導讀：無創產前DNA檢測（NIPT）在臨床獲得了廣泛應用，其理論基礎是由於在孕婦的外周血中發現了胎兒遊離DNA（cfDNA）。應用NIPT進行胎兒染色體非整倍體檢測時，cfDNA濃度過低會導致假陰性的發生，因此cfDNA濃度≥4%被認為是一個重要質控指標；此外，在無創單基因病檢測中，對cfDNA濃度的準確估算也尤為重要，cfDNA濃度是分析位點變異的重要參數。但cfDNA的濃度到底是如何計算的呢？今天，小編將通過近期一篇發表在International Journal of Molecular Science的文章，帶你一起迅速Get~
圖 8種cfDNA濃度估算方法模型
Y染色體估算法
原理：根據母體血漿總DNA中男胎Y染色體片段所佔比例計算cfDNA濃度
優點：簡單；準確
缺點：不適用於女胎
基於SNP的胎兒特異SNP位點法
原理：選取母親為純合，胎兒為雜合的位點，估算cfDNA濃度。比如父親的基因型為CC，母親為AA，則胎兒為CA，胎兒特異性位點C的比例可以估算cfDNA濃度
優點：直接；準確
缺點：父親DNA有時獲取存在困難
基於SNP的深度靶向測序法（FetalQuant）
原理：將孕婦外周血中的cfDNA看成複合基因型（AAAA，AAAB，ABAA，ABAB，每組前兩個字母代表母親基因型，後兩個下標代表胎兒基因型），應用最大似然數估算法，估算cfDNA濃度。該方法能夠通過母親外周深度測序的結果分析出母親純合而胎兒雜合的SNP位點
優點：只需要檢測母體血漿DNA；準確
缺點：需要深度測序
基於SNP 的低深度測序（FetalQuantSD）
原理：該方法是FetalQuant的改進方法，先用微陣列芯片對母親外周血進行基因分型，獲得母親純合的SNP位點，血漿DNA中不同於母親的SNP位點則為來自於父親的SNP位點，即為胎兒特異SNP位點，可以估算cfDNA濃度
優點：只需要對母體血漿DNA低深度測序；準確
缺點：母親基因分型需要額外成本；不同的基因分型和測序平臺需要重新校準曲線
基於cfDNA片段數目（seqFF）
原理：對血漿單端測序後，劃分成50kb的bins，建立高維迴歸模型（high-dimensional regression model），分析獲得結果
優點：只需要對母體血漿進行測序；單端測序；易於整合到現有的NIPT流程中
缺點：需要大樣本來建立網絡模型；當cfDNA濃度低於5%時準確性差
基於甲基化標記的方法
原理：胎兒DNA甲基化與母親DNA甲基化程度不同，甲基化測序區分胎兒和母親來源的DNA
優點：準確
缺點：測序前用亞硫酸鹽或者對甲基化敏感的酶切處理可能降低準確性；甲基化測序成本較高
基於cfDNA長度差異
原理：根據cfDNA片段較母體遊離DNA片段短，建立迴歸模型分析
優點：只需要對母體血漿進行低深度測序；易於整合到現有的NIPT流程中
缺點：準確性一般；雙端測序增加成本
基於核小體印跡法
原理：研究發現核小體核心序列部分佔所有核小體序列比例與cfDNA濃度有一定的相關性
優點：測序深度低
缺點：準確性差；在構建模型時需要進行深度測序
展 望
一個快速、簡單、準確、經濟的cfDNA濃度估算方法對NIPT來說是非常必要的，特別是針對NIPT的未來發展方向——無創單基因病的臨床應用來說尤為重要。cfDNA濃度會影響NIPT結果的準確性，此外，還具有潛在的臨床診斷價值：cfDNA濃度與妊娠結局相關，比如cfDNA濃度低可能與胎盤小或者胎盤異常相關。目前，上述提到的基於片段長度、數目、核小體圖譜等方法對低濃度cfDNA的準確估算，還需要大樣本的研究。此外，也有研究發現血漿DNA裡面片段末端具有來源（母親或者胎兒）偏好性，可以根據片段末端特徵判斷DNA片段來源，從而估算cfDNA濃度。
相信隨著研究的深入，cfDNA的生成機制和cfDNA濃度的影響因素會得到闡明。我們期待cfDNA濃度估算方法能夠取得更多突破，從而促進NIPT的發展，也為臨床診斷妊娠相關疾病提供更多有益參考。
參考文獻：Xianlu Laura Peng；Peiyong Jiang. Bioinformatics Approaches for Fetal DNA Fraction Estimation in Noninvasive Prenatal Testing. Int. J. Mol. Sci. 2017, 18, 453
NextSeq 550AR
是安諾優達與美國Illumina公司合作開發的新一代桌面式高通量基因測序儀，採用最新研發的雙通道“邊合成邊測序（SBS）”技術和經典的“可逆末端終止子”專利技術，具有通量高、速度快、數據精準、性能穩定、操作簡單等諸多優勢，與目前市面現有的設備比較，其數據質量、穩定性以及批量樣本處理能力等均具有顯著領先的優勢。同時， NextSeq 550AR也具備極強的臨床和學術應用延展性，包括PGS、液體活檢、FFPE測序、遺傳病檢測等都可以在此測序平臺上進行試劑盒的開發和註冊。
安諾優達總部位於北京，是中國基因組行業的知名企業、亞洲一流的醫學基因組中心、國家發改委首批基因檢測技術應用示範中心、國家衛計委首批高通量測序臨床應用試點單位、國家高新技術企業、北京市發改委“精準醫療與基因工程北京市工程實驗室”、“十三五”時期首批北京生物醫藥產業跨越發展工程（G20工程）企業、中關村高新技術企業、中關村新銳十強企業、中國最具投資價值企業、2016中國最具科技引領力企業，擁有博士後科研工作站。
公司專注於新一代基因組學技術在人類醫學健康和生命科學研究兩大領域的產業化應用，建立了領先的高通量測序平臺和高性能計算平臺，並先後與美國 llumina公司和阿里雲達成戰略合作，研發了最先進桌面式高通量測序儀NextSeq 550AR以及搭建基因大數據分析雲平臺安諾雲，形成了強大的Bio-IT 基礎和產業化服務能力。