通过孕妇血液中的胎儿DNA来绘制未出生婴儿基因组图谱的方法，表明了对胎儿进行广泛的无风险遗传检查是具有潜力的。尽管这项技术成本太高，目前难以付诸实践，但此项研究很重要，因为它说明胎儿的整个基因组存在于母亲的血液中。

　　“我认为这篇文章是最终为所有孕妇提供非侵害性检查研究之路上的一个主要里程碑。” 德克萨斯州贝勒医学院（Baylor College of Medicine）分子与人类遗传系的系主任——亚瑟·比欧德特（Arthur Beaudet）说。比欧德特并没有参与到此研究中，但正在从事类似的研究——开发一种从母体血液分离婴儿细胞的方法。

　　目前，两种用于检测胎儿期遗传畸形（如先天愚型病）最精确的方法是羊膜腔穿刺技术和绒毛膜绒毛（chorionic villus）取样法。由于这些检查方法是侵害性的，因此存在一定程度导致流产风险的可能性。这些检查只建议那些已知具有危险因素的孕妇进行。

　　十多年前的一项研究结果发现，少量自由悬浮的胎儿DNA存在于母体血液循环中，该发现开启了探索非侵害性检查方法的大门。目前关于此项发现的少量实际应用已经在使用当中。当一个胎儿存在伴性遗传疾病的风险时，某些临床实验室可以对自由悬浮的胎儿DNA进行分析以确定此婴儿的性别。此项研究发现也被用来检查Rh母子血型不合症（Rh incompatibility syndrome,），在这种情况下，母体和婴儿之间血型的错配能够引发有害于婴儿的危险免疫反应。

　　此两种检查仅需要分析一个单一的遗传因子。要想对于母体血液中胎儿DNA进行更广泛的分析，还存在一些挑战。首先，DNA片段十分小——大约150碱基长度的DNA——使得很难将他们拼合成基因组。其次，胎儿DNA仅仅占血液中DNA的10%，其余是母体的DNA。这意味着科学家对血液中DNA 进行60次测序，其中才有6次是对胎儿的DNA进行的测序（为了得到精确的结果，对于同一DNA样品进行重复测序是必要的）。事实上，胎儿DNA中有一半是与母体分享的，这使得确定哪些片段是胎儿的，哪些是母体的尤其困难。

　　“这就像用成千上万的图块完成一幅智力拼图一样，并且里面还有90%是来自另一个智力拼图游戏。” 卢煜明（Dennis Lo）说。卢煜明是香港中文大学的化学病理学教授，他首次发现了孕妇血液中的胎儿DNA，也是当前研究的主要发起人。

　　幸好测序技术的费用迅速降低，现在可以解决大规模遗传测序难题。利用一份家庭采集血液样本，该样本的双亲均携带一份血液紊乱症拷贝——β地中海贫血症突变，卢和他的合作者们对母体血液中的DNA进行测序，随后绘制胎儿的全部基因组图谱。

　　为了拼合基因组图谱，研究者对双亲进行了常见遗传变异分析，并将它们作为遗传标记。接着，他们搜寻了仅在父亲基因组中能找的遗传标记，并利用它们绘制婴儿从父亲继承而来的那部分DNA的图谱。由于胎儿DNA中有一半是与其母亲共享的，因此研究者采用了大量方法来绘制母亲DNA的图谱。孕妇的血液中既有母本DNA也有父本DNA，胎儿从母亲继承而来的基因组部分在孕妇血液中应当是超出比例的。“然后，我们将母本和父本图谱组合到一起，产生胎儿的遗传图谱。”卢说到。针对感兴趣的部分，研究者发现，胎儿仅携带一份拷贝的β地中海贫血症突变，这与传统测验的结果是背道而驰的。

　　科学家以前曾怀疑，胎儿的基因组可能仅有一部分可以用于分析，这将使得检测与基因组上稀松分布区域相关的疾病非常困难。但是，这项发表在《科学转译医学》（Science Translational Medicine）上的新研究证明，在母亲的血液中存在整个胎儿的基因组，提供了将检查扩展到更多紊乱病症的潜在可能性。

　　整个基因组的获得使得研究者们发现，突变不仅是单个碱基的错误还包括更大的错误，如整个DNA片段的缺失或重复，比欧德特说。这些错误有时会在受精卵和精子生长的过程中自然而然发生，因此在亲本中并没有表现。这些突变与正在增长的紊乱病症有关，包括智力迟钝、自闭症和精神分裂症。

　　在此项新发现能够进行临床应用之前，还存在需要克服的障碍。在这种情况下，研究者将他们获得的DNA与传统的侵害性检测进行了对比分析。传统方法是从胎盘取一部分组织进行遗传检测。这些DNA建立的基因图谱可以帮助他们拼合非侵害性方法中的DNA图谱，就像魔方上面的图画辅助拼合魔方一样。鉴于避免侵害检测是构建胎儿基因图谱的主要原因，显然不能从临床病例中获得这些DNA。卢表示，有很多办法可以解决这个问题，例如，研究者可以检测其他家庭成员的DNA来辅助建立图谱。

　　但是，这种解决方法增加了将此项技术付诸实践的其他主要障碍：成本。卢估计此项目将花费20万美元，耗时6个月。相对于现有的方法，“测序仪、生物信息以及庞大的数据存储器——这些都要花费很多资金。” 塔夫斯大学（Tufts University）医学院的研究者和内科医生——戴安娜·W·比安琪（Diana W. Bianchi）说。比安琪并未参与到此项研究中。

　　卢表示测序成本有望在接下来的5年中持续降低来解决这个问题。他指出，测序成本有可能在短期内缩减。研究者可以只针对感兴趣的DNA区域测序，而不是分析整个基因组，以降低测序以及数据分析的花费。另外，研究者们发现胎儿DNA片段有稍短于母本的DNA片段的倾向，这为选择胎儿DNA优先进行测序，提供了一种可能机制，也将缩减测序的成本。

　　“我认为最紧要的一步就是尝试目标测序法。这种测序方法更实用、低廉和迅速。”洛说。他的研究组正在进行此项工作，目标是在接下来的5个月中得到结果。

　　有能力对胎儿DNA进行非侵害性分析，可能会激化有关胚胎植入前遗传检测道德性的争议，胚胎植入前遗传检测涉及到体外受精胚胎的遗传分析。科学家、伦理学家、医生和病人在关于哪些类型情况下应当进行检测，以及如何对待那些暗示继承着某一未知风险的特定遗传病症的遗传信息方面，意见不一。“我们正在进入胎儿基因组医学时代，医生需要做好准备了。”比安琪说。