侵入性产前诊断技术的研究进展

侵入性产前诊断技术的研究进展

产前诊断，也称为宫内诊断或出生前诊断，是指现代细胞遗传、生物学、生物化学、医学图像和临床医学的结合，在产前对所有可能的出生缺陷进行检查和诊断。其主要目的是早期发现遗传缺陷儿及各种先天性畸形,对有条件且可能矫治者,适时进行胎儿宫内治疗,对无法矫治者及时终止妊娠,以减少缺陷儿的出生。目前产前诊断方法有很多,包括侵入性和非侵入性两大类,本文针对侵入性产前诊断技术做一综述。1产前诊断的适应性和禁忌1.1胎儿的筛查(1)夫妇一方为染色体结构异常者;夫妇自身染色体正常,曾分娩过染色体异常儿。(2)性连锁疾病携带者。(3)家族性染色体或遗传病史。(4)年龄35岁以上的高龄孕妇,孕母血清学筛查21-三体及18-三体高风险者。(5)羊水过多或过少,胎儿发育异常或胎儿有可疑畸形,孕早期接触过可能导致胎儿先天缺陷的物质。(6)检测胎儿有无感染性疾病。(7)孕妇血型抗体升高需了解胎儿宫内受累情况。(8)胎儿生理生化指标如血气分析,微量元素以及酶的测定。(9)胎儿宫内输血。1.2孕产妇自身健康状况适应证不明确;先兆流产或过期流产者;阴道、盆腔或宫内感染者;有出血倾向的孕妇;无医学指征要求检测胎儿性别者;孕妇处于疾病的急性期,如肝炎、肾炎等;孕妇自身状况差;孕妇高度紧张,恐惧或存在精神意识障碍;孕妇出现频繁宫缩,有胎儿窘迫迹象者。2产前诊断方法2.1毛发样本cs1963年由Mohr首先提出,1979年开始在中国开展,是手术采集胚胎绒毛进行产前诊断的技术。2.1.1体外受精活检有经腹和经宫颈两种途径,具体使用方法取决于胎盘着床位置和医院设备条件等。在超声引导或超声、内窥镜双重引导下(经宫颈CVS)将穿刺针或导管刺入宫腔,接上活检针送入胎盘绒毛组织,10～15mL负压吸取约5mg绒毛组织,退出穿刺针或导管,观察胎盘部位有无出血及胎心情况。2.1.2经腹cvs治疗常见的并发症有流产、宫内感染、阴道出血、畸形足等,受术者在术后会出现腹痛或少许阴道出血。一个多中心的研究显示:CVS并发症发生率平均为2%。而我国最近的一组研究表明,与CVS相关的流产率为0.66%,与人群中的流产率差异无统计学意义。在一些超声引导侵入技术经验丰富的医疗中心,孕11～14周进行经腹CVS,胎儿丢失率与在中期妊娠进行羊膜腔穿刺相同。除了流产,还有感染、羊水渗漏的风险。有报道绒毛吸取术后约33%的孕妇血清甲胎蛋白(AFP)浓度升高,推测可能是胎母输血所致。因此,有学者主张,对Rh血型阴性孕妇手术前后应使用抗D免疫球蛋白。另有报道显示在10周前进行CVS有导致横向肢体短缺畸形(transverselimbreductiondefects,LRD)(发生率为1%～2%)及下颌-肢体发育不良综合征的危险。现在常规推荐CVS应在10周之后进行。Alfirevic等认为尽管有循证医学资料显示经腹和经宫颈CVS两种方法对流产率影响基本一致,但如果需要做早孕期产前诊断,经腹CVS优于经宫颈CVS和羊膜腔穿刺术。2.1.3胎儿妊娠和妊娠的治疗CVS的优点是可以早期诊断:能较早期获取胚胎信息进行产前诊断,是妊娠15周之前进行产前诊断优先的技术。