先天愚型也称唐氏综合征（Down‘s syndrome），是人类最常见的染色体异常疾病，被公认为先天性智力低下的最常见的遗传因素。1959年Lejeune 证实21三体为天愚型的发病原因。90年代发现与先天愚型相关区为21q22 ，先天愚型为多基因表达的结果，额外的一条21号染色体导致某些基因增强表达和某些正常基因产物过剩，造成一些重要的生化代谢不平衡。目前，先天愚型患儿出生率为1.3‰，95％的病人为21三体，其余为易位或嵌合型。三体的产生主要是染色体不分离的结果，多年来人们注意到染色体不分离与母亲的年龄密切相关，35岁以上的妇女染色体不分离的机率增大。产前诊断是预防性优生学的重要措施之一，可以检出染色体异常的胎儿，使大约半数的35岁上以妇女免于生产患儿，并使先天愚型患儿的出生率下降约1/4.

    先天愚型的产前诊断技术大致分为两类：侵入性和非侵入性技术。侵入性检查包括抽羊水细胞、绒毛组织取材、经脐静脉取胎儿脐带血等。非侵入性检查包括孕母血液生物化筛查、宫颈管脱落细胞检查，外周血中胎儿细胞检查及超声波检查。在这些诊断方法中应用了传统的细胞遗传学方法、生物化学和物理学手段以及近几年发展起来的分子生物学技术。

    染色体显带技术

    1996年Steel 和Breg应用离体培养的羊水细胞成功地进行了胎儿核型分析，1968年Valenti 与Nadler应用此技术报道了首例先天愚型的产前诊断。至1976年羊膜穿刺技术已成为产前诊断的标准技术。羊膜穿刺术通常在孕15～16周进行，一般较安全，诊断染色体异常疾病的可靠性约96％，但仍可造成0.5 ％的自发流产，并可由于操作不当误伤胎儿。基于这些危险，再加上羊水细胞需培养2 ～3周，确诊后孕妇只能行引产术，承受很大痛苦。

    绒毛组织检查提供了一个孕早期产前诊断方法。孕8 周左右在超声监测下从胎肋取滋养细胞，进行培养和常规的染色体分析。该法可使诊断提早2 个月左右，便于及时终止妊娠，减少活孕妇痛苦。

    国外有报道先天愚型并非全部为核型异常，1991< 医学教育网收集整理> 年有报道分析了257 例先天愚型患者的核型，其中14例（占5.4 ％）患者具有正常核。在243 例核型异常患者中，225 例（92.6％）具有三条21号染色体，10例（4.1 ％）为嵌合型，8 例（3.3 ％）为易位。还有的学者则检出了更高比例（11％）的具正常核型的先天愚型患者。无论这是否实验误差都说明仅靠常规的细胞遗传学方法是不够的。

    孕母血液生物化学筛查

    以年龄划分先天愚型高危孕妇，大约只能检出30％的胎儿，而由于超过半数的妇女不愿做羊膜穿刺，实际上能检出的还不到15％。结合检查孕母血液生物化学指标却可使检出率得到提高。

    一、AFP 、uE3 和hCG

    普遍认为甲胎蛋白（AFP ）和非结合雌三醇（uE3 ）的下降及hCG 的升高是一个非常有效的筛查给合，对筛查21三体胎儿较为特异。在小于35岁的孕妇可作为产前筛查先天愚型胎儿的有效手段，检出率达57％，对于35岁以上的妇女可以此作为进一步羊膜穿刺细胞遗传学诊断的参考指标，减少羊膜穿刺率，降低正常胎儿丢失率。

    1992年Spencer 提出游离型β-hCG在孕早期14～16周时结合AFP 和孕母年龄可将检出率提高到77％，认为β-hCG作为总hCG 的亚单位，对于筛查先天愚型胎儿意义更大。现采用较多的是游离β-hCG与AFP 联合的孕中期二指标筛查法。

    另外，二聚抑制素A 是睾丸分泌的一种水溶性激素，其在孕中期水平的提高也可提示妊娠先天愚型胎儿，可与AFP 、游离β-hCG联合检测提高检出率。

    二、妊娠蛋白

    近年来研究发现妇女在妊娠期间，血浆中出现与妊娠有关的多种含量较高的蛋白质，而在非孕妇女含量甚微。这些蛋白可来源于胎儿、胎盘和母体，随妊娠月份增加而含量逐渐升高，统称妊娠蛋白。其中特异性β1 糖蛋白（Pregnancy specific- β1-Glycoprotein，SPI ）是胎盘合体滋养层细胞产生的一种糖蛋白，妊娠6 ～12周间21三体胎儿母血SPI 值明显高于正常对照组。

