血清学产前筛查的现状与未来展望

产前筛查和产前诊断是出生缺陷防控的重要关口。我国自2002年起开始规范开展产前诊断工作，以21三体综合征（简称21三体）、18三体综合征（简称18三体）以及开放性神经管缺陷（open neural tube defect，ONTD）为主要目标疾病，以血清学产前筛查为一线筛查方案，取得了较好的出生缺陷防控效果。2011年前后，孕妇外周血胎儿游离DNA产前检测（non-invasive prenatal testing，NIPT）开始进入到产前筛查领域。在新的技术背景下，重新审视产前筛查的发展历程、血清学产前筛查技术原理及特点，有助于临床扩展视野、选择适宜的产前筛查方式，更好地落实出生缺陷风险防控工作。

自20世纪70年代以来，产前筛查经历了单纯孕妇年龄筛查、血清学产前筛查、多种血清学产前筛查模式以及与NIPT组合筛查等历程，在出生缺陷二级防控方面发挥了重要作用。

（一）血清学产前筛查的发展历史

21三体是最早和最主要的产前诊断目标疾病。早期21三体产前筛查的主要依据是"孕妇年龄"。1972年，研究发现中孕期孕妇血清AFP的升高与胎儿ONTD有关，1977年英国一项多中心研究全面证实并解释了母血中AFP的增高与胎儿ONTD的相关性^[1]，从此拉开了出生缺陷血清学产前筛查的序幕。1984年，Merkatz等^[2]研究显示孕妇血清AFP与21三体的相关性，1984年Cuckle等^[3]发现母血清AFP低水平是独立于年龄之外的预测指标，与年龄联合可提高21三体的检出率，从而开启了21三体的血清学产前筛查。

1988年，Wald等^[4]在中孕期应用AFP、游离β-人绒毛促性腺激素（free β-humanchorionic gonadotrophin，Free β-hCG）、非结合雌三醇（unconjugated estriol，uE3）等生化指标进行联合筛查，在5%假阳性率（false positive rate，FPR）水平，可将21三体、18三体等染色体异常检出率提高到60%以上。1996年，研究人员在中孕期常规3种血清学指标基础上，加入抑制素A（inhibin-A）指标，发现在7%FPR的情况下，对21三体异常的检出率能够增加5%。随后，早孕期产前筛查指标母血清妊娠相关血浆蛋白A（pregnancy-associated plasma protein-A，PAPP-A）、Free β-hCG以及超声指标胎儿颈项透明层厚度（nuchaltranslucency，NT）的联合应用，可在早孕期将目标染色体异常检出率提高到90%（在5%FPR水平）^[5,6,7]。

自20世纪90年代以来，血清学产前筛查逐渐发展出早孕期联合筛查（PAPP-A、Free β-hCG、NT）、中孕期血清学联合筛查（Free β-hCG、AFP、uE3等）以及早中孕期整合/序贯等多种方案。英国的FASTER、美国的SURUSS等大型研究分析了这些方案的检出率和假阳性率的差异^[8,9]，提示在质量有保障的基础上，纳入的指标越多，检出率越高。

（二）当前不同产前筛查方式的定位与临床应用建议

2011年左右，NIPT开始应用于临床。该技术通过对孕妇外周血中的游离DNA（cell free DNA，cfDNA）进行分析，对常见胎儿染色体异常（21三体、18三体和13三体）有较高的检测效能^[10]：在高风险孕妇中，NIPT检测21三体、18三体和13三体的敏感度/特异度分别是：97%/99.7%、93%/99.7%和95%/99.9%，相应的阳性预测值（positive predictive value，PPV）分别是：91%、84%、87%；NIPT在低风险人群中的检测敏感度和特异度与高风险人群相当，相应的PPV分别是82%、37%和49%。在21三体筛查方面，NIPT筛查高风险的PPV显著高于常规高风险指标（高龄、血清学筛查高风险、有非整倍体分娩史等）的PPV（0.86%）^[11]，而FPR低于血清学产前筛查的10%。NIPT显示出对靶向染色体更精准的筛查能力，这对血清学产前筛查提出了严峻挑战。

从筛查原理和筛查对象来看，血清学产前筛查与NIPT有显著不同。NIPT是检测孕妇外周血（全血）中的cfDNA，其中有作为胎儿替代标记物的胎盘DNA片段和母体自身代谢产生的DNA片段^[12]，基于cfDNA序列检测和统计学分析，主要评估常见胎儿染色体异常风险。血清学产前筛查是在孕妇背景风险基础上（比如孕妇年龄、不良妊娠史等），纳入一系列生物物理、生化指标，在统计学模型分析基础上，对常见染色体异常和神经管缺陷等严重胎儿疾病进行风险评估，其筛查对象不仅仅局限于染色体异常。

