陈巍：无创产前诊断的测序深度和假阴性关系

千姿百态

有朋友问我：无创产前诊断为什么会有假阴性、假阳性，又为什么与测序的深度有关？

为此写下这篇文章，方便大家理解这件事：

检测原理：

• 二代测序，得到的针对某一段基因的reads数呈现泊松分布(poission distribution)，当数值较大时，接近于正态分布。唐氏的21号染色体的reads数的分布也同样符合泊松分布
  
  

• 如下图所示，怀唐氏儿的母血中所得到的21号染色体的reads数量，与怀正常儿的母血中所得到的21号染色体的reads数量,呈现出两个错开的峰，但是在峰脚下，有一个小的交错
  
  

• 如果read数落在这个交错的位置，就无法判断这个胎儿是唐氏，还是正常。这也就是假阴性和假阳性的来源
  
  

• 实践中，就会把cut off（那根红色的竖线）取得偏左。也就是容忍更多的假阳性，但确保极少的假阴性
  
  

• 因为一旦出了假阴性，诊断公司可能要赔许多钱（有一家著名的妇产科医院开出的条件是：如果诊断公司漏诊一个唐氏儿，就要负责养这个唐氏儿一辈子，约合200万人民币）
  
  

加大测序深度的好处：

• 加大测序深度后，正常与唐氏的两个峰分得更开，中间峰脚之间交错的部分变小
  
  

• 这样在保证极低假阴性的同时，也可以让假阳性率保持较低
  
  

• 低的假阳性，可以让更少妇女承受羊水穿刺的痛苦和随之而来可能的流产风险
  
  
  
  

变通方法：

• 某些诊断公司，会测两次序，第一次的测序深度较低，但是cut off偏向更少的假阴性
  
  

• 对所有的疑似阳性样本，做第2次测序，第2次用很深的测序深度。也得到较为可靠的诊断结果
  
  

• 这样做的好处，初筛的成本低，复筛的成本高。把成本和可靠性结合起来
  
  
  

二代测序的成本较高，所以诊断公司会在成本、准确性方面做出自己的选择。美国最著名的sequenom公司是测25~30M以上的reads。