1997年，香港中大學盧煜明教授（Dannie’sLo）在牛津大學發表了《孕婦血漿內含有相當比例的細胞遊離胎兒DNA片段（cell-freefetalDNA，cffDNA）》的文章後，相關的研究如雨後春筍般的出現，且逐漸成為產前診斷（prenataldiagnosis）學術領域的顯學。近幾年來，隨著二代測序（nextgenerationsequencing,NGS）儀器快速發展，無創產前檢測（non-invasiveprenataltesting,NIPT）正式被應用在臨床上，成為胎兒染色體異常產前檢測方式之一。
傳統上，對於胎兒染色體異常的檢測大抵分兩個步驟：產前篩查（prenatalscreening）和產前診斷。產前篩查即利用非侵入性（無創）方式，如孕婦血清生化標誌（biochemistrymarkers）檢測、胎兒超聲波標誌檢查，於孕初期或孕中期對胎兒染色體異常進行風險評估（riskassessment）。對於胎兒染色體異常高風險孕婦則建議進入第二階段的產前診斷，即以羊膜穿刺（amniocentesis）或絨毛取樣（chorionicvillussampling,CVS）等侵入性檢查方式，進行胎兒染色體核型（karyotype）正常與否的確認。
一般可被接受的產前篩查敏感度（sensitivity）約為85％，特異度（specificity）為95％；亦即，有15％的胎兒染色體異常個案無法被檢測得出；而利用此篩查方式，有近5％的個案應進一步接受可能導致流產（abortion）、感染（infection）風險的侵入性產前診斷。
NIPT以非侵入性方式，採集孕婦血液，應用NGS直接分析血漿中來自胎兒的遺傳物質DNA（而非間接的生化代謝標誌），對於常見胎兒染色體異常疾病，包括染色體21號三體症（trisomy21）、染色體18號三體症（trisomy18）和染色體13號三體症（trisomy13）檢測的敏感度可達98％，特異度則超過99％；因此NIPT被認定可逐漸取代傳統上從產前篩查到產前診斷的兩階段胎兒染色體異常檢測模式，而且被稱為是一種診斷級的篩檢。
NIPT的基本原理是針對孕婦外周血漿中，主要來自孕婦自身組織細胞，少部分來自胎盤滋養層細胞經過凋亡（apoptosis）後形成的不完整的遊離DNA片段（平均50~200鹼基），在NGS儀器內比對已經建立的以36鹼基為基本的龐大核苷酸序列資料庫，利用大規模並行測序（massivelyparallelsequencing,MPS）方式進行辨識，將其分門別類後，累計加總，計算出不同染色體位置來源的DNA片段出現數目或頻率（不分辨DNA片段來自孕婦或胎盤），再以邏輯統計方式，分析出特定染色體來源的DNA片段是否超標。利用目前較普遍被使用的分析程式得出的Z值（Zscore）超過3；或標準化染色體值（normalizedchromosomevalues,NCVs）超過4即被認定為染色體非整倍體（aneuploidy）。
NIPT中的細胞遊離胎兒DNA片段主要是來自胎盤細胞。懷孕初期，胎盤一形成，絨毛膜母細胞（trophoblast）就不斷代謝@亡，DNA片段也源源不斷地流入孕婦血液迴圈。細胞遊離胎兒DNA片段的半衰期只有16min，孕婦生產後2h即再也找不到任何此次懷孕的遊離胎兒DNA片段。懷孕10周，孕婦血漿中細胞遊離DNA片段的胎兒比值（fetalfraction）平均為10.2％，接著以每週0.11％的比例緩慢增加，直至懷孕20周，胎兒比值再以較明顯的比例上升。一個準確的NIPT檢測，孕婦血漿中細胞遊離DNA片段的胎兒比值最少要達到4％以上，亦即大多數孕婦在孕10周即可接受NIPT檢查，相較於其他的產前篩查或產前診斷，NIPT更具有早期產前檢測的優勢。除了孕週數會影響孕婦血漿中細胞遊離DNA片段的胎兒比值外，孕婦體重、人種、血清標誌、吸菸、染色體核型也是影響胎兒比值的因素，也因而直接或間接地影響NIPT檢測的敏感度及特異度。