2016年，Cuckle和Maymon^[13]提出，从公共卫生角度来看，将血清学产前筛查与NIPT结合能够更具有卫生经济学效益。血清学产前筛查在我国是首选筛查方式，筛查出来的高风险人群建议进行产前诊断，筛查临界风险人群（染色体非整倍体风险值介于高风险切割值与1/1 000之间）建议用NIPT进行二次筛查。建议所有孕妇常规进行中孕期血清学产前筛查，因为可同时筛查ONTD。

血清学产前筛查的应用基础在于：胎儿如有染色体异常或有其他疾病，可能在母体的某些血清学指标或胎儿的超声指标上有不同于正常妊娠的表现，将这些指标纳入到相应的统计学分析模型，就能够对目标疾病进行个体化的风险评估。

（一）常用的早孕期血清学产前筛查指标

1．PAPP-A：

母血清PAPP-A是一种大分子分泌型糖蛋白，主要由胎盘合体滋养层细胞和蜕膜产生^[14]。1992年，Wald等^[15]研究发现早孕期低水平的PAPP-A与21三体有关，随后在早孕期（孕9~13+6周）产前筛查中占据重要地位^[8]。

2．NT：

在妊娠第11~13+6周行超声检测时，在胎儿正中矢状切面下可见的胎儿颈后的透明区域即为NT，是少部分淋巴液聚集在颈部淋巴囊或淋巴管内所致。NT增厚提示高风险，在早孕期产前筛查中已获得广泛认可，尤其在双胎妊娠筛查中有重要价值，是目前最好的染色体非整倍体单独筛查指标^[13]。

（二）常用的中孕期血清学产前筛查指标

常用的中孕期血清学产前筛查指标包括Free β-hCG、AFP、uE3、inhibin-A。

1．hCG/Free β-hCG：

hCG是由胎盘合体滋养层细胞分泌的激素，在体内有多种分子形式。总hCG和Free β-hCG均可用于产前筛查，Free β-hCG筛查特异度更高，在中孕期的表现优于早孕期^[13]，是目前最常用的中孕期产前筛查指标。21三体妊娠中母血清Free β-hCG的水平较高，而18三体妊娠中母血清Free β-hCG的水平较低^[16]。

2．AFP：

是一种胎儿来源的糖蛋白。孕早期由卵黄囊产生，孕晚期主要由胎儿肝脏大量产生。妊娠妇女血清中高水平的AFP值与胎盘绒毛膜的功能密切相关，在胎盘绒毛膜功能异常或发生病变导致通透性增高时，AFP水平往往明显上升^[17]。在中孕期，母血清AFP在21三体妊娠和18三体妊娠中均下降^[2]，在ONTD妊娠中有升高。

3．uE3：

是由胎儿肾上腺皮质和肝脏提供前体物质、最后由胎盘合成的一种甾体激素，以游离形式从胎盘分泌进入母体血液循环^[18]。在21三体和18三体妊娠中，uE3水平均较相同孕周正常水平低。

4．inhibin-A：

是一种异二聚体的糖蛋白，胎儿-胎盘单位是妊娠中inhibin-A的重要来源。在中孕期，21三体妊娠的母血清inhibin-A明显比正常高。将inhibin-A联合Free β-hCG、AFP和uE3组成四联筛查，可提升21三体筛查的检出率至83%（在5%FPR水平）^[8]。

（三）筛查指标的标准化和风险评估

筛查指标会受到孕周和母体因素（如孕妇体重、种族等）的影响^[19]，需要对这些影响因素进行校正。将指标的测量值转化为正常妊娠孕妇的测量值的中位数的倍数（multiple of median，MoM）是对指标的影响因素进行校正（或标准化），使其可用于风险评估。血清学产前筛查风险评估模型是基于贝叶斯分析方法。

（四）血清学产前筛查的质量控制与管理规范

产前筛查涉及多个环节，其应用的有效性依赖于全程的质量管理。在产前筛查中，前端有门诊医生咨询，中间环节包括标本采集、标本运送、标本储存、实验室检测、超声检测、实验室质量控制、风险分析、风险报告发放与通知，后端有妊娠结局随访。

产前筛查的最终效果在很大程度上要取决于这个综合体系的运转情况和各个环节的质量保障^[20,21]，建议根据相关规定及行业规范开展产前筛查工作2002年的《产前诊断技术管理办法（卫生部令[2002]33号）》、2016年的《关于规范有序开展孕妇外周血胎儿游离DNA产前筛查与诊断工作的通知（国卫办妇幼发[2016]45号）》。

