衆所周知，産前檢測時如果想了解胎兒是否有遺傳性疾病，則需要對胎兒進行侵入性檢查，但最近科學家研究發現，通過對孕婦的血液檢測就能對胎兒的生長發育情況有全面的了解。
人類懷孕的生物學研究具有挑戰性。侵入性診斷程式可用于從胎盤或胎兒中擷取DNA進行基因分析，或采集RNA樣本以擷取當時發育的快照。然而，出于倫理和實際原因，不可能對生長中的胎兒和胎盤進行重複取樣，以監測整個妊娠期的發育和妊娠健康狀況。Rasmussen等人在《自然》雜志上撰文，收集和分析血液中自由循環的RNA分子，稱為無細胞RNA（cfRNA），這些分子來自1800多名不同年齡、體重指數和種族的孕婦，來自不同大陸，處于不同懷孕階段。這些分析為了解正常胎兒、胎盤和母體在妊娠期基因表達的變化提供了依據。然後，研究者利用妊娠期正常cfRNA特征的知識來預測一種稱為子痫前期的潛在危險妊娠并發症的發展。
以後可擺脫這種侵入性檢測
人們認識到，從母體、胎兒和胎盤組織中釋放出無細胞DNA和RNA，并可在母體血漿（血液的一種成分）中檢測到，這是妊娠診斷的一個裡程碑式進展2。檢測母體血漿中無細胞胎兒DNA（cffDNA）的下一代測序技術目前廣泛用于無創篩查妊娠常見胎兒染色體異常，具有高度的敏感性和特異性。盡管分析cffDNA有助于診斷特定的胎兒遺傳狀況，但cfRNA是一種更具動态性的核酸，通過深入了解目前正在表達的基因，可以實時提供發育快照。
先兆子痫的特征是懷孕期間出現高血壓。它影響約8%的妊娠，可導緻多器官系統受損，是導緻嚴重孕産婦和新生兒疾病和死亡的主要原因。雖然先兆子痫的症狀和體征通常在妊娠的最後幾周才表現出來，但該疾病在胎盤形成的早期就開始了。盡管人們對先兆子痫已有數百年的認識，但在妊娠早期預測病情的測試仍然遙不可及，因為幹預可能會改變疾病的程序。
關于妊娠相關疾病的分子“标記物”的許多研究都集中在可獲得的母體樣本中的蛋白質，如血液或尿液。然而，Rasmussen和同僚們集中精力分析來自母體、胎盤和胎兒組織并釋放到母體血液中的cfRNA 。研究者從8個獨立組1840例妊娠的2539份血漿樣本中評估了在母體血液（轉錄組）中發現的cfRNA分子的補體，這是迄今為止進行的最大和最多樣化的轉錄組妊娠研究。
研究者在先前的研究基礎上證明，母體血漿中的cfRNA轉錄本可以預測胎齡（胎兒的發育年齡）。他們使用機器學習方法教授一種算法，該算法包含1908個cfRNA圖譜，用于預測胎齡。在474個樣本的單獨測試集上，該算法可以預測14.7天内的胎齡。這種準确性類似于妊娠中期的超音波檢查。cfRNA測定妊娠日期的能力對于在不同胎齡建立正常基因表達特征至關重要， 研究者建議，在産前超聲不可用的情況下，這種方法可以作為妊娠日期測定的輔助手段。
研究者展了先前的工作，證明了在母體循環中檢測胎兒組織特異性cfRNA的潛力。Rasmussen等人定義了母體血漿中反映母體組織、胎兒器官和胎盤的cfRNA轉錄物的特定亞群，并深入了解了這些亞群在妊娠期間的正常變化。母體轉錄組顯示編碼蛋白質（如構成細胞外基質的膠原蛋白）的基因表達增加，這可能反映了為分娩和分娩做準備時子宮頸的重塑。推測來自胎兒器官的RNA轉錄物豐度的變化與已知的發育軌迹一緻——例如，随着時間的推移，胎兒腎髒收縮部分的轉錄物水準也随着妊娠的推進而下降。這些發現顯示了利用母體血液中的轉錄本非侵入性追蹤妊娠進展和胎兒器官發育的令人興奮的潛力。
接下來，Rasmussen及其同僚評估了孕中期孕婦血液中的cfRNA特征是否能夠在臨床症狀或體征出現之前預測子痫前期的未來發病率。 研究者比較了72名患有子痫前期的孕婦（病例）血漿樣本中的cfRNA特征，以及452名未患子痫前期的孕婦（對照組）的cfRNA特征。這些樣本在分娩前平均14.5周采集。 研究者鑒定了7個表達水準一緻的基因，這些基因能将病例與對照組區分開來。其中四個基因先前與子痫前期或胎盤發育相關。
研究者建立了一個數學模型，利用cfRNA特征來估計子痫前期的機率。該模型的靈敏度為75%，這意味着它可以識别四分之三的最終先兆子痫病例。在一組妊娠個體中，幾乎14%的參與者出現子痫前期，該模型的陽性預測值（PPV）為32%，這意味着該模型預測的發生子痫前期的個體中約有三分之一後來被診斷出患有該疾病。與文獻13中描述的下一個最具預測性的子痫前期檢測相比，PPV增加了七倍。值得注意的是，作者發現該模型的預測能力不受母親種族作為變量的影響。這進一步支援了放棄種族偏見的診斷和治療方法，這些方法被發現幾乎沒有或根本沒有效用，并且在醫療保健領域造成了種族差異。
研究者工作的一個局限性是，這一組的先兆子痫發病率（幾乎14%）高于報道的全球發病率，約為2-8%；是以，在發病率較低的組中，試驗的PPV較低。任何未來的臨床應用将需要考慮從早期預測先兆子痫所獲得的益處，以防止可能的假陽性結果的潛在危害，例如不必要的監測或幹預，以及增加産婦焦慮。
未來工作的一個關鍵方向将是确定在妊娠早期采集的cfRNA是否可用于檢測子痫前期風險的增加，因為目前唯一的子痫前期預防性治療是低劑量阿司匹林，如果在妊娠16周之前開始，則可能更有效。低劑量阿司匹林在預防子痫前期方面的廣泛療效（估計有效率為2–30%）突出表明，對一種表現形式多樣的高度可變疾病使用一種治療方法存在問題。一項分子測試可以洞察先兆子痫的發展，這是朝着更個性化的轉錄組學或基因組學方法進行妊娠治療邁出的關鍵一步。此外，轉錄組資料可以輸入計算資源，如連接配接性Map17（一個線上資料庫，記錄不同治療方法治療後各種細胞類型的轉錄組特征），以告知現有治療方法的重新定位，進而治療妊娠特異性疾病。
這種來自不同種族和地理位置的妊娠人群的大規模轉錄組學資源令人興奮，原因有幾個。 研究者不僅開發了子痫前期的預測測試，而且該研究的發現也有可能為典型妊娠和胎兒發育提供洞察，并推進能夠改善妊娠護理的合理、精确療法的設計。