此外，由於NIPT檢測中孕婦血漿胎兒細胞遊離DNA片段的主要來源是胎盤；理論上，此一檢測應該類似於產前診斷中的絨毛取樣，因此也可能發生雷同於絨毛取樣的染色體核型假陽性（falsepositive）報告，或假陰性（falsenegative）報告的結果。
初步統計結果顯示NIPT的假陽性率約為0.1％~0.2％。然而，NIPT結果和胎兒染色體核型結果的不一致，有多少比例可歸因於運算程式在染色體整倍體（euploidy）和染色體非整倍體之間歸屬上的統計分析方案，有多少比例可歸因於MPS測序敏感度導致其在基因解讀上的差異，目前尚不可知。侷限胎盤嵌合型（confinedplacentalmosaicism，CPM）經常被認為是導致NIPT假陽性的原因之一。
初孕期胎盤中大約1％~2％呈現出CPM狀況。在一些個案報告中，經由絨毛膜取樣所發現的CPM被認為與NIPT結果的假陽性有關。Mennuti等提出兩例與CPM有關而NIPT結果為染色體13號三體症的個案，其中一例，後來只在絨毛取樣檢查發現染色體13號三體症；另一個案絨毛取樣結果呈現46,XX,+13,der（13,13）（q10;q10），而和NIPT結果相符。
Hall等提出NIPT結果提示為染色體13號三體症的個案中，絨毛取樣進行間期核熒光原位雜合（fluorescenceinsituhybridiza?tion,FISH）和傳統染色體培養分析均呈現染色體13號三體症嵌合型（47,XY,+13/46,XY）。此一個案胎兒出生時呈現生長遲滯現象，但並未有染色體13號三體症表徵，新生兒血液染色體分析呈現正常核型，46,XY；胎盤染色體檢查，四個檢測部位中兩個部位呈現異常，故為染色體13號三體症嵌合型。
另一個有趣的個案是染色體單親二倍體（uni?parentaldisomy,UPD），因染色體雙體保全（disomicrescue）機制導致保留下來的同一對染色體皆源自於雙親之一。一個NIPT呈現染色體21號三體症的個案，在14孕周時以絨毛取樣進行QF-PCR檢查21號染色體上的7個短串聯重覆序列（shorttandemrepeat，STR），檢測發現是來自母親的染色體21號UPD。妊娠終止後，胎盤檢測發現四個部位檢測中一個是染色體21號UPD，其他三個檢體則是染色體21號三體症。許多報告指出CPM往往會合並胎兒生長遲緩，因此，一旦NIPT檢測後懷疑或證實此一個案為CPM，則應於產前安排詳細的序列性胎兒超聲波，進行胎兒生物生理評估，而新生兒出生後則持續進行體重及生長曲線評估。CPM也往往同時出現染色體保全機制而導致UPD情境，因而，NIPT檢測結果與胎兒染色體核型不一致時，UPD核型也是應該考慮的情境之一。
此外，部份呈現在NIPT檢測，而卻未能反映在傳統染色體核型，或兩者之結果不一致時，基因晶片（microarray）檢測將可進一步解開此一謎底。除了三個主要的染色體三體症外，其他的染色體也可以發現CPM的狀況。在一項大規模的中國人群孕婦研究中，有一個案例NIPT提示為多發性的染色體非整倍體：47,XXY，染色體21號三體症和染色體17號三體症。絨毛取樣進行傳統的染色體分析結果呈現49,XXX,+7,+21/46,XY。另一個個案，NIPT結果提示為染色體22號三體症；分娩後，新生兒臍帶血染色體核型分析結果呈現正常染色體22號雙體，胎盤染色體核型分析三部位呈現染色體22號三體症。出生後胎兒呈現生長遲滯現象，但並無染色體異常之畸形表徵。
當發生NIPT和胎兒染色體核型結果不一致結果時，亦需要考慮是否為母體生理因素導致之影響。此一狀況包括母體本身的染色體非整倍體，這通常發生在性染色體異常上；或者是發生內在基因組成改變的狀況，例如實質腫瘤（solidtumor）。
