苏珊怀着两个月的身孕,目前的健康状况非常好,但这位年轻妈妈却一点也高兴不起来,因为她不知道宝宝是谁的。刚分手的前男友和现任男友都可能是孩子的父亲,却会对她要不要留下孩子作出不同决定。在美国的未婚妈妈中,约有50%的人都面临着苏珊这样的难题,不知道孩子的爹是谁。
如果她们不想放弃孩子的话,只能采取两种解决方法:要么等孩子出生后,拿疑似父亲的DNA样本去做个亲子鉴定,但那时再后悔已经晚了;要么等胎儿在肚子里成长一段时间后,去做产前鉴定。
传统检验法的缺陷
在当今的医疗机构里,产前鉴定的方法主要有两种:
第一种称为羊膜穿刺术,医生会利用B超作指引,将一根约十厘米长的空心针刺入孕妇的腹部,直接从子宫内提取出羊水,分离出其中胎儿脱落的细胞。这种方法的准确度是100%,但其引发的流产几率是千分之五,而且只能等胎儿成长到15至18周后才能实施。
第二种是绒毛膜绒毛取样,样本来自胎盘内围绕胎儿的胎膜细胞。医生同样是利用B超指引,用中空的针刺穿腹部或通过产道取得样本。这种方法可以提前到孕期的10至12周实施,但引发流产的几率也更大。
这两类方法都属于侵入性检测,潜在着危险性,所以一般只用来检验胎儿是否有唐氏综合征等严重疾病。医生考虑了苏珊的状况后,都劝她慎重行事,或者考虑一下非侵入性检验。
非侵入性检验,其实在十来年前已经有医疗机构提供了。
1997年,香港中文大学的卢煜明教授在做实验时发现,怀孕12至40周的孕妇的血清和血浆中,含有少量游离的胎儿DNA。进一步用仪器检测后,怀孕七周的孕妇血液里也发现了胎儿DNA,而其浓度是随着孕期而递增的。一旦孕妇分娩后,她血液中的胎儿DNA便迅速消失。
这便给孕期胎儿检测提供了一个新途径:只要对孕期8-16周的准妈妈抽血,从血样中分离出不属于母体的DNA,再将它们和父亲的对比,就能得出结论了。因为胎儿的DNA是受孕初期就决定的,因此这种检测结果和婴儿出生后的检测结果理论上是一致的。既然用不着拿针入侵母亲的子宫,这种方法的安全性显然大大提高了。
可惜的是,目前大多数检验结果证明,这种检验方法的准确性并不稳定,通常介于60%-90%之间,并且还有5%的误判可能,因此经常为人诟病。
为什么非侵入性检测的准确度这么低呢?最主要的原因是,孕妇血样中的胎儿DNA数量太少了,而且这些DNA片段的长度很短,消失的速度也非常快。在一试管(约两茶匙)孕妇血样中,含有几十亿个DNA,其中只有几百个DNA是来自胎儿的,要把它们分辨出来,就像在干草垛里找出一根针那么难。
准确率100%?
