百万例临床数据验证 产前检测发现恶性肿瘤

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非侵入性胎儿染色体基因检测(NIPT/NIFTY/NIPS)是利用孕妇血液中的胎儿游离DNA筛检胎儿异常,主要被用来筛检三种常见的体染色体异常:唐氏症(T21)、爱德华氏症(T18)、巴陶氏症(T13﹚2015 年英国Diana Bianchi教授和研究团队首度发现,从非侵入性胎儿染色体基因检测检测异常 ,出现多重染色体倍数变异的情况( Multiple Copy Number Variation) 或检测无效的案例中,有数名为罹患恶性肿瘤的确诊个案,初步证实孕期肿瘤会造成 NIFTY/NIPT 检测异常的结果。

2019年4月一篇跨区域、多种族、大规模数据的研究成果发表在Nature系列期刊《Genetics in Medicine》,收集来自新加坡、伊朗、中国、香港、台湾、丹麦、西班牙和斯洛文尼亚等地超过193万例的临床研究,验证在非侵入性胎儿染色体基因检测(NIFTY/NIPT)出现多重染色体倍数变异的现象和母体肿瘤有关。此研究由包含 BGI、台湾基康(Genehealth)在内的30多个医疗/研究机构共同收案合作。

193万例接受非侵入性胎儿染色体基因检测的孕妇当中,有639位的分析结果出现多重染色体异常的拷贝数变异(Copy Number Variation;CNV)讯号,扣除97位失联无法追踪的个案以外,此篇研究共追踪访查了542位受检者,其中有41名受检者在进行详细的医学检查之后,经由医师确认诊断罹患恶性肿瘤(癌症), 其中,确认为乳癌者占10位(24.4%)、淋巴癌9位(22%)、肝癌9位(22%)、消化道癌症(胃癌)4位(9.8%)、大肠直肠癌3位(7.3%)、卵巢畸胎瘤1位(2.4%)、鼻咽癌(NPC, Nasopharyngeal Carcinoma)1位(2.4%)、肺癌1位(2.4%)、平滑肌肉瘤(Leiomyosarcoma, LMS)1位(2.4%)、生殖细胞瘤(dysgerminoma)1位(2.4%)、子宫颈癌1位(2.4%)。此外,还有有4位受检者则是确诊患有子宫肌瘤(Leiomyomas)、1位受检者患有卵巢巧克力囊肿。

41位确诊罹癌的受检者中,统计有8位(19.5%)为第二期癌、9位(22%)为第三期癌、19位(46.3%)为第四期癌,过半检出罹癌的患者属于癌症中晚期,可能因中晚期的肿瘤较大,释放较多的ctDNA,而较容易被侦测出多重CNV的信号。即便如此,也并非所有多重染色体倍数变异(Multiple CNV)的结果都是恶性肿瘤所造成,以本次收案结果统计,639名当中仅有42位受检者确认诊断罹癌,阳性预测率(PPV)仅约7.6%,用来预测母体肿瘤的存在其专一性仍然偏低。

此外,研究团队从542名(41名确诊罹癌,501名未罹癌)追踪访查的受检者当中发现FCNV(Fraction of significant CNVs)数值有非常明显的差异,进而编写成CDP(Cancer Detection Pipeline)算法,其检测敏感性(sensitivity)可达83%、特异性(specificity)达84.2%; 阳性预测率(PPV)与阴性预测率(NPV)则分别为30.1%与 98.4%,相较于仅用多重CNV来预测肿瘤,此套CDP算法将专一性显著提升。未来若检测出异常多重CNV的情况时,可望透过算法的优化,提供临床医师与受检者更加精准的参考数据,用做后续医疗方向参考。

注:FCNV=明显异常出现CNV的游离DNA片段数量/所有游离DNA片段的总数量

项目 敏感性(sensitivity) 特异性(specificity) 阳性预测率(PPV) 阴性预测率(NPV)
数值 83% 84.2% 30.1% 98.4%

                                                        表一、算法优化后各项统计数据

参考文献
1.Identifying occult maternal malignancies from 1.93 million pregnant women undergoing noninvasive prenatal screening tests. Genet Med. 2019 Apr 12.
2.Sequencing of Circulating Cell-free DNA during Pregnancy. N Engl J Med. 2018 Aug 2;379(5):464-473.
3.Incidental identification of maternal malignancies in two Asian women underwent noninvasive prenatal test. bioRxiv, 2016, 095364.
4.Noninvasive Prenatal Testing and Incidental Detection of Occult Maternal Malignancies. JAMA. 2015 Jul 14;314(2):162-9.

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