无创DNA产前检测，英文全称Non-invasive Prenatal Testing ， 简称NIPT，是一种在新生儿出生前检测其是否存在染色体异常的检验方法。这种检测方式，无需羊水穿刺，只需採集孕妇外周血便能够进行筛查，从而避免了产妇感染和流产的风险。
 

目前，NIPT 技术在临床上的应用，主要基于两种基本测序方法来分析cfDNA(即胎儿中的游离DNA)： 随机测序(全基因组测序，WGS)和靶向测序(仅对特定染色体的cfDNA进行测序)。目前基于NIPT分析的大多数计算方法只适用于低覆盖率的全基因组测序(WGS)，并不适用于高覆盖度的靶向等位基因计数的测序。
 

为了破解这一难题，提高产前检测的精準性，来自赫尔辛基大学、塔尔图大学和爱沙尼亚健康技术能力中心(CCHT)的研究人员们开发了一项基于高覆盖率序列的NIPT新型计算方法，包括叁个步骤： (1)模拟怀孕的cfDNA样本与胎儿的整倍性，母系或父系遗传的叁体性; (2)使用基于隐马尔可夫模型(HMM)的读数(RC)，等位基因比率(AR)和组合(RCAR)模型对样本进行基因分类; (3)使用HMM模式，决策树(DT)或支持向量机(SVM )对基因座分类结果进行染色体分类。

 

研究结果发现，基于读数计数的HMM在检测胎儿整倍性和模拟数据集三体性方面达到了0.89的最佳总体分类準确度。此外，通过在HMM分类结果上使用DT和SVM，可以将最终的叁体分类準确度分别提高到0.98和0.99。这意味着，这一新型算法框架可以在更高覆盖率的测序数据中实现更準确的检测，可以显着改善了叁体性检测的精準性。特别是，在临界情况下(例如，非常低的胎儿分数)甚至在怀孕10週之前执行NIPT也同样合适。
 

研究负责人Kaarel Krjutškov博士指出，： 「对cfDNA测序是NIPT测定的核心技术。 测序本身是分析DNA链含量和数量的极其有效的方法。 现在，应用这种新颖的计算方法，我们可以开发更便宜的靶向测定，以便从研究样本的测序数据中读出更多信息，增加cfDNA测序的有效性，并在不久的将来提高与妊娠相关的医疗保健质素。」