首例母體性染色體非整倍體（sexchromo?someaneuploidy,SCA）的個案報告是發生在一位25歲的正常孕婦，她的NIPT結果提示為X染色體三體症。進一步的羊水染色體核型分析則呈現正常的46,XX，出生後的新生兒也表現正常。進一步追蹤孕婦血液染色體核型發現，孕婦本身為完全的47,XXX。這個例子說明性染色體的非整倍體在表現型上是相當多變的。
另一位性染色體異常嵌合型的44歲女性案例，其NIPT檢測結果顯示X染色體比例不正常，但此比例和先前此一檢測中心診斷的45,X症案例之X染色體比例不甚符合。進一步對孕婦進行染色體核型分析，發現孕婦本人是45,X/46,XX。新生兒出生後的染色體核型正常。
Wang等發展出一項利用MPS方式快速染色體核型分析法，同時測試孕婦白細胞，用以評估NIPT結果和SCA不一致時，孕婦性染色體嵌合型的狀況。針對181個NIPT檢測為SCA陽性個案，進一步分析發現其中16例（8.6％）是由於孕婦為X染色體嵌合型異常所致。由此可推測，SCA尤其是嵌合型，在NIPT檢測中可導致與胎兒結果不一致性，這在臨床上可能被低估了。應用NIPT判讀為SCA，應於測試前提供充分的討論，測試後給予完整的遺傳諮詢。
另一個可能產生干擾，導致NIPT結果不一致的DNA來源是母體的實質腫瘤。實際被提出的案例，個案在妊娠13和妊娠17周接受NIPT檢查，結果提示染色體13號三體症和染色體18號單體症，胎兒羊水染色體核型分析顯示為正常的46,XY，胎兒於妊娠足月正常分娩，進一步的胎盤檢查發現六個部位皆為正常46,XY，排除掉CPM的可能性。個案於產後因骨盆疼痛接受檢查，發現骨盆腔已出現轉移性神經性內分泌惡性腫瘤，之後確診為起源於陰道的小細胞癌（smallcellcarcinoma）。癌症細胞透過熒光原位雜合染色發現，大部分癌細胞（80％）其第13對染色體的熒光強度較第18對染色體來的高，此與NIPT的結果相符。目前並不清楚當孕婦發生癌症時有多少比例會以不正常的NIPT報告表現，但臨床上若NIPT發現多對染色體非整倍體現象時，不應勿略其可能性。
對於NIPT與染色體核型不一致導致假陰性結果的個案，目前臨床報告案例不多，在少數提報的個案中指出，其可能與檢體處理不當，孕婦血漿中細胞遊離DNA片段的胎兒比值，或嵌合體有關。目前，NIPT的臨床化及商業化機制發展甚速，已經逐漸成為產科醫師進行產前檢測的常規專案之一；然而，提供NIPT的檢測單位並未能全然掌握臨床醫師端所發生之NIPT與染色體核型不一致導致假陽性，及假陰性結果的所有個案，因此NIPT假陽性及假陰性比例應比實際發生率更高。此外，NIPT檢測單位亦未能提供檢測量化分析資料予臨床端，用以迴歸分析假陽性及假陰性個案發生的背景狀況。未來NIPT的應用物件可能從目前的高風險群，推廣至所有的低風險群，可以預期在此一情境下NIPT檢測衍生出的假陽性狀況勢必更為顯著。
聯合檢測方及臨床方共同建構“無創產前檢測個案登入及追蹤系統”是可行的解決方案之一。藉由此登入及追蹤系統，針對NIPT陽性個案比對無創產前檢測結果與染色體核型結果是否一致。NIPT陰性個案則透過臨床醫師提供之資料及出生通報記錄之查詢，比對NIPT結果與臨床結果的一致性。登入追蹤系統亦可透過調查、分析用以揭露出NIPT之假陽率及假陰率。對於確定之NIPT假陽性個案，可進一步進行CPM，UPD及基因晶片檢測；同時透過檢測單位分析資料、孕婦血漿中細胞遊離DNA片段的胎兒比值、孕產新生兒資料之收集，進一步探討NIPT假陽性之真正致因，用以改善NIPT檢測之敏感度及特異度。
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