（五）血清学产前筛查存在的问题与实施建议

我国各地区发展不平衡、产前筛查质量不一。比较有共性、需要关注的问题包括：孕周的准确估计；NT检测的质量控制和监督^[22]；对血清学产前筛查风险的正确解读^[23]；对单项产前筛查指标临床意义的认识；随访保障，等等。

不同血清学产前筛查模式有各自特点和优势，应根据当地情况适宜开展。在欧洲国家，NT质量控制比较规范，早孕期血清学产前筛查结合NT超声检测应用较多^[13]，我国目前以中孕期筛查为主，中孕期筛查只需要检测血清学生化指标，质量控制相对成熟，可推广性强。

产前筛查是出生缺陷二级防控的重要关口。随着对出生缺陷病因的认识深入，子痫前期、早产等可能导致严重母儿不良预后的妊娠合并症与出生缺陷的相关性日益凸显。在新的经济文化背景下，出生缺陷防控需求升级，产前筛查的目标疾病有待拓展。血清学产前筛查是特殊的临床检验项目，本质上是一种疾病风险预测模型，采用适宜的指标，就可以对更多妊娠风险进行评估。

实际上，多项产前筛查指标已发现与妊娠风险存在相关性。

（一）单项筛查指标与妊娠风险的相关性

1．Free β-hCG：

标准化的Free β-hCG（以MoM表示）是最早用于妊娠风险参考的指标。在妊娠中期，过低（<0.5MoM）或过高的Free β-hCG（>2.0 MoM）都与不良妊娠结局风险有关，包括自然流产、胎儿生长受限（fetal growth restriction，FGR）、早产等^[24]。

2．PAPP-A：

早孕期产前筛查PAPP-A能促进胰岛素样生长因子（insulin-like growth factor，IGF）释放，后者被认为在滋养层侵袭中起重要作用，能促进胎盘的早期发育和血管形成^[25]。早孕期低浓度的PAPP-A（低于0.5MoM）与FGR、早产、子痫前期、死胎等疾病有关^[26,27]；早孕期高PAPP-A水平与植入性胎盘风险相关，当PAPP-A MoM值>2.0时，孕妇发生植入性胎盘的风险增加2倍^[28]。

3．NT：

是非常强有力的妊娠风险筛查超声指标。NT增厚所反映的胎儿淋巴液回流障碍不仅与胎儿染色体异常相关，还可能与胎儿畸形、心脏功能异常、宫内感染、淋巴系统发育异常、胎儿贫血等多种因素有关^[29]。

4．AFP、uE3、inhibin-A：

AFP反映胎盘的渗透性，uE3、inhibin-A与胎盘的内分泌活性有关，这些筛查指标与胎盘源性的妊娠并发症有关，如子痫前期、FGR等^[30,31]。

（二）子痫前期的风险评估

子痫是孕妇围产期死亡和胎儿严重预后不良的重要原因。早期发现子痫前期高风险人群、使用阿司匹林进行预防，可有效降低母儿的不良预后^[32]。

早孕期筛查子痫前期已取得了很大进展。Akolekar等^[33]在孕早期11~13周通过结合子宫动脉、平均动脉压、PAPP-A和胎盘生长因子（placental growth factor，PlGF）来预测子痫风险，可以将子痫前期的检出率提高到95%以上；通过孕16周之前每日服用低剂量的阿司匹林可有效降低子痫发生风险^[34]。另有研究发现抗血管生成的可溶性Fms样酪氨酸激酶-1（soluble FMS-like tyrosine kinase 1，sFlt-1）与促血管生成因子PlGF两项指标与胎盘功能障碍密切相关，采用sFlt-1/PlGF比值能较好地预测短期子痫前期风险^[35]。

（三）早产的风险评估

有大样本前瞻性研究发现，在中孕期，高水平的AFP、高水平的Free β-hCG以及低水平的uE3与早产显著相关，对早产（<37周）、早期早产（<34周）以及极早期早产（<32周）有较好的预测效能，组合筛查效能高于单项指标，提示孕中期产前筛查可同时作为早产风险的筛查^[36]。

（四）FGR的风险评估

多项血清学指标，包括PAPP-A、hCG、AFP、uE3、inhibin-A、PlGF等，与FGR有关，有望建立临床适用的筛查模型^[37]。

综上，基于筛查指标和风险评估模型，血清学产前筛查还有非常大的应用空间。相信在不久的将来，现有的血清学指标和更多正在发现中的指标能够协助临床早期发现更多的妊娠风险、指导适时干预，为降低出生缺陷发挥更大的作用。