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    DNA測序已經(jīng)以一種戲劇性的全新方式進(jìn)入了醫療界：在早早孕時(shí)期檢測染色體缺陷。25年來(lái)，我們知道，胎兒的DNA痕跡可以通過(guò)懷孕母親的血液來(lái)進(jìn)行檢測，然而這些痕跡非常之小，而且到目前為止，我們尚沒(méi)有技術(shù)來(lái)檢測到DNA正常的多余染色體。
 

    上周，在《新英格蘭醫學(xué)雜志》（The New England Journal of Medicine）上發(fā)表的一篇研究文章中，戴安娜??碧昂琪（Diana Bianchi）和她的同事們向我們展示了，DNA測序如何能以驚人的準確率幫助檢測到多余的染色體。這篇報告開(kāi)啟了胎兒DNA檢測的新時(shí)代。

    首先讓我們來(lái)了解一些背景知識：人體的第21對染色體多出一條變成三條就會(huì )引起唐氏綜合征（Down syndrome），這種遺傳學(xué)疾病導致智力缺陷和生長(cháng)遲緩。唐氏綜合征也被稱(chēng)為“21-三體綜合征”，“三體”即染色體變成三條而不是正常的兩條。更為少見(jiàn)的愛(ài)德華茲綜合征（Edwards syndrome）則由人體第18對染色體的三體變異導致，故而又稱(chēng)“18-三體綜合征”，其后果要嚴重得多，大部分妊娠會(huì )中途發(fā)生終止。而其他染色體的三體變異也通常會(huì )導致早產(chǎn)或流產(chǎn)。出于多種原因，準爸媽們都想要知道胎兒是否攜帶這種不正常的變異因素。

    上述新檢測法的精確率令人印象深刻。在1,914名健康的年輕懷孕婦女中，僅有8人的胎兒染色體出現多余，而這一測試方法將全部8例都檢測了出來(lái)。最令人印象深刻的是其較低的假陽(yáng)性率：總體而言，這一新DNA檢測法僅報告9例假陽(yáng)性（21-三體變異或18-三體變異），而傳統的篩查測試盡管也發(fā)現了全部的8例真陽(yáng)性案例，其假陽(yáng)性結果卻高達80例，幾乎是DNA測序法的9倍之多。

    為何這一方法如此重要？在大部分情況下，得到陽(yáng)性結果的女性會(huì )選擇羊膜穿刺術(shù)，這是一種侵入性檢查，醫生會(huì )用一根長(cháng)針直接穿入子宮，采集一些羊水樣本。一般情況下，羊膜穿刺術(shù)能對唐氏綜合征做出一個(gè)確定的鑒定。采用傳統方法的假陽(yáng)性率非常之高，羊膜穿刺術(shù)可推翻95%以上的假陽(yáng)性結論，而新的DNA測序法的這一比例則僅為55%。或者用碧昂琪等人的話(huà)來(lái)說(shuō)：

    “如果所有得到陽(yáng)性結果的女性選擇進(jìn)行入侵性檢查，那么診斷性入侵性檢查的數量將減少89%。”

    懷孕婦女及其伴侶剪影。

    入侵性檢查的數量減少89%，這可是一個(gè)巨大的幅度，不僅僅意味著(zhù)成本的降低，也意味著(zhù)父母壓力和胎兒風(fēng)險的減少（羊膜穿刺術(shù)可能會(huì )引起流產(chǎn)）。

    DNA測序法每一年都在變得速度更快、費用更便宜，所以，現在看到這種方法僅被用于檢測三染色體細胞，不免令我們有些吃驚。

    檢測多余染色體的困難之處在于，DNA基因序列本身是正常的。如果你對基因進(jìn)行測序，你不會(huì )發(fā)現任何顯示胎兒擁有多余染色體的變異。而這就是下一代基因測序技術(shù)驚人效率起作用的地方。

    現代測序儀器能在短短幾小時(shí)時(shí)間內對數百萬(wàn)DNA小碎片進(jìn)行采樣。我們可以使用計算機分析法來(lái)確定哪些碎片來(lái)自于胎兒，以及哪些碎片來(lái)自于每條染色體。

    如果任何染色體出現了三條，那么該條染色體DNA增加的幾率上升了50%。基因測序的力量來(lái)自于其以大量數據為依托：因為我們可以對每條染色體的許多碎片進(jìn)行測序，那么50%的上升幾率就會(huì )較為容易地被檢測到。

    碧昂琪所采用的檢測三體變異的方法是2011年艾米 賽奈特（Amy Aehnert）及其同事的研究成果，其中一些人也是上述新研究報告的參與者（注：他們使用的是一種名為Bowtie的軟件項目來(lái)進(jìn)行分析，該軟件由我的學(xué)生本??蘭米德[Ben Langmead]開(kāi)發(fā)）。這一方法將隨著(zhù)時(shí)間的推移而變得更好：進(jìn)一步降低假陽(yáng)性率。

    美國婦產(chǎn)科醫師協(xié)會(huì )（American College of Obstetricians and Gynecologists）早已建議有胎兒染色體異常（多余染色體）風(fēng)險的孕婦采用DNA檢測。確切來(lái)說(shuō)，他們建議高風(fēng)險孕婦在獲得遺傳學(xué)咨詢(xún)之后，擁有做胎兒DNA檢測的選擇權。上述研究是在低風(fēng)險孕婦人群中進(jìn)行的，其表明，產(chǎn)前DNA測試的益處應該讓所有女性都有權利享受到。