1998年，Lo为了解决这个问题，向直管领导申请资金购买了一台当时来说还是很先进的实时定量PCR仪来检测孕妇血清和血浆中胎儿DNA和total DNA。据Lo回忆，这是亚洲的第一台Real-time PCR。这之后他建立一整套相应的protocol，并成为后来血清检测的标准PCR流程。

    亚洲第一台Real-Time PCR仪做的事情   

    用这台“先进”仪器，孕妇怀孕的第七周就能检测胎儿的DNA。并且随着孕龄的增加，DNA浓度也会增加。其中更令人振奋的发现是孕妇血浆中的胎儿DNA浓度平均能达到3%—这表明足以有可能从孕妇的血浆中做胎儿的孕前诊断。另一个重要发现就是孕妇血清中的胎儿DNA浓度要低于血浆，表明孕妇血浆更有价值。其中原因，Lo怀疑是凝固过程中振动造成的影响。

           

    接下来看，发现这里面的挑战还真挺多！

    先看一下原理示意图：

 

a. 胎儿血浆中的父本DNA（红色）和母本DNA（绿色）数量是相通的。

b. 胎儿的血浆通过脐带“遗漏”至母亲的体液循环系统。因为母本DNA本身就是来自孕妇，所以母本DNA就会融入孕妇血液循环的背景DNA中，但父本DNA就很容易检测出来。（到这块就理解为什么代孕是不被法律允许的，物质交换情况太复杂了，保不准谁的DNA污染谁的......）

c-d. 检测胎儿的DNA(如Y染色体上某个基因)就能了解胎儿是否遗传父亲的某种遗传特质，不仅是疾病，也有可能是某种天赋。

 

      尽管这种检测有潜力，但父本DNA本身是胎儿在与孕妇物质交换过程中“遗漏” 至孕妇血液循环中，所以含量很少，DNA片段长度也很短。Lo在这方面做过很多研究。早先1998年，Lo拿着他那亚洲第一台Real-time PCR仪，用着96年的Taqman探针在孕妇血浆血清中可以扩增出Y染色体上SRY基因中的107bp-524bp，并且确定了血液中游离的胎儿DNA片段大多数都小于193bp，少数可长至313bp。另外孕妇的DNA基因都长于201bp。在怀孕早期，血浆中游离的胎儿DNA浓度平均达到3.4% (range 0.39%–11.9%),后期高达6.2%(range 2.33%–11.4%)

 Am J Hum Genet 98 Lo用Taqman察看血清中DNA的长度

     

     就在今年，Stanford大学的Fan很“识时务”地上马"next-generation sequencing"在这个领域中。测序的数据表明孕妇游离的DNA片段大部分在162bp左右，部分长至340bp；通过Y染色体测序，其中胎儿的游离DNA在130-150bp，还有长至250bp的。

     

 

     就像Clinical Chemistry的评论一样，孕妇血浆中游离的DNA的长度分布是个难题，即便是最先进的新一代高通量测序技术也有其Linker-ligation过程中的不足，仍然没能彻底解决这个Puzzle！但医学的临床应用不会因为科学家的钻研精神而停滞脚步，美国已经开展相关临床检测了。剩下的就让"next-generation sequencing"之后的技术来进一步阐释吧~~

Clinical Chemistry 10年评论 难题还没有彻底解决

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