所获取的绒毛来源于滋养层,能表达胚胎遗传信息,可用于检测胎儿染色体或遗传缺陷、胎儿性别判定、胎儿病毒感染的诊断、先天性代谢性异常的诊断及胎儿血型检查等,且培养时间短(7～14d),结果异常者可采用简单、安全的方法终止妊娠或进行宫内治疗。但CVS缺点是技术难度大,不能检测所有的出生缺陷,也无法检测羊水中的AFP、乙酰胆碱酯酶等用于筛查胎儿神经管缺陷的物质,而且容易出现母体底蜕膜污染和胎儿细胞“嵌合体异常”,从而影响结果的准确性。2.2新生儿染色体病是产科常用的诊断和治疗技术,在产前诊断、胎儿成熟度的监测及某些高危妊娠的治疗起重要作用,被广泛应用于抽取羊水进行细胞培养诊断胎儿染色体病及胎儿畸形。2.2.1成分血的检查操作前应行超声确定孕周、胎儿姿势、胎盘位置、羊水池位置及深度等,避开胎儿及胎盘,确定穿刺部位。穿刺前嘱孕妇排空膀胱,用腰穿针在选定的穿刺部位垂直刺入,抽取羊水20～30mL行羊水细胞培养、染色体核型分析及羊水生化检测。穿刺孔一般在24～48h内闭合,如抽不出羊水,可改变穿刺方向、深度。如抽出血液,可能为刺伤腹壁、子宫壁、胎盘或者胎儿的血管,应立即拔出穿刺针并压迫穿刺点,观察胎心率有无改变,如无改变,可等待1～2周再行穿刺,如有改变,应及早结束分娩。穿刺过程中出现子宫收缩或胎动频繁,应停止穿刺,避免损伤胎儿。一次穿刺失败只允许重复1～2次,且不能在同一部位重复进针,如再失败应在2周后进行。2.2.2影响胎儿流失率的因素大量实践表明,羊膜腔穿刺对孕妇和胎儿较安全,很少引起早产、流产或畸形。1970年有研究提出羊膜腔穿刺相关的流产率大约为0.5%,最近更多的研究显示流产率可能更低,大约为0.06%。Cebesoy等提出抽取羊水量可能对胎儿流产率也有影响,尽管差异无统计学意义。其他并发症包括:(1)脐带、胎盘或胎儿损伤:穿刺针刺伤脐带、胎盘、胎儿,发生脐带或胎盘血肿、胎儿出血。有报道胎盘渗血发生率为12.25%。尤其常见于前壁胎盘的患者,予超声检测下选取胎盘边缘较薄、羊水池较深处一次进针,避免重复进针,可降低胎盘渗血率及脐带和胎儿损伤。(2)羊水渗漏:羊水渗漏将会导致羊水过少,从而影响胎儿发育。(3)母体损伤:腹壁血肿、子宫浆膜下血肿、羊水栓塞。(4)宫内感染、呼吸窘迫、畸形、胎儿外伤和母体同种异体免疫。2.2.3超声引导药的应用一般在新生儿疾病的治疗方面,单次给药均有局限性羊膜腔穿刺具有取材方便、流产率低,并发症少、结果较为可靠等优点。羊水细胞培养后进行核型分析,可诊断出全部明显的染色体异常,以及进行DNA突变分析以诊断单基因病;通过对羊水生化指标检测,可诊断胎儿溶血症、遗传代谢性疾病等;同时可进行羊膜腔胎儿造影直接观察胎儿畸形,方法简便,安全,用途广。近年来亦有研究通过羊膜腔注射药物以治疗胎儿生长受限、胎儿酸中毒及促胎肺成熟等。经超声介导下羊膜腔内给药治疗避免了药物对母体的影响,绕过了胎盘屏障,药物经胎儿吞食后直接由其胃肠道上皮吸收,从而达到治疗胎儿疾病的目的。但羊膜腔内重复给药可能增加宫内感染和早产的风险,多次重复给药应谨慎。羊膜腔穿刺的缺点在于:羊水有被血污染的可能,只能在妊娠16～20周进行,染色体核型出结果需3周左右,不能早期诊断等。