    另一种与先天愚型有关的妊娠蛋白，妊娠相关血浆蛋白A （Pregnancey-associated plasma protein A，PAPP-A），是由胎盘合体滋养层细胞和蜕膜分泌的大分子糖蛋白，在早期妊娠时，21三体胎儿的母血PAPP-A含量显著低于正常孕妇。

    上述生化筛查对检出先天愚型胎儿是十分必要的，但确诊仍需羊膜穿刺。

    超声波检查

    有学者建议在用生物化学手段筛查先天愚型胎儿前最好所有孕妇都是做超声波检查，以降低假阳性率，增加检出率。已发现先天愚型胎儿双顶经与股骨长度之比、双顶径与肱骨之比增大，且有学者认为肱骨长度与孕龄的关系是简单也是最有效的筛查方法。同样，在B 超下发现项褶厚度增加、羊水过多、十二指肠闭锁、肾盂扩张或心脏异常均提示先天愚型胎儿的可能，且多项指标的异常比一项异常提示患儿的风险更大。虽然关于超声波检查的争论较多，但仍提供了有价值的参考。

    分子生物学技术

    一、荧光原位杂交技术

    由于构成染色体的DNA 链基本上是沿着染色体轴成线形排列，因而可以将DNA序列直接与染色体进行杂交并在染色体上定位。荧光原位杂交技术（FISH）因其杂交信号位置分辨率高，杂交信号强弱能进行定量分析，以及能同时用不同荧光标记的多种探针分析等优点，在基因定位、染色体数目和结构导演等研究领域得到广泛的应用。

    近年的研究发现，每条染色体在间期核中都占据一个独立的位点，可在间期核上显示染色体的位点用于诊断。这就使FISH方法在诊断染色体数目畸变时仅用1 ～2 天即可。应用FISH做先天愚型产前诊断的关键在于探针的特异性和高效性。

    目前探针主要有3 类：①区域特异或称位点特异的DNA 片段，克隆在噬菌体、粘粒或酵母人工染色体（YAC ）等载体中；②染色体全长“描绘”探针，来自染色体特异性基因库；③着丝粒重复探针。这3 类探针各有利弊，一般来讲从21号染色体特异的粘粒群或YACs构建的DNA 探针对于间期核的检测较为有效。

    1.绒毛组织和羊水细胞的FISH很多学者对绒毛细胞和羊水细胞的中期染色体和间期细胞核进行了21三体的FISH检测。发现利用从羊水或绒毛取材的细胞不必经培养，直接做间期核FISH即可诊断大部分先天愚型胎儿。Kuo 等用21号染色体全长描绘探针检测了5 例三体胎儿的羊水细胞，结果三体细胞中45％～52％显示了3 个杂交信号，40％～44％显示2 个杂交信号。其后随着探针技术的发展，使用粘粒探针使三体细胞正确显示杂交信号的百分率明显提高了。Bryndorf检测两例未培养三体绒毛细胞，具3 个相杂交信号的细胞分别为54％和90％；Klinger检14例三体胎儿未培养羊水细胞，50％～80％的细胞显示3 个杂交信号。但此法在诊断染色体结构改变和嵌合体方面尚需总结更多的资料来验证。目前仍以≥60％的细胞显示2 个杂交信号、≤20％的细胞显示3 个杂交信号诊断为正常核型，以≥60％～70％的细胞显示3 个杂交信号诊断为三体核型。这是Bryondorf 在检测了2626例正常核型标本和48例三体核型标本的基础上得出的结论，且由于其标本例数多，细胞正确显示染色体数目（亦即杂交信号数目）的百分率也明显提高了。

    2.孕妇外周血中胎儿细胞检测大约80％的先天愚型儿是35岁以下年龄妇女妊娠，由于侵入性方法的危险性，一般35岁以下妇女不做羊水穿刺、绒毛膜取材和取胎儿脐带血，所以寻找有效的非侵入方法十分重要。随着从孕妇外周血分离胎儿细胞方法的建立，无创性取材与分子生物学技术的结合使先天愚型产前诊断方法有了进一步的发展。

    胎儿有4 类细胞会经过胎盘进入母体循环中。这4 类细胞为滋养层细胞、有核红细胞、淋巴细胞和粒细胞。在1ml 母血中大约每100 万个有核细胞中存在1个胎儿细胞，其波动范围相当大。面对如此稀少的胎儿细胞，首要的是使用某种有效的方法从母体中分离富集这些细胞。目前国外采用较多是下列4 种：①流式细胞术分选法；②磁珠分离法；③免疫亲合层析法；④密度梯度离心法。

