在全世界，每年1500萬嬰兒早產(chǎn)。在此之前，醫(yī)生們還沒有一種可靠的方法來預(yù)測懷孕是否會過早結(jié)束，并且一直在努力準(zhǔn)確預(yù)測所有懷孕類型的分娩日期，特別是在資源匱乏的情況下。

在一項(xiàng)新的研究中，來自美國斯坦福大學(xué)、賓夕法尼亞大學(xué)、阿拉巴馬大學(xué)和丹麥國家血清研究所的研究人員開發(fā)出一種針對孕婦的新型血液測試方法，該方法能夠檢測她們的胎兒是否會早產(chǎn)，檢測準(zhǔn)確性為75％～80％。這種技術(shù)也可用于估計(jì)胎兒的胎齡（gestational age）或母親的預(yù)產(chǎn)期（due date），而且估計(jì)結(jié)果與超聲波檢查一樣可靠，但要比后者便宜。這種測試方法可能有助減少與早產(chǎn)相關(guān)的問題。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2018年6月8日的Science期刊上，論文標(biāo)題為“Noninvasive blood tests for fetal development predict gestational age and preterm delivery”。論文通信作者為斯坦福大學(xué)生物工程與應(yīng)用物理學(xué)教授Stephen Quake博士和斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院客座教授Mads Melbye博士。論文第一作者為前斯坦福大學(xué)博士后學(xué)者Thuy Ngo博士和斯坦福大學(xué)研究生Mira Moufarrej。

Quake說，“這項(xiàng)研究是世界各地研究人員之間極好合作的結(jié)果。我們與斯坦福大學(xué)出生缺陷基金會早產(chǎn)研究中心（Stanford March of Dimes Prematurity Research Center）的研究人員密切合作，而且這項(xiàng)研究涉及與來自丹麥、美國賓夕法尼亞州和阿拉巴馬州的科學(xué)家們之間的合作。這真地是最優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)科學(xué)。”

這種測試方法通過評估母體血液中的無細(xì)胞RNA（cell-free RNA）水平來測量母體、胎盤和胎兒基因的活性。這些研究人員使用妊娠期間收集的血液樣品，以便鑒定出哪些基因提供關(guān)于胎齡和早產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)的可靠信號。

Melbye 說，“我們發(fā)現(xiàn)少數(shù)基因能夠很好地預(yù)測哪些女性有早產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。多年來，我花了很多時(shí)間來了解早產(chǎn)。這是長期以來關(guān)于這個(gè)問題的首個(gè)真正意義重大的科學(xué)進(jìn)展。”

美國嬰兒死亡率最高的原因

嬰兒早產(chǎn)---嬰兒至少提前三周出生---影響美國9％的新生兒。這是造成美國兒童死亡的最大原因，也是導(dǎo)致全球5歲以下兒童死亡的最大原因。在三分之二的早產(chǎn)中，母親自然分娩；醫(yī)生們通常并不知道其中的原因。在此之前，用于預(yù)測早產(chǎn)的最好測試方法僅適用于高風(fēng)險(xiǎn)女性，比如那些已發(fā)生過早產(chǎn)的女性，而且測試結(jié)果也僅在20％的時(shí)間里是正確的。

當(dāng)Quake當(dāng)了爸爸時(shí)，他就開始對這個(gè)問題感興趣：他的女兒提前將近一個(gè)月出生了。Quake說，“她如今是一個(gè)非常健康和活躍的16歲女孩，但我認(rèn)為這是一個(gè)值得研究的重要問題。”

他補(bǔ)充道，醫(yī)生們還需要更好的方法來測量胎齡。產(chǎn)科醫(yī)生們?nèi)缃袷褂脩言蓄^三個(gè)月的超聲波掃描數(shù)據(jù)來估計(jì)女性的預(yù)產(chǎn)期，但是隨著懷孕的時(shí)間增加，超聲波檢查提供的信息并不那么可靠，因此對沒有得到早期產(chǎn)前護(hù)理的女性來說，超聲波檢查的用處并不大。超聲波檢查還需要昂貴的設(shè)備和訓(xùn)練有素的技術(shù)人員，這在很多發(fā)展中國家都是難以獲得的。相比之下，這些研究人員預(yù)計(jì)這種新的血液測試方法將是簡單而又便宜的，足以在資源匱乏的地區(qū)使用。