最佳穿刺时期为妊娠16～20周,因为此时羊水量多,穿刺成功率高,既能满足细胞培养需要的活细胞数,也不会因取羊水过多而引起流产等并发症。早孕期羊膜腔穿刺术(妊娠9～14周)会导致妊娠丢失率和胎儿肢体畸形发生率增加,一般不用于早期妊娠的诊断。而胎龄较大的胎儿羊水细胞活力较差,细胞培养难以成功,且胎龄较大的胎儿宫内活动较频繁,取羊水时易损伤胎儿。因此,羊膜腔穿刺时间局限,导致不能早期诊断,对妊娠结局处理不利。2.3新生儿血样的采集是近年来发展起来的一项新技术。1983年首次报道了超声引导下经母腹抽取胎儿静脉血的宫内采血技术。国内在1988年也报道了脐静脉穿刺术取胎儿血行产前诊断。在超声引导下经母体腹壁从胎儿脐静脉获取0.5～1mL胎儿血液,采集血样可用于遗传和生化研究,包括染色体分析,单基因病诊断(苯丙酮尿症,膀胱纤维变性,杜氏肌营养不良),而且还可用于诊断胎儿血液系统疾病(免疫性溶血、地中海贫血、血友病、血小板功能及数量异常)、免疫缺陷综合征及诊断胎儿的病毒、细菌、弓形体感染;胎儿生长受限的监测与胎儿宫内状况的评估,以及对绒毛及羊水培养出现的假嵌合体或培养失败进行矫正或补救诊断。2.3.1新生儿产前诊断术前孕妇排空膀胱,仰卧位,超声确定胎盘位置和脐带位置,选择容易暴露的脐带位置来决定穿刺位置。选好穿刺点,固定探头,使穿刺针和脐带在同一切面,穿过腹壁、子宫肌壁,当穿刺针接近脐带表面时快速穿刺入脐血管,抽取胎儿血液1～5mL用于产前诊断。术后超声下观察胎盘、脐带穿刺部位有无渗血或血凝块,观察胎心律的变化。2.3.2膜对胎儿的保护作用脐静脉穿刺并发症较多,包括脐带或胎盘渗血、血肿、胎盘早剥、胎儿心动过缓、流产、早产、宫内感染等。有报道脐带穿刺术胎儿丢失率为1.2%～4.9%,如果除去可能是由于胎儿水肿、胎儿生长受限等本身疾病所致的胎儿丢失,与单纯手术操作有关的胎儿丢失率小于2%。其最常见的并发症为脐带或胎盘部位出血和胎儿心动过缓。研究显示在脐带穿刺后有一半以上的孕妇会出现胎盘或脐带出血,但多为一过性。这可能由于脐带胶质弹性好,穿刺后血管收缩快,渗血时间短,同时由于脐带胶质和覆盖在脐血管上的羊膜对脐血管的保护作用,脐血管壁收缩及胎儿血小板及凝血因子参与,多能自行停止,一般对胎儿不造成影响;胎儿心动过缓多见于操作时间较长者,约3%～12%的胎儿会出现短暂的心动过缓,其原因考虑为穿刺引起脐带动脉痉挛及子宫收缩导致胎盘灌注不良所致,予左侧卧位,吸氧,静脉注射10%葡萄糖和维生素C或5mg阿托品加葡萄糖20mL后多可恢复。提高手术技巧、缩短手术时间以减少对脐带的刺激是防止心动过缓的关键。少数病例心动过缓持续时间较长,如果发生于较大孕周的胎儿,根据严重程度有时会选择剖宫产终止妊娠;胎儿母体出血带来的风险包括严重的溶血性输血反应,对胎儿红细胞、白细胞、血小板的同种免疫反应。穿刺的成功率有助于降低并发症的发生,有以下几点因素可影响穿刺的成功率:(1)穿刺点的选择。选择容易暴露的脐带段,被选择的脐带和羊水池深度必须适宜。选择好穿刺点,使穿刺针与脐带在同一平面上,进针角度与脐带<90°。(2)超声与手术者配合默契,术者从穿刺到采血,应密切注视监视器屏幕,在穿刺过程中针体应始终保持在屏幕上。(3)选择合适的孕周可明显提高穿刺成功率及安全性。