体的可能性。另一项研究提示，T21/T18/T13高风险的Z值分别为7.597、4.944和9.135时为最佳，超出最佳范围的Z值导致的PPV高于3至最佳截断值范围内的PPV。然而，提高截断值将产生更多假阴性。因此，在调整截断值之前，需对Z值与PPV的关系进行深入研究和分析。

在该研究机构，染色体非整倍体的筛查策略如下：对于<35岁的孕妇，临床咨询师根据孕周和个体情况推荐母体血清筛查或NIPT；血清筛查或NIPT高风险者、超声软指标异常者或≥35岁者，建议行侵入性产前诊断。因此，在本研究中NIPT是作为可选筛查手段而非所有孕妇的一线检测。

研究方法与数据来源

本研究为单中心回顾性队列研究，样本来源于2019年1月至2024年12月在南宁市第二人民医院临床检验科接受NIPT筛查的61,146例孕妇，最终纳入278例染色体非整倍体高风险的单胎孕妇。这些NIPT高风险孕妇的孕周为12-22⁺⁶周，均为单胎妊娠。研究使用了CapitalBio测序平台及BioelectronSeq 4000基因测序仪进行半导体测序（semiconductor sequencing），通过末端修复、接头连接、缺口修复、聚合酶链反应（polymerase chain reaction, PCR）扩增及文库定量等流程完成检测。cff-DNA浓度通过两种方法测定：男性胎儿基于Y染色体片段比例，女性胎儿则基于片段长度分布的回归模型。研究采用Logistic回归分析评估Z值与PPV的相关性，运用ROC曲线分析Z值的诊断效能。

研究结果

染色体非整倍体高风险筛查结果分布与阳性预测值：在278例高风险孕妇中，242例自愿接受侵入性羊膜腔穿刺产前诊断，36例拒绝。242例中184例经羊水细胞核型分析、CNV-Seq检查及后续妊娠结局监测确认为真阳性。NIPT筛查的总PPV为76.03%，T21/T18/T13的PPV分别为89.82%、67.65%和26.83%。T21/T18/T13的假阳性病例分别为17例、11例和30例。

Z值与cff-DNA浓度的相关性：对150例T21真阳性、23例T18真阳性和11例T13真阳性的Z值及相应cff-DNA浓度进行分析。结果显示，T21和T18的Z值与cff-DNA浓度呈统计学显著正相关（p<0.0001和p<0.001），相关系数R²分别为0.59和0.40。T13因阳性样本数量不足，未能进行准确分析。

Z值准确性与孕妇年龄相关性：将242例产前诊断孕妇的Z值分为5组（3≤Z≤5、59.122后全部为真阳性。T18和T13的假阳性分布较分散，分别在Z>18.818和Z>20.632时PPV达100%。在<35岁孕妇中，T21、T18、T13的PPV分别为77.78%（49/63）、66.67%（10/15）、12.00%（3/25）；≥35岁孕妇中分别为97.12%（101/104）、68.42%（13/19）、37.50%（6/16）。T21和T13的PPV在≥35岁孕妇中显著更高。

ROC曲线与Logistic回归分析：ROC曲线分析显示，T21/T18/T13的Z值最佳截断值分别为9.189、14.08、13.72，AUC分别为0.9851、0.7945、0.6906。T21的灵敏度为91.33%、特异度为100.00%；T18的灵敏度为60.87%、特异度为90.91%；T13的灵敏度为54.55%、特异度为83.87%。Logistic回归分析显示，Z值与T21（OR=2.643, p<0.001）、T18（OR=1.113, p=0.008）和T13（OR=1.028, p=0.034）的PPV均显著相关。

讨论与结论讨论

本研究分析了61,146例接受NIPT筛查的孕妇，筛查提示278例染色体非整倍体高风险，其中242例同意侵入性羊膜腔穿刺产前诊断，184例确认为真阳性，总PPV为76.03%，与现有文献报道相符。NIPT在T21检测中表现出高准确性，这与T21发病率较高、受检人群中受影响比例更大直接相关，更高的基线患病率促成了T21 PPV的提升。

