目前的唐氏筛查试验有两个，一个是在first trimester做的，一个是在second trimester做的。First trimester screening包括三个检测：抽血查hCG和PAPP-A，外加一个B超检查的NT。Second trimester screening包括4个检查，都是抽血查的：AFP， hCG， uE3，和inhibin，因此又叫Quad test。
先简单了解一下女性排卵过程，这样有助于理解以后一些名词和激素的功能：
1.卵泡的发育及成熟
未发育的卵泡称原始卵泡。每一原始卵泡中含有一个卵母细胞，周围有一层梭形或扁平细胞围绕。在新生儿卵巢内约有10万个以上的原始卵泡，但在妇女一生中仅400～500个卵泡发育成熟，其余的卵泡发育到一定程度即自行退化，这个过程称卵泡闭锁。临近青春期，原始卵泡开始发育，在卵细胞成长的同时，周围的梭形细胞变为方形，并由单层增生成复层，因其细胞浆内含有颗粒称颗粒细胞。颗粒细胞增生很快，卵细胞最后被多层无血管的颗粒细胞群所围绕，并可出现含有液体的空腔，这时卵泡周围的间质细胞亦环绕卵泡排列，并逐渐增厚形成两层卵泡膜，即卵泡内膜与卵泡外膜，这时的卵泡称生长卵泡。其体积显著增大，颗粒细胞层内侧液体逐渐增多，空腔亦随着增大，卵细胞移向一侧。成熟卵泡直径可达10～20mm。
2.排卵
随着卵泡的发育成熟，卵泡逐渐向卵巢表面移行并向外突出，当卵泡接近卵巢表面时，该处表层细胞变薄，最后破裂，出现排卵。卵细胞的排出，不是驱逐过程，而是在大部分卵泡液流出之后，卵细胞才排出。排卵多发生在两次月经中间，一般在下次月经来潮前14日左右。卵子排出后，经输卵管伞端的捡拾、输卵管壁的蠕动以及输卵管粘膜纤毛活动等协同作用，进入输卵管，并向子宫侧运行。
3.黄体形成
排卵后，卵泡壁塌陷，卵泡膜血管壁破裂，血液流入腔内凝成血块，称血体。卵泡壁的破口很快由纤维蛋白封闭，残留的颗粒细胞变大，胞浆内含黄色颗粒状的类脂质称颗粒黄体细胞。此时血体变成黄体。排卵后7～8日（相当于月经周期第22日左右）黄体发育达最高峰，称成熟黄体，它的大小差异很大，其直径一般为1～2cm，程度不等地突出于卵巢表面，外观色黄。
4.黄体退化
若卵子未受精，在排卵9～10日黄体开始萎缩，血管减少，细胞呈脂肪变性，黄色消退，一般黄体寿命为12～16日，平均14日。黄体衰退后月经来潮，卵巢中又有新的卵泡发育，开始新的周期，前一个周期的黄体需经过8～10周才能完成其退化的全过程，最后细胞被吸收，组织纤维化，外观色白，称白体。
以上卵泡发育过程转自医学教育网（http://www.med66.com/html/2008/9/zh310853136162980028610.html）
具体见图：（http://www.tutorvista.com/biology/ovulation-process）
Primordial follicle: 原始卵泡
Primary ovum: 卵母细胞
Primary follicle: 初级卵泡
Developing follicles: 生长卵泡
Secondary ovum: 次级卵细胞
Mature follicle: 成熟卵泡
Ruptured follicle: 释放卵泡
Liberated ovum: 被释放的卵细胞
Early corpus luteum:
Corpus luteum: 黄体
Corpus albicans: 白体
怀孕之后，人体激素随之调整：
http://kcampbell.bio.umb.edu/November01/Preghorm.gif
（转自http://kcampbell.bio.umb.edu/MamTox/Presentations/Session3/Session 203.html）
hCG: 人类绒毛膜促性腺激素
Progesterone: 孕酮，黄体酮
hPL: human prolactin，人类催乳素
oestrogen: 雌激素
这些激素的作用在下面遇到的时候会稍作解释。妊娠期的激素改变和生理作用比较复杂，所以不做过分详细的介绍了。
怀孕后，有两套测试都可以用来筛查染色体畸形，主要是21三体（Down’s Syndrome，唐氏综合症），18三体（Edwards Syndrom，爱德华氏综合症），13三体（Patau's syndrom，帕韬综合征）这三种畸形。CDC在2006年发表的统计显示，21三体的出生率为1/733（即万分之13.65），18三体的出生率为1/4149（即万分之2.41），13三体的出生率为1/7518（即万分之1.33）。（数字引自CDC报告http://www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/mm5451a2.htm）
