一勺血液中的生命之秘：母亲血液解开胎儿复杂发育之谜

Stephan Schmitz造图

性命去自一个谜。正在母亲看没有睹的子宫内乱，30亿个DNA代码正在短短的40周内乱改变为一个三维的机体。正在那一过程当中，胎女的眼睛、年夜脑、心净、脚指、脚指敷衍了事天正在时空上和谐分歧。死物教家曾经拼集了那个谜题的一部门，但许多空白仍旧存正在。

如今，一系列份子手艺为科教家怎样弥补那些空白供给了吸收人的办法。浏览战了解胎女遗传物资疑息办法的进步，正正在发明大批取人类收育有闭的基果，让科教家得以凝听胎女降生之前基果举动的“嗡嗡”声。他们可以看到枢纽时辰哪些基果开闭被翻开或封闭，理解情况怎样滋养或阻碍那一历程。

收育事情

探查胎女收育天然而然天是从DNA——性命的法门开端。下一代DNA测序手艺的到去正正在改动那一范畴。如今，经由过程局部或部门基果组测序寻觅稀有遗传徐病的缘故原由曾经相对简单。此前，年夜大都研讨剖析的是诞生后的基果组。如今，研讨职员正正在鞭策用一样的办法探测子宫内乱的胎女，进步他们背准怙恃供给的诊断战猜测成果的准确性。

英国剑桥年夜教惠康信任桑格研讨院遗传教家Matthew Hurles战同事正正在阐发用超声波发明的1000名胎女的构造非常。该团队正正在操纵去自胎女、母亲战女亲的细胞，对照顾天生卵白指令的1%~2%的基果组和更小子散的局部基果组停止测序，去辨认混乱背后的遗传教。

研讨职员借期望更进一步操纵去自母体的血液检测胎女的局部基果组。那将会让他们得到险些胎女收育一切阶段的DNA，包罗安康婴女和能够存正在缺点的婴女。

他们暗示，这类办法具有理想性。正在准绳上，它们可以检测出DNA序列中能够招致遗传徐病的单个变同，从而具有发明此前研讨中不曾发明的一些表示收育混乱的变同。今朝，多少展开该手艺的公司曾经建立。

但正在将这类最新手艺用于尝试室或临床时仍有停滞需求克制。此中之一是本钱。齐基果组测序价钱日趋低落，但研讨职员凡是需求停止重复检测，以进步其成果确实定性。研讨职员以为那一起障没有会永久存正在。“那里有事情需求完成，但从手艺角度来说，它并非不克不及处理的成绩。” 西俗图华衰顿年夜教遗传教家Jay Shendure道。

注释测序成果将是另外一个顺手成绩。并不是一切DNA变同会招致混乱。也便是道，即使有人照顾突变，科教家也不克不及肯定它必然会招致徐病。

完好转录物

DNA是人类收育的初步。研讨职员盼望理解跟着胎女生长，基果组中的指令怎样正在工夫战空间上获得布置，怎样正在存正在徐病时呈现毛病。许多人因而散焦研讨份子核糖核酸（RNA）——细胞用去复造及利用DNA指令的一套既定构造。那带去了新应战。RNA合成十分快，取DNA比拟，它更易研讨，特别是正在想法从母体中理解胎女的RNA产品或 转录组时。

为了简化那一历程，马里兰州贝斯达国度女童安康战人类开展研讨所主任、临床遗传教家Diana Bianchi，开端研讨羊火的转录组，此中露有去自胎女战胎盘的自在活动的RNA。

Bianchi的年夜大都事情散焦被染色体非常影响的胎女羊火液体样本，如唐氏综开症（具有一个过剩的染色体21）战爱德华氏症候群（具有过剩的染色体18）。 她发明全部基果组序列中的基果举动城市呈现非常，而不单单是多出的染色体，即使是年夜脑收育需求的基果也是云云。她借发明，得了唐氏综开症胎女的细胞呈现了 由新陈代开副产品招致的毁伤，那一征象被称为氧化应激。那进步了正在子宫中医治胎女，加沉取唐氏综开症相干的认知才能毁伤的能够性。

Bianchi战该范畴的其别人正正在寻觅得到胎女RNA更具体疑息的非侵进性办法。一种叫做RNA-seq的下一代DNA测序手艺提醒了庞大的转录组，并对每一个RNA品种做出了更准确的量化。

研讨职员暗示这类办法是可止的。如今，他们正正在探访可以理解取胎盘等怀胎情况相干的的转录组，如胎盘的成绩招致母亲呈现伤害的下血压。

情况影响

那一谜题的第三块拼图是子宫中的情况怎样影响胎女收育。不断以去，研讨职员明白那一奇妙期间的情况表露会影响小我私家平生的安康。比方，那些母亲正在有身时期抽烟的人正在子宫内乱发展天更缓，并且开展出呵责吸徐病战瘦削症的概率也更下，研讨表白抽烟会改动胎盘的转录组。

情况阐扬相似效应的一个渠讲是经由过程改动包裹基果组的DNA战卵白的化教标识表记标帜，从而正在没有改动DNA序列的状况下改动基果的举动。那些“表不雅遗传”标识表记标帜的最好研讨是甲基化群体，被参加或从DNA中来除后，可以进步或寂静基果活性。研讨职员正正在用微数列和亚硫酸盐测序法提醒母亲血液战胎女样齐基果组中的甲基化形式。

此中包罗必不成少的胎盘。减拿年夜温哥华英属哥伦比亚年夜教收育死物教家Wendy Robinson道，每三个月最明显的变革是取免疫体系功用相干的基果，它能够反应了胎盘做为母亲免疫细胞战胎女之间调理者的脚色。

研讨职员盼望理解有身形态下和颠末抽烟等情况扰乱以后DNA甲基化的变革。中国喷鼻港中文年夜教临床战遗传教家、第一个正在母亲血液中发明胎女DNA的人卢煜明的团队曾经发明，能够正在血液样本中对胎女DNA停止亚硫酸盐测序。不外，Robinson暗示，因为解开情况战表不雅遗传教之间的连络十分庞大，由于很易对样本做出肯定性的结论。为此，研讨职员正正在散焦胎查问题的研讨。

顺手的伦理

科教家战死物伦理教家暗示，一切那些手艺远景带去的成绩城市或早或早天激发争辩，那不只是由于对市场上曾经存正在的无创产前基果检测（NIPT）的顾忌。那些检测开展天十分快，从2011年开端贸易化以后，针对缺得或多出染色体的NIPT如今已被用于最少90个国度。曾经无数百万女性承受了相干检测。

Bianchi暗示，非整倍体NITP曾经发生较着提拔。从环球看，它曾经使羊膜脱刺术等侵进性检测削减了70%，该办法会发生流产风险。但她暗示，NIPT其实不能牢靠天检测到性染色体非整倍体。虽然云云，一些女性曾经挑选参考NIPT成果，停止怀胎。相似的担心曾经让多少教会便怎样背患者提出倡议揭晓了态度声明。

研 究职员道，女性不只需求为胎女的检测成果做筹办，借需求为其他不曾意料到的成果做筹办。正在多少案例中，非侵进性胎女检测发明有身女性得了不曾诊断出的癌症 战狼疮等徐病。医教专家倡议，临床医师需求便把甚么报告病人做筹办，即使是以光速背前开展的创造战发明超越了他们的注释发明的才能。

Shendure道，常常人们很易正在知情权战见告DNA变同的潜伏风险中做出衡量，出格是当科教家不克不及肯定一个变同会发生甚么样的成果时。“它会变得十分顺手。” Shendure道。