最佳孕周为18～30周,脐静脉直径0.3～0.6cm。孕周太小或太大均会导致穿刺的失败率和并发症发生率增加。(4)采用2次进针法:先进入羊膜腔,在针接近脐带表面快速突破,以减少脐带游走的机会,提高穿刺的成功率。针尖刺中脐带回抽不到血但也无羊水,可能是在华通胶内,可尝试缓慢退针同时回抽;若抽到血,说明刚才是在血管下面的华通胶内;若回抽数次未见到血且脐带未脱离穿刺针,说明针尖可能在血管上方的华通胶内,可快速稍进针然后回抽。2.3.3体外受精神病血培养可实现新生儿产前诊断的优势妊娠16周至足月的任何孕周均可行脐带穿刺术,最佳时间为22～25周,因为此时脐带血管管径较粗,华通胶少,羊水较多,穿刺较容易。PUBS为快速染色体分析提供了一种方法,特别是从羊膜腔穿刺,CVS或超声获得的结果不确定时。优点包括:(1)准确性和敏感性高,是妊娠中晚期常用的产前诊断技术。(2)可获取纯胎血,对母儿构成的风险小,并发症少,较少受孕周限制,能更广泛地应用于胎儿遗传性疾病的诊断和胎儿宫内状态的评价。(3)穿刺时间不受孕周限制,脐血细胞培养时间短,培养过程简便,染色体制备容易和出检查报告时间短;胎儿细胞培养只需要48h即可进行染色体制备。(4)可对绒毛及羊水培养出现的假嵌体或培养失败进行校正或补救诊断,特别是确诊X综合征方面是羊水和绒毛检查无法比拟的。(5)另外随着四维彩超对中晚孕胎儿进行结构筛查的广泛应用,越来越多的胎儿结构异常被发现,由于错过了产前诊断的最佳时机,采用脐静脉穿刺术,应用胎儿脐带血培养制备染色体行产前诊断就显得尤为重要了,它满足了大孕周孕妇进行产前诊断的需要,对于中晚期才出现的产前诊断指征,如胎儿生长受限和一些畸形,有羊膜腔穿刺术不可取代的优势。(6)对一些胎儿缺陷可进行宫内治疗。如因同种免疫反应而诱发溶血的胎儿水肿能通过灌注红细胞给胎儿达到缓解,胎儿室上性心动过速引起的胎儿先天性衰竭和水肿,可通过脐静脉直接注入药物进行治疗。缺点是对技术人员要求较高,需要有高度熟练的技术人员在超声直视下操作。且引起胎盘早剥、羊水栓塞、羊水渗漏、皮下血肿及胎儿损伤等并发症危险较羊膜腔穿刺大。2.4胎儿畸形检查胎儿镜又称羊膜腔镜或胚胎镜,是用细小的纤维内窥镜从母体腹部或子宫颈穿刺进入羊膜腔,直接观察胎儿体表及胎盘胎儿面,采取纯胎血,进行胎儿活组织检查以及宫内治疗。Oslo氏欧洲科学协会拟定了胎儿镜检查指征:(1)希望在某一区域内能借助胎儿镜检查到胎儿畸形。(2)畸形严重,足以终止妊娠。(3)受累胎儿危险≥诊断过程危险性。(4)没有其他安全措施来排除畸形存在。(5)双亲个人史。2.4.1新生儿的超声检查一般根据羊水量、胎儿大小、脐带粗细及检查目的确定胎儿镜检查的时机。妊娠15～17周,羊水达足够量,胎儿也较小,适宜观察其外形;妊娠18～22周时,羊水量继续增多,脐带增粗,易取胎儿血进行产前诊断;妊娠22周后,羊水透明度下降,则不利于胎儿外形的观察。而妊娠晚期,子宫对机械性刺激敏感性增加,此时行胎儿镜检查,发生早产的可能性较大,如果发生羊水栓塞则比妊娠中期严重。方法包括经腹(TGEF)和经子宫颈胎儿镜检查两种方式。术前禁食,超声进行胎盘定位,估计胎儿大小、胎位,选择穿刺点,一般选择避开胎盘的部位,面对胎儿腹侧。