    现普遍认为母体中的有核红细胞数量最多，免疫抗体特异性最强，寿命短，前次妊娠影响小，是产前诊断中最有应用前途的1 种胎儿细胞，也是目前应用最成功的细胞。

    elias 小组和Ganshirt小组分别报道了他们对从孕母血分离的患儿有核红细胞时行的FISH检测，细胞显示3 个杂交信号的百分率一般较低，分别为2.8 ％～74％和10％～17％。Elias 将三体信号百分率74％的标本的FISH的结果与其羊水穿刺及流产胎儿组织染色本核型对比，证实确为21三体，进一步分析证实该例检测时为流产早期，母血流中存在较多胎儿三体细胞，因此三体信号百分率相对较高。目前分离、富集胎儿细胞，排除母源细胞污染仍是一个未彻底解决的问题。

    妊娠诱导红细胞增生，使得母源性有核红细胞在循环中出同，干扰了胎儿细胞检测。

    双色荧光标记可辅助区别母源或胎儿源性有核红细胞。Bianchi 用转铁蛋白受体（TRF ）在单克隆抗体分选富集胎儿的细胞（TFR 存在于胎儿有核红细胞上，而母源细胞上无此受体），并用特异性Y 染色体探针和21染色体探针同时进行荧光原位杂交，在TFR 阴性细胞中显示2 个21号染色体信号而无Y 染色体信号，说明是母体细胞；在TFR 阳性细胞中观察到3 个21号染色体信号和1 个Y 染色体信号，说明该孕妇妊娠胎儿为男性21三体。他的研究成果非常令人鼓舞，但由于其不稳定性还需进一步探索。

    二、引物介导的原位标记

    尽管如此，应用FISH作为常规的产前诊断方法目前尚存在许多困难。由于高效的21号染色体特异探针尚在研究中，获得此探针的方法费时费力，难以推广应用。Koch等1989年建立了寡核苷酸引导介导的原位DNA 合成（Oligonucleotide-primed in situ DNA synthesis ，PRINS ）技术。其基本原理是染色体特异的寡核苷酸引物与染色体杂交，在该引物介导下进行DNA 合成反应，链延伸中掺入标记的核苷酸，通过荧光显色检测特异性的染色体信号。与FISH一样，既可用于中期染色体，也可用于细胞间期核，进行有关染色体的研究。该方法简便易于掌握，整个过程类似原位PCR ，但只需一个循环，省时省力，同时避免了制备特异探针的繁杂过程。Pellestor 检测了2 例21三体羊水细胞，分别有75.2％和78.9％的细胞显示3 个荧光信号。PRINS 技术的关键是准确的退火温度和避免粗暴操作。

    虽然目前有关此技术用于染色体病检测的报道尚不多见，但可预见，它的出现也许会取代FISH成为一项重要的分子生物学产前诊断方法。PRINS 具有本底低、分析时间短、信号强三大优点。理论上像FISH一样也可同时标记几种染色体或者进行几次连续的PRINS ，其发展会十分迅速。

    三、PCR

    pCR 简单易行，在临床诊断中应用很多。Lee 等用同源性基因定量PCR 的方法，即用一对引物同时扩增两个高度同源的基因：位于21号染色体上的肝型磷酸果糖激酶基因和位于1 号染色体上的肌型磷酸果糖激酶基因。以后者为自身对照，比较100 例正常二倍体和34例先天愚型（包括2 例非平衡易位患者）基因量的差异。结果显示正常二倍体肌型磷酸果糖激酶产物/ 肝型磷酸果糖激酶产物为1.33±0.323 ，而先天愚型患者为0.40±0.16，与正常二倍体有显著差异（P ＜0.001），说明定量PCR 技术的建立可为21三体产前诊断开辟新的途径。先后有一些学者已利用特异的引物及内对照，对21三体未培养羊水细胞、胎血、胎儿组织等进行了PCR ，检测小片段简单串联重复序列（STR ）、超氧化物歧化酶（SOD ）、S-100B等，发现它们与正常标本存在明显差异。该法适于检测细胞较少的标本，如早期羊水穿刺标本和从母血分离的胎儿细胞。该法的优点是快速，在24小时内即可得到结果，但目前定量PCR 方法尚不完善，有待进一步探索。

    综上所述，各种方法各有优劣，相互之间仍无法代替。寻找对先天愚型胎儿快速、准确、安全的早期诊断方法仍是一项重要的课题。