http://www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/figures/m451a2t.gif
下面我简单介绍一下这几个指标，都是些蛋白和激素，太具体的功能我就不详细介绍了，只是简单说明一下。如果大家有兴趣可以去查相关文献。
下面分别简单介绍一下各个检查项目中的激素。
hCG（free ß-human chorionic gonadotrophin）是绒毛膜促性腺激素。是一种糖蛋白激素，由α和β两个subunits组成，由于分子量比较大（36.7KDa），因此不能透过胎盘屏障。早期由胚胎分泌，之后由母体胎盘组织分泌。hCG的主要功能是孕早期保持黄体（corpus luteum）不退化，促使黄体分泌孕酮。而孕酮可以促使子宫内膜增生，以提供胚胎发育的环境。孕8周之后孕酮主要由胎盘产生。（http://en.wikipedia.org/wiki/Progesterone）孕酮在怀孕过程中有重要作用，但是跟trisomy的screening没关系，所以就不详细介绍了。
http://farm5.static.flickr.com/4019/5140617884_de0dea2ed3_z.jpg
从表中可以看出，hCG水平在怀孕后升高（大家就用这个测试怀孕的哈），到第9周达到最高峰，从第10周左右开始下降。在流产时hCG水平会降低，而在染色体异常时会升高。在怀有唐氏综合症胎儿的孕妇中，21三体会限制绒毛细胞滋养细胞的分化，从而导hCG堆积升高。虽然机制不完全清楚，但是据认为，这是由于21三体妨碍了hCG引起的这种细胞的分化，因此hCG被用来做21三体的筛查指标。（http://molehr.oxfordjournals.org/content/5/10/895.full）
PAPP-A（Pregnancy-associated plasma protein A）即妊娠相关血浆蛋白，1974年发现（Lin TM, Galbert SP, Kiefer D, Spellacy WN, Gall S. Characterization of four human pregnancy-associated plasma proteins. Am J Obstet Gynecol. 1974;118:223–36.）。这是一种糖蛋白，主要作用是作为一种金属蛋白酶可以调节insulin-like growth factor的功能，主要由胎盘分泌。临床上，在first trimester检查如果发现PAPP-A降低是染色体畸形的重要指标。此外，PAPP-A降低还认为跟早产，宫内发育迟缓，先兆子痫，流产，死胎等有关（Acta Obstet Gynecol Scand. 2010 Sep;89(9):1118-25. Biology of pregnancy-associated plasma protein-A in relation to prenatal diagnostics: an overview. Kirkegaard I, Uldbjerg N, Oxvig C. Department of Obstetrics and Gynecology, Aarhus University Hospital, Skejby, Aarhus, Denmark.）。PAPP-A在受精卵植入后很快就可以查到，在孕期不断增加，在first trimester大致每3-4天增加一倍。所以判断PAPP-A的水平需要准确计算孕期，稍有出入即可有很大误差。除孕期外，还有很多因素可以影响PAPP-A的水平：
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当胎儿有染色体畸形的时候，PAPP-A水平会明显下降（与上图来源相同）：
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B超检查NT (Nuchal translucency) 即颈后半透明带厚度。
http://farm5.static.flickr.com/4002/5163400268_5186248bf9_z.jpg
