一、来源: 孕妇血浆中游离胎儿DNA主要有3种组织来源:一是来源于胎盘;二是来源于进入母体血循环的胎儿造血细胞发生凋亡;三是胎儿DNA分子直接通过胎盘转移进入母体血浆。目前认為胎盘是最主要的来源。

1. 胎盘　Guibert等在一项人工辅助生殖研究中发现,怀有双胞胎的孕妇在胚胎移植后18天而单胞胎22天其血浆即可检测到男性胎儿的SRY基因,胎儿胎盘循环在受孕后28～30d才建立,表明早期胎儿游离DNA不是来源于造血细胞,而可能来源于胎盘滋养层[ 1 ]。Sekyzawa等同时检测了剖腹產孕妇血浆中胎儿游离DNA浓度和脐带血浆中母体游离DNA的浓度,发现二者有显著差别,前者平均浓度為1413% ,后者平均浓度只占019% ,说明母体和胎儿DNA相互转移进入对方的量有所不同,推测游离胎儿DNA是由邻近绒毛的绒毛膜滋养层细胞发生凋亡释放出来的。母体血浆中胎盘来源的mRNA的发现进一步证实了胎盘是胎儿游离核酸的主要组织来源[ 2 ]。

2. 胎儿造血细胞　进入母体的胎儿有核细胞如发生凋亡则可释放出游离DNA。研究证实,妊娠期进入母体血循环的胎儿细胞包括滋养层细胞、淋巴细胞、粒细胞和有核红细胞等。滋养层细胞可直接脱落进入母体血循环,胎儿细胞也有穿越绒毛毛细血管内皮和滋养层基膜现象,胎儿细胞在穿越胎盘时可能发生凋亡。Hristoskova等观察到孕妇血浆中超过一半的胎儿有核细胞呈现凋亡细胞所具有的TUNEL阳性。因此孕妇血浆中的游离胎儿DNA也可来源于进入母体血的胎儿有核细胞。已证实孕妇血浆中游离胎儿DNA含量明显高于胎儿有核细胞的DNA含量,是其2112倍。并且,胎儿有核细胞数量跟游离DNA浓度没有相关性,尤其在早產孕妇中,血浆游离胎儿DNA显著升高而胎儿有核细胞并没有增加[ 3 ]。因此,游离胎儿DNA只是少部分来源于这些有核细胞。

3. 胎儿DNA直接转移　研究表明在母体脑脊液、尿和羊水中可发现胎儿游离DNA,胎儿DNA分子可直接穿越胎盘屏障进入母体血循环也已得到证实,但此来源的游离DNA含量可能也较少。

二、动力学: Lo等首先采用实时荧光定量PCR检测了正常孕妇血清游离胎儿DNA的含量,在妊娠7w可从孕妇血浆中检出胎儿DNA,早期妊娠游离胎儿DNA 在血清中占0104% ～ 0154% (平均0113% ) , 在血浆中占0139% ～011119% (平均314% ) , 晚期妊娠在血清中占01032% ～3197% (平均110% ) , 在血浆中占2133% ～1114% (平均612% ) ,随著妊娠时间的延长,游离胎儿DNA 浓度不断升高,并且在妊娠的最后8w急剧升高。Chan等发现在妊娠的第3阶段,游离胎儿DNA以每周平均2913%的幅度升高,这可能与该阶段母胎之间胎盘屏障的开啟有关。Galbiati等调查了大量孕妇妊娠各个阶段血浆胎儿DNA的检出率,发现自第6周起任何阶段均可检到胎儿DNA, 3个阶段胎儿性别判定的準确性分别达9914%、9718%和100%[ 4 ]。研究表明游离胎儿DNA可被从母体血浆中迅速清除,平均半衰期仅為1613min (4～30min) ,大多数孕妇在產后2h血浆游离胎儿DNA已测不到。血浆DNA酶可能在其中起一定作用,肾臟可能也起著重要作用。此外, Zhong等报告血浆中游离DNA含量具有较大的波动性,母体总游离DNA波动达2115倍,而胎儿DNA波动最大达212倍,其波动原因尚不清楚,有必要深入研究母胎游离DNA的变化情况,以更好地指导临床诊断。

三、性质:由于血浆游离胎儿DNA 主要来源于细胞凋亡,因此其特征可能具有细胞凋亡的生化特性即基因组DNA的片断化。Chan等研究了孕妇血浆DNA片断的大小分布,表明孕妇血浆DNA片断比非孕妇血浆DNA片断长,且母体来源的DNA 比胎儿DNA 长,在31 例孕妇中血浆DNA >201bp的占57% ,而34例非孕妇只占14% ,胎儿来源的DNA仅有20% > 193bp,但不超过313bp[ 5 ]。这说明血浆中母体DNA和胎儿DNA 具有不同性质。由于该研究只适用于<800bp的DNA片断, L i等采用琼脂糖电泳、Southern杂交和定量PCR,使片段大小在10～20kb的DNA也能得到分析,发现胎儿DNA绝大部分< 300bp,而母体来源的DNA平均>1kb[ 6 ]。Koide等最近报告孕妇血浆中60%的胎儿DNA<100bp[ 7 ]。至于游离胎儿DNA在孕妇血浆中的存在形式,目前认為主要以凋亡小体形式存在[ 8 ]。Halicka等发现凋亡小体中只包含DNA和RNA其中的一种。