但近期,一篇发表在《新英格兰医药期刊》的论文宣称,研究者在非侵入性亲子鉴定上获得了突破性的进步。论文是由哥伦比亚Ravgen公司的德哈兰博士及其同事发表的。“在以前的同类研究中,胎儿等位基因的复制总会受到血浆中游离母体DNA的抑制,因而胎儿DNA的数量在母体血浆中递减得很快。我们的突破点在于,先在血浆中加入了一种针对细胞膜的固定剂,抑制住了母体DNA的释放,接着又借助SNPs来分辨出胎儿的DNA,并用扩增子(amplicons,基因组的一个DNA片段,当生物接触某种抑制该片段所含基因功能的药物后,该DNA片段可形成多个线性拷贝的扩增现象)使这些DNA片段不断复制,同时使‘染色分体复制遗漏’( allele dropout)现象减少到最小。”
在德哈兰的实验中,研究者抽取了30名怀孕8-14周孕妇的血液,用论文中描述的方式将其中的胎儿DNA大量复制增加,然后将其与父亲的血样、另一份无血缘关系男人的血样配成一组,进行盲测。将盲测结果和产后鉴定结果对比后,结果是非常振奋人心的:准确率达到100%。
尽管这次测试样本非常少,还需要更大范围的临床实验才能得到有说服力的数据,但Ravgen公司已经开始提供这项鉴定服务。相比起约500美元一次的产后亲子鉴定,这种非侵入性检测的价格可说不菲,介于950至1650美元一次不等,但订单却络绎不绝。
对于Ravgen公司的发现,香港中文大学的卢煜明教授觉得,这份研究结果很振奋人心,但准确性有待考察。“我们的研究室按他的方法做过一样的实验,但没法得出相同的结果。”尽管如此,全世界约有15个不同的研究团队已经在做类似的实验,并对它能带来的商业前景充满信心。
当然,反对声也不是没有。一些人权组织认为,提前知道孩子生父是谁,也许会增加妇女的堕胎率。但德哈兰也有充分的理由反驳:“假如一位不幸被强奸的妇女怀孕了(平均几率是5%),她往往会选择人工流产。但如果鉴定得知孩子是她丈夫或男友的,那她可能会免于再受一次身体创伤;另外,如果确切知道孩子是谁的,准妈妈在怀孕和生产期间可能会得到孩子父亲更体贴的照顾,无论是精神上还是物质上,这样也有助于婴儿的健康成长。”
至于苏珊,她的产前鉴定表明,孩子是现任男友的,而他并不想当父亲。但事情的结局很有趣:苏珊的前男友决定接受这个孩子,并跟苏珊结了婚。如今他们的女儿已经出生,一家人生活得很快乐。当然,这又是另一个故事了。
A Noninvasive Test to Determine Paternity in Pregnancy
Five percent of women who are raped become pregnant, which results in an estimated 32,000 pregnancies annually in the United States. In many circumstances, it is unclear whether the pregnancy resulted from the rape or from consensual intercourse. The only options available for prenatal paternity determination are invasive tests, such as the sampling of chorionic villi and amniocentesis, that carry a risk of miscarriage and are not performed before 10 to 15 weeks of gestation. Because 78.9% of terminations of unintended pregnancies are carried out before 10 weeks, it seems likely that many rape victims terminate pregnancies before testing for paternity. A noninvasive prenatal paternity test based on cell-free fetal DNA present in maternal blood, performed at 8 weeks of gestation or later, could provide a safe option for determining paternity.
Previous studies of noninvasive prenatal paternity testing have shown that amplification of fetal alleles from maternal blood is suppressed by the presence of cell-free maternal DNA. Furthermore, fetal DNA in maternal plasma is highly degraded. These limitations can be overcome by first adding a fixative to maternal blood samples to stabilize cell membranes and prevent the release of maternal DNA into the plasma. By using single-nucleotide polymorphisms to distinguish fetal DNA5 from maternal DNA , one can use short amplicons (shorter than 75 bp) to minimize allele dropout (absence of a fetal DNA signal when one should be present).
We collected blood samples from 30 women with pregnancies of 8 to 14 weeks of gestation. Each maternal blood sample was paired with blood from the biologic father and then randomly grouped with 1 of 29 samples from unrelated men. The 3 samples in each group were processed in a blinded manner. We determined paternity correctly for all 30 samples, by comparing the genetic profile of fetal DNA in maternal blood with those of the 2 “paternal” samples (1 genuine, 1 not) (Table 1 in the Supplementary Appendix, available with the full text of this letter at NEJM.org). The odds of identifying the correct father for all 30 samples are less than 1 out of 1 billion (P=1.86×10−9). Our approach shows that noninvasive prenatal paternity testing can be performed within the first trimester with the use of a maternal blood sample.