从网上找了张图来解释一下这个NT。医生检查的就是图中那条黑线的宽度。Wiki上的介绍说，这个NT的产生是由于胚胎发育到14周之前淋巴系统发育尚不健全，所以淋巴管还没有完全形成，导致积液无法排出，所以出现NT。14周之后，由于淋巴系统发育逐步完善，积液会被逐步排出，因此NT会逐渐消失，而无法检查到，因此14周之后就无法再做这个检查了。（见http://en.wikipedia.org/wiki/Nuchal_scan的第4节）
这个检查除了可以用来筛查21三体和18三体之外，还可以用来筛查染色体正常胎儿的先天心脏畸形等其他发育问题。这里有篇review文章，专门讲用NT筛查先天性心脏病：Prenat Diagn. 2009 Aug;29(8):739-48. The nuchal translucency and the fetal heart: a literature review. Clur SA, Ottenkamp J, Bilardo CM. Department of Pediatric Cardiology of the Emma Children's Hospital, Academic Medical Centre, Meibergdreef 9, Amsterdam, The Netherlands.有兴趣的同学可以自己去研究。
AFP (Alpha-fetoprotein) 即甲胎蛋白。顾名思义是一种由胚胎卵黄囊分泌的蛋白质，之后由胚胎肝脏分泌到胎儿血循环里面。并且通过胎盘进入母体。胎儿出生后，AFP分泌逐渐减少，到8-12个月降低到一个比较低的水平。其主要功能并不清楚。AFP测试还有一个重要作用，就是肝功能检查。成人在肝细胞受损的时候会释放出AFP导致血中AFP增加。这是临床上常用的肝癌筛查指标之一。AFP在男性，非怀孕女性中正常水平是0-20ng/ml，在孕妇15-22周时的正常水平是7-124ng/ml（http://www.webmd.com/baby/alpha-fetoprotein-afp-in-blood?page=3）。在孕妇中，如果怀有唐氏儿，会导致AFP水平降低。而AFP水平升高的可能原因包括多胞胎，神经管闭合缺陷等等。
uE3 (Unconjugated Estriol) 即未结合雌三醇。雌激素是一种甾体类激素，即类固醇类性激素。女性体内的雌激素（estrogens）有三种：estrone（E1）即雌酮， estradiol（E2）即雌二醇和estriol（E3）雌三醇。其中，未怀孕妇女体内起主要作用的是雌二醇（E2）。而estriol主要存在于孕妇体内，由胎盘和胎儿肝脏合成（http://en.wikipedia.org/wiki/Estriol）。
Inhibin A即抑制素A，是一种由卵巢或者睾丸分泌的激素inhibin中的一种。在女性中的主要作用是刺激垂体分泌卵泡刺激素（Follicle Stimulating Hormones，FSH）。由于其作用和条件比较复杂，就不介绍了。1996年NEJM的发表的研究报告确认了inhibin A是有效的唐氏筛查指标（N Engl J Med 1996; 334:1231-1236）。
好，简单（真的是非常简单啊）介绍完各个激素来看看risk是怎么计算的。首先，由于这些激素在人体中的变化比较大，所以一般是先抽血测激素水平，然后用测得的激素值除以中位值，得到MoM（multiple of median）。比如说见下图：
http://www.wolfson.qmul.ac.uk/epm/screening/images/Mom.png
看第一个红点：在10周的时候，实测某个marker的水平是5.0IU/ml，而在这个孕期的这一marker的中位值是2.5，那么就是MoM=5.0/2.5=2.0。看最右边的红点，如果到孕14周，这个marker的中位值是10.0IU/ml，如果实测值是5.0，那么MoM=0.5。
所以在做完screening之后，每一个指标都会得到一个MoM。实际上，除了用来预测唐氏等染色体畸形，MoM还被用来预测其他可能的病变。这些筛查试验基本全部使用MoM而不用绝对数据。
好，我们拿到这个值之后，那么下面就去查表看看孕妇年龄对应的染色体畸形risk。
http://farm5.static.flickr.com/4039/5163891731_9d632bd756_b.jpg
比如孕妇芳龄二八。。。呃，查不到哈。芳龄四八吧，查表得到唐氏概率1/769。这样我们把1/769乘上MoM值就得到了这个年龄下，这个检查结果的唐氏risk。
但是，这是不够的。研究发现还有很多因素会影响各个指标的表达。包括：
孕妇体重，种族，受孕方式，糖尿病和吸烟。
在体重较高的孕妇中，所有指标都有可能升高。
在黑人中比白人，AFP可能升高20%，hCG升高10%，PAPP-A升高60%。