注意穿刺点下有足够的羊水量,便于顺利地刺入羊膜腔,经腹部进针时,一般不选择子宫下段,因该处收缩性差,穿刺后创口不易闭合,容易出现羊水漏出,孕妇取平卧位,排空膀胱,超声指导下,用装有套管的套针经腹壁切口(或经阴道)刺入羊膜腔内,插入胎儿镜,穿刺过程中有两次落空感,进入羊膜腔后抽出针芯,换上胎儿镜,观察胎儿外形,并取胎血或胎儿组织进行检测。操作完后,将胎儿镜连同套管取出,观察孕妇血压、脉搏、胎心率、有无子宫收缩、羊水渗漏及出血等情况。一般不给予沙丁胺醇、硫酸镁等抑制宫缩的药物,因为子宫肌松弛,不利于宫壁创口闭合。术后2d行超声检查了解胎儿及羊水量状况。2.4.2体外观念使用方法胎儿镜并发症较多,Lee等报道存活胎儿术后发生宫内死亡率为15%,多发生在手术后2周内,4%为围生儿死亡,其主要原因是胎膜早破所致早产和脑损伤。主要包括:(1)胎膜早破是最常见的并发症,其穿刺孔的数目、穿刺管的直径及手术的操作时间与胎膜早破相关,胎膜早破造成的胎儿丢失率可达50%。研究显示,在内镜胎儿手术中实施小切口的剖宫术,在直视子宫下使用Seldinger技术插管入羊膜腔,进入部位被小心扩开,拔管后穿刺部位放置明胶海绵,可将胎膜早破的发生率降至4.2%。有研究表明,使用管径较小(1.0～2.2mm)的胎儿镜,可降低胎膜早破和早产的发生率。有研究认为尽管使用了以上方法,胎膜早破的发生率仍在5%～30%之间,因此未来的研究方向是在术后如何封闭胎膜裂口或刺激自发的胎膜修复机制。(2)流产和早产。与手术引起的子宫收缩,术中子宫容量急剧改变、激素水平的变化和胎膜早破、感染等有关。(3)羊膜腔感染。表现为术后发热,下腹疼痛,压痛,浑浊异味羊水或羊水细菌培养阳性。严格无菌操作,术后常规使用抗生素可以预防感染的发生。(4)损伤胎盘、胎儿、脐带,引起脐带血肿,胎盘早剥、羊膜炎及严重羊膜腔出血造成流产、早产和围生儿死亡,损伤母体器官,术中或术后出现血尿、急腹症症状和体征。2.4.3胎儿镜的应用优点包括(1)胎儿镜可直接观察胎儿外观有无明显体表畸形(如指趾畸形、外生殖器畸形、无脑儿、脊柱裂、腹壁裂、唇腭裂、脑疝等)。(2)妊娠前3个月,胚胎处于各器官和结构分化发育关键期,在此期内直接观察胚胎或胎盘,并进行绒毛膜取样,可使产前诊断更加早期和准确。(3)胎儿镜直视下采取胎血及胎儿活体组织标本可对特殊疾病进行诊断。采胎儿血样可诊断出一些疾病,如:免疫缺陷伴血小板减少,湿疹综合征(Wiskoff-Aldrich综合征),血友病A和B,血红蛋白病,慢性肉芽肿病和α1抗胰蛋白酶缺陷等;提取胎儿皮肤和肝脏组织可诊断糖原贮积病、先天性乌氨酸氨甲酰转移酶(OTC)缺乏症、表皮松解等疾病(抽取羊水或绒毛细胞不能诊断以上疾病),结果准确可靠。(4)胎儿镜还应用于某些疾病的宫内手术治疗(宫内输血、宫内给药、激光凝固、切除和栓塞等)及实验性宫内基因治疗,开创了妊娠期挽救胎儿的新领域。胎儿镜最主要的不足在于:手术性早产或因早产引起的胎儿死亡,不易获得无羊水污染的纯胎儿血液标本,且在妊娠晚期又难以观察到胎儿全貌,因此临床应用受到一定限制。但近年来对胎儿镜工艺改进,减少套管针的穿刺孔和缩小套管针的直径,同时对适应证、穿刺部位、时机、采取标本的种类和方法的改进,可减少