与传统生化及超声筛查相比，NIPT具有更高的灵敏度、特异度、检出率及更广的检测谱等多重优势。NIPT使高危和低危孕妇的非整倍体检出率分别提高5.9%和12.4%，异常胎儿出生率分别降低29.9%和33.4%；在一般筛查人群中，NIPT使侵入性检查减少60%，操作相关胎儿丢失减少73.5%。本研究中T13、T18、T21的假阳性病例分别为30例、11例和17例，未来研究致力于降低无创检测的假阳性率。

由于NIPT存在固有假阳性率，全面的遗传咨询至关重要。本研究中NIPT作为所有孕妇的可选筛查项目提供，由合格的产前临床医师在检测前进行充分咨询，确保孕妇理解检测目的、检测内容、性能及可能结果（包括假阳性及其意义）。基于知情同意，检测后由医师解读结果并提供后续临床管理建议，恰当咨询和知情同意是保障患者选择权、支持正确决策及确保筛查正确应用的关键。

36例孕妇拒绝产前诊断，导致高风险NIPT筛查病例的染色体验证率为87.05%（242/278）。此前研究表明，高风险病例拒绝进一步检查是NIPT筛查后的严重问题。36例拒绝者中9例成功分娩，但2例新生儿确诊为T21。因此，临床医师的沟通技巧及全面知情同意的提供具有重要意义。

cff-DNA浓度是决定NIPT结果准确性的重要因素，较低的cff-DNA浓度可导致结果不准确甚至实验失败。研究表明，维持NIPT灵敏度需要cff-DNA浓度>3.5%且质控后至少1.7 Mb可用读长。本研究中T21/T18阳性病例的Z值随cff-DNA浓度增加而升高。Logistic回归进一步证实Z值与T21、T18阳性结果显著相关；T13虽统计学显著（OR=1.028, p=0.034），但临床效应极小。

鉴于NIPT的高灵敏度和特异度，并非所有NIPT阳性结果碟示胎儿染色体异常，误读假阳性的可能性会给孕妇带来显著焦虑。NIPT使用Z值判定染色体非整倍体风险高低，Z值>3或<-3定义为高风险。NIPT对常见非整倍体（T21、T18、T13）判定的PPV与Z值密切相关：Z值越高，真阳性可能性越大，NIPT筛查结论越可信。本研究基于临床风险分层和样本量考量，将Z值分为3-5、5-10、10-15、15-20、>20五个区间。结果显示T21、T18、T13的PPV均随Z值升高而增加，呈现典型的"剂量-反应"关系，这与既往大样本回顾性队列研究一致，提示Z值不仅可作为定性解释阈值，还可作为定量风险梯度指标。T13在15
ROC曲线分析结果显示，T21/T18/T13的最佳截断值分别为9.189、14.08、13.72时AUC为0.9851/0.7945/0.6906。数据表明Z值截断值对T21和T18具有较好的识别能力，结果具有统计学意义，与当前部分研究发现一致。但Z值对T13的诊断效能较差，结果无统计学意义，研究人员认为这最可能归因于样本量。尽管该截断值下T18和T13的AUC未达1，但其有效代表了当前单指标模型的性能上限，可作为多变量模型开发的基线。T18和T13的灵敏度和特异度相对较低，提示仅依赖Z值可能增加假阳性率。因此，推荐采用结合胎儿比例及以下中孕期超声软指标二次筛查策略：颈项透明层（NT）或颈褶（NF）增厚、轻度脑室扩大、脉络丛囊肿、后颅窝池增宽、心内强回声、肠管强回声、轻度肾盂扩张、股骨缩短。此外，T18和T13阳性病例数相对较少可能导致对真实AUC的低估，未来研究将采用更大样本量的多中心队列进一步验证。

本研究存在以下局限性：第一，为单中心回顾性研究，样本量相对较小，尤其T13和T18等罕见非整倍体，15
研究结论

本研究支持两个主要发现。第一，cff-DNA浓度是影响Z值和NIPT结果准确性的潜在生物学因素。第二，Z值与T21、T18和T13的PPV存在显著正相关，三种非整倍体的PPV均随Z值升高而单调增加。这些结论基于本研究数据。此外，借鉴当前知识及本研究观察到的单指标方法局限性，研究人员提出未来研究应评估纳入Z值、孕妇年龄、cff-DNA浓度和超声软指标的多参数模型，以探讨其提高NIPT检出率并最小化假阳性的潜力。该建议为推测性意见，尚需前瞻性验证。