DNA测序已经以一种戏剧性的全新方式进入了医疗界：在早早孕时期检测染色体缺陷。25年来，我们知道，胎儿的DNA痕迹可以通过怀孕母亲的血液来进行检测，然而这些痕迹非常之小，而且到目前为止，我们尚没有技术来检测到DNA正常的多余染色体。

上周，在《新英格兰医学杂志》（The New England Journal of Medicine）上发表的一篇研究文章中，戴安娜 碧昂琪（Diana Bianchi）和她的同事们向我们展示了，DNA测序如何能以惊人的准确率帮助检测到多余的染色体。这篇报告开启了胎儿DNA检测的新时代。

首先让我们来了解一些背景知识：人体的第21对染色体多出一条变成三条就会引起唐氏综合征（Down syndrome），这种遗传学疾病导致智力缺陷和生长迟缓。唐氏综合征也被称为“21-三体综合征”，“三体”即染色体变成三条而不是正常的两条。更为少见的爱德华兹综合征（Edwards syndrome）则由人体第18对染色体的三体变异导致，故而又称“18-三体综合征”，其后果要严重得多，大部分妊娠会中途发生终止。而其他染色体的三体变异也通常会导致早产或流产。出于多种原因，准爸妈们都想要知道胎儿是否携带这种不正常的变异因素。

上述新检测法的精确率令人印象深刻。在1,914名健康的年轻怀孕妇女中，仅有8人的胎儿染色体出现多余，而这一测试方法将全部8例都检测了出来。最令人印象深刻的是其较低的假阳性率：总体而言，这一新DNA检测法仅报告9例假阳性（21-三体变异或18-三体变异），而传统的筛查测试尽管也发现了全部的8例真阳性案例，其假阳性结果却高达80例，几乎是DNA测序法的9倍之多。

为何这一方法如此重要？在大部分情况下，得到阳性结果的女性会选择羊膜穿刺术，这是一种侵入性检查，医生会用一根长针直接穿入子宫，采集一些羊水样本。一般情况下，羊膜穿刺术能对唐氏综合征做出一个确定的鉴定。采用传统方法的假阳性率非常之高，羊膜穿刺术可推翻95%以上的假阳性结论，而新的DNA测序法的这一比例则仅为55%。或者用碧昂琪等人的话来说： “如果所有得到阳性结果的女性选择进行入侵性检查，那么诊断性入侵性检查的数量将减少89%。”入侵性检查的数量减少89%，这可是一个巨大的幅度，不仅仅意味着成本的降低，也意味着父母压力和胎儿风险的减少（羊膜穿刺术可能会引起流产）。

DNA测序法每一年都在变得速度更快、费用更便宜，所以，现在看到这种方法仅被用于检测三染色体细胞，不免令我们有些吃惊。

检测多余染色体的困难之处在于，DNA基因序列本身是正常的。如果你对基因进行测序，你不会发现任何显示胎儿拥有多余染色体的变异。而这就是下一代基因测序技术惊人效率起作用的地方。

现代测序仪器能在短短几小时时间内对数百万DNA小碎片进行采样。我们可以使用计算机分析法来确定哪些碎片来自于胎儿，以及哪些碎片来自于每条染色体。

如果任何染色体出现了三条，那么该条染色体DNA增加的几率上升了50%。基因测序的力量来自于其以大量数据为依托：因为我们可以对每条染色体的许多碎片进行测序，那么50%的上升几率就会较为容易地被检测到。

碧昂琪所采用的检测三体变异的方法是2011年艾米 赛奈特（Amy Aehnert）及其同事的研究成果，其中一些人也是上述新研究报告的参与者（注：他们使用的是一种名为Bowtie的软件项目来进行分析，该软件由我的学生本 兰米德[Ben Langmead]开发）。这一方法将随着时间的推移而变得更好：进一步降低假阳性率。

美国妇产科医师协会（American College of Obstetricians and Gynecologists）早已建议有胎儿染色体异常（多余染色体）风险的孕妇采用DNA检测。确切来说，他们建议高风险孕妇在获得遗传学咨询之后，拥有做胎儿DNA检测的选择权。上述研究是在低风险孕妇人群中进行的，其表明，产前DNA测试的益处应该让所有女性都有权利享受到。