IVF受孕的比其他孕妇，hCG升高10%， uE3降低10%。
在有IDDM（insulin dependent diabetes mellitus）的孕妇中，AFP降低8%，uE3降低6%。
在吸烟的孕妇中，PAPP-A和hCG降低20%，inhibin A升高60%。
以上全部翻译自：http://www.wolfson.qmul.ac.uk/epm/screening/calcrisk.html
由于影响因素比较复杂，所以一般妇产科医生不会给大家手算唐氏概率，而使用commercial的软件。输入检查数字即可得到risk。
在临床上，有多个软件专门做这个计算。比如这篇1999年的文章就是专门比较了6个软件计算结果的差别：http://www.clinchem.org/cgi/content/full/45/8/1278。结论是同样的marker，每个软件的灵敏度和错误率都有一定差别。因此在现实上，某一个孕妇的检查结果，使用不同的软件来分析，也可能产生不同的结果。这就是涉及到一个问题，这个差别哪里来的？
见下图：
http://farm2.static.flickr.com/1369/5163980101_dc0460f91e_b.jpg
图中的X坐标是各个检查的结果，用MoM表示。Y坐标是孕妇人数。从图中可以明显看出，任何一个指标，正常和唐氏的结果都有很大面积是重叠的。重叠的部分就是二者结果是相同的。因此使用这些检查结果从理论上就就不可能给出结论。因此这个检查只能是筛查，而不是一个诊断。事实上，first trimester screening的detection rate大约是85%，就是说，85%的怀唐氏儿的孕妇会得到“positive”的结果。反过来说就是有15%的唐氏会得到“negative”的结果。而另一方面，5%的正常孕妇会得到“positive”的结果。但是由于几乎每个孕妇都会做这个检查，因此5%的比例虽然很低，但是绝对数量并不少。这就是为啥宝宝版上唐氏筛查引起很多美妈焦虑的原因。这些指标在完全正常孕妇中就有明显差异，而这些差异产生的原因并不清楚，但是显然跟胎儿健康与否无关。所以如果发现某个指标的MoM比较高或者比较低，如果养穿或者CVS检查正常，不表示胎儿有任何其他问题，至少现在的知识下，不认为有其他问题（包括智力，情商，性格，身高，体重，看贴不回贴的人品等等）。
那么我们来看看具体的first和second trimester screening。
Second trimester screening又叫Quad screening test。因为有4相检查，前面说过了，包括：AFP，hCG（free beta-hCG），uE3和inhibin-A。这项检查一般在16-18周之间进行。可以筛查唐氏，爱德华，和神经管闭合不全。这四项都血检，所以很安全，除了挨一针之外，基本没有副作用。过去second trimester做的是triple test，不包括inhibin。这里有一篇文章比较详细介绍了这个检查的具体数据：http://www.wolfson.qmul.ac.uk/epm/screening/quadruple.html#agetable。
First trimester screening有四项检查，前面说了，包括hCG，PAPP-A和B超NT。又叫combined test这个检查一般在11-13周之间做。只能筛查唐氏综合症和爱德华综合症，不包括其他染色体畸形。同样，这个检查非常安全，除了挨一针和肚皮会凉飕飕1个小时左右之外，基本没有其他副作用。http://www.wolfson.qmul.ac.uk/epm/screening/combined.html#agetable这个网站也有详细介绍。
事实上，现在多数地方做的都是所谓integrated test，就是first+second trimester screening，发现染色体异常的概率更高，假阳性可能更低一点（但是不多，还是5%左右）。因此如果两次结果一致，那么就比较简单。如果两次结果不一致，特别是第一次阴性，第二次阳性怎么办？个人认为这种情况risk不大。多数时候是因为第一次的阴性也在border上，第二次稍有出入就阳性了。这中情况请咨询医生以后，多数还是需要自己判断自己的底线。如果不能承受畸形胎儿，还是可以选择养穿。如果觉得1/200左右的风险不大，那当然也可以选择不养穿。
