Labonachip：新一代無創產前診斷技術

　　只需要2毫升的外周血樣滴在特制的芯片上，就可幫助孕婦在孕7周以后檢測到胎兒遺傳信息，實現遺傳異常的診斷。上海交通大學仁濟醫院楊朝勇教授團隊關于非侵入式芯片用于無創產前診斷技術的該項研究成果日前在國際著名的微流控技術雜志《芯片實驗室》（Lab on a chip，IF=6）在線發表。該論文的第一作者是仁濟醫院博士后張惠敏。相對于傳統無創檢測方法而言，該方法具有耗血量少（2毫升）、檢測時間早、基因覆蓋率高、遺傳篩查范圍廣等優勢，有望發展成為新一代的無創產前診斷技術。

　　眾所周知，孕婦外周血中存在一定數量的胎兒細胞，這些細胞具有完整的胎兒遺傳物質信息，被認為是最有潛力的產前診斷標志物。然而，這些胎兒細胞應用于無創產前診斷存在含量極其稀少以及背景細胞干擾非常復雜這一瓶頸，通常孕婦的1 mL外周血中的胎兒細胞的數量可能只有1~10個，而紅細胞、白細胞等背景細胞的含量卻十分巨大。

　　楊朝勇教授所帶領的研究團隊針對這一挑戰性課題，發展了基于流體力學分離與免疫識別的胎兒細胞捕獲芯片（FETAL-Chip）。

　　該芯片內構建了由上萬個表面修飾有抗體的微柱組成的陣列，這些微柱的拓撲結構可以巧妙地避免血液背景細胞與微柱接觸，但卻可促使胎兒細胞高頻率地與微柱碰撞，實現了選擇性“增頻”碰撞效應，從而被大大提高了胎兒細胞被微柱表面抗體捕獲的幾率。該設計有效地結合了胎兒細胞在物理性質及表面標志物方面與背景細胞的差異，實現了胎兒細胞的高效富集。

　　研究人員通過對不同孕周的孕婦外周血樣本進行測試，驗證了FETAL-Chip能夠在孕早期就實現對胎兒細胞的有效分離，并通過特異性Y染色體基因分析的方法，確認了胎兒細胞的來源。相對于傳統檢測方法而言，該方法具有耗血量少（2毫升）、檢測時間早、基因覆蓋率高、遺傳篩查范圍廣等優勢，有望發展成為新一代的無創產前診斷技術。

　　全國每年大約有近1700萬個產婦，新生兒出生缺陷率大約5.6%。有效控制和預防出生缺陷，用科學的手段保障孕婦順利生育健康的孩子，具有重要的社會意義。

　　在圍產醫學的三級防御中，“產前篩查和診斷”是最有效的實施手段。目前產前診斷測試的金標準包括羊膜穿刺術或從胎盤細胞中取樣（絨毛膜取樣），兩者都有誘發流產風險，而近年來發展的基于胎兒游離DNA的無創產前檢測技術（NIPT）目前僅僅局限于21、18、13三體的高靈敏篩查。而此次楊朝勇教授團隊新成果的問世，為解決上述問題找到了一種檢測更大范圍遺傳異常的可靠工具，有望為醫務人員和患者提供了一種更為準確、安全、無痛苦的篩查診斷方法。此外，因為芯片具有檢測便捷和可量產化的特點，該成果有望在未來成為臨床產前篩查的一線方案。

　　近年來，楊朝勇教授所帶領的研究團隊長期從事生物分析化學與化學生物學研究，在體外診斷、微流控技術、液體活檢、單細胞分析等方向取得了一系列創新性成果。此次《Lab on a Chip》的論文發表也標志著其團隊在無創產前診斷這一領域的工作得到了國際同行的認可。