超高分辨率觀察懷孕

這種胎齡測試方法是通過研究一組31名丹麥婦女在整個(gè)懷孕期間每周提供的血液開發(fā)出來的。這些女性都是足月妊娠。這些研究人員利用來自其中的21名女性的血液樣品構(gòu)建出一種統(tǒng)計(jì)模型，這種模型鑒定出9種由胎盤產(chǎn)生的可預(yù)測胎齡的無細(xì)胞RNA，并利用剩下的10名女性的血液樣品來驗(yàn)證這種模型。這種模型給出的胎齡估計(jì)值在大約45%的時(shí)間里是準(zhǔn)確的，這與懷孕頭三個(gè)月的超聲波檢查的胎齡估計(jì)結(jié)果（準(zhǔn)確率為48%）相當(dāng)。

Ngo說，測量母體血液中的無細(xì)胞RNA還可提供大量的關(guān)于胎兒生長的新信息。她說，“這就提供對懷孕和人體發(fā)育的超高分辨率觀察，而這在之前是人們從未觀察到的。它告訴我們很多關(guān)于正常懷孕中的人體發(fā)育的信息。”

為了弄清楚如何預(yù)測早產(chǎn)，這些研究人員使用了來自38名有早產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)的美國女性的血液樣品，其中這些女性之前已發(fā)生過早期子宮收縮或早產(chǎn)。這些女性在她們懷孕第二個(gè)三個(gè)月或末三個(gè)月期間提供了血液樣品。在這組女性中，13名女性早產(chǎn)，其余的25名女性足月分娩。這些研究人員發(fā)現(xiàn)來自母體和胎盤的7個(gè)基因產(chǎn)生的無細(xì)胞RNA水平能夠預(yù)測哪些妊娠會提前結(jié)束。

Moufarrej說，“大多數(shù)是母體基因。我們認(rèn)為正是母體發(fā)出一種信號表明她準(zhǔn)備分娩了”，并指出這些預(yù)測早產(chǎn)的基因不同于那些提供胎齡相關(guān)信息的基因。

早產(chǎn)的生物學(xué)機(jī)制仍然是個(gè)謎

這些研究人員需要在更大的孕婦群體中驗(yàn)證這種新的測試方法，然后才能讓它廣泛地使用。 Quake指出，2008年他的團(tuán)隊(duì)開發(fā)出的檢測唐氏綜合征的血液測試方法（PNAS, 21 October 2008, doi:10.1073/pnas.0808319105）如今每年在300萬多名孕婦中使用。

早產(chǎn)背后的生物學(xué)機(jī)制仍然是一個(gè)謎，但這些研究人員計(jì)劃研究指示早產(chǎn)的基因發(fā)揮的作用，以便更好地理解它為何會發(fā)生。他們還希望鑒定出有望延遲早產(chǎn)的藥物靶標(biāo)。

血液檢測方法技術(shù)的更新，是孕婦群體的福音，是液體活檢領(lǐng)域科研人員的辛勤和努力。產(chǎn)前檢測作為液體活檢最大規(guī)模的應(yīng)用外，液體活檢在腫瘤早期診斷、預(yù)后評估、指導(dǎo)用藥和動態(tài)監(jiān)測方面有著巨大的研究潛力和可開發(fā)的巨大的商業(yè)價(jià)值。癌癥的早期診斷和治療指導(dǎo)及檢測將是該產(chǎn)業(yè)鏈的核心價(jià)值。那么，如何突破現(xiàn)有技術(shù)瓶頸、擴(kuò)展企業(yè)渠道占有能力并提高技術(shù)研發(fā)實(shí)力將直接決定企業(yè)在該市場中的地位。