一般检查之后，jms会得到一个positive或者negative的结果。这个结果是通过上面的计算得出一个概率，然后用1/300或者类似的cutoff来决定的。取1/300有两个原因。第一是过去做养穿的流产概率是1/300。第二个原因是在这个cutoff下这个screening可以产生能够接受的sensitivity和false positive rate。事实上各个医院用的cutoff也可能有所出入，差一点点，问题不大。多数医院可能只给positive或者negative的结果，甚至不交代具体的risk。如果需要知道，请咨询自己的OB。只要美妈问，一般医生都会给出具体的检查结果。
如果比较这first和second trimester的检查，2003年First Trimester Maternal Serum Biochemistry and Fetal Nuchal Translucency Screening (BUN) Study Group在NEJM发表的研究证明first trimester的检查比second trimester screening更灵敏，也减少了false positive（N Engl J Med 2003; 349:1405-1413）。在这篇研究报告中，作者使用1/270作为阳性和阴性的分界线，发现first trimester的检查可以发现78%的唐氏，有5%的false positive。而second trimester的triple test可以发现65%的唐氏，5%的false positive。如果用quadruple test，可以发现75%的唐氏，有5%的false positive，跟first trimester的结果相似。
在35岁以上的孕妇中，first trimester screening如果用1/270做cutoff，那么可以发现接近100%的18三体，90%的21三体，false positive大概是15%（汗，真高啊！不过别急，还有更高的）。如果用triple test，也能发现89%的21三体，但是有34%的false positive！就是说，1/3的孕妇是positive的（以上数据全部出自NEJM的这篇paper）。。。这个不跟没做一样吗？看来需要进一步研究更好的筛查试验哈。
总结一下各个指标在各种情况下的变化：
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最后一个问题，拿到positive的结果怎么办？
1. 首先应该给医生打电话，确认检查结果。这时候会拿到详细的检查报告，具体每个指标的结果等等。
2. 这时候医生一般会建议去genetic counseling。建议尽快去预约。
3. 去见医生前读读偶的这篇小文章，然后上网研究一下自己的结果。争取见医生的时候有的放矢。
4. 咨询前尽量把自己的问题写下来，这样可以请医生给一一解答。
5. 如果偶说的跟医生说的有出入，以医生说的为准：）别拿偶的只言片语去反驳医生：）偶概不负责，哈哈哈。
6. 咨询完回家跟家人商量一下，尽快决定是否做进一步检查。
在first trimester可以选择做Chorionic villus sampling，即羊绒膜穿刺。一般在10-13周做。以下孕妇可能不宜做CVS：
1． STD急性感染期。
2． 怀双胞胎。
3． 有孕期阴道出血。
4． 子宫肌瘤者可能不建议CVS，看情况。
5． 子宫位置异常者也可能不建议CVS，也要咨询医生意见。
另外CVS有1%的流产率（http://www.americanpregnancy.org/prenataltesting/cvs.html）。
在second trimester可以选择做amniocentesis，即羊水穿刺。羊穿一般在14-20周做。个别地方最早可以在11周以后做羊穿。羊穿流产概率在1/400到1/200之间。多数大型综合性医院由于做这个检查非常熟练，所以概率有可能更低。（http://www.americanpregnancy.org/prenataltesting/amniocentesis.html）
太详细的检查过程就不一一介绍了。
这二者都是诊断性检查，就是说检查结果比较可靠，准确率都在98%以上。
当然这些检查只能查一些常见的染色体问题，并非检查所有遗传缺陷。所以如果阳性，那就要考虑是否进一步处理。当然在美国的同学要明白，在美国唐氏不是终止妊娠的指标，虽然是终止妊娠的一个选择。这些检查的目的，按照西方的道德标准，其目的是为了提前知道孩子是否需要准备特殊护理，家庭是否需要特别调整，是否需要获得其他帮助等等。。。当然如果阴性也不能100%保证没有其他问题。
关于唐氏筛查就简单介绍到这里。有问题请大家提出来，我们一起研究。
