SummaryWe have developed a real-time quantitative PCR assay to measure the concentration of fetal DNA in maternal plasma and serum. Our results show that fetal DNA is present in high concentrations in maternal plasma, reaching a mean of 25.4 genome equivalents/ml (range 3.3–69.4) in early pregnancy and 292.2 genome equivalents/ml (range 76.9–769) in late pregnancy. These concentrations correspond to 3.4% (range 0.39%–11.9%) and 6.2% (range 2.33%–11.4%) of the total plasma DNA in early and late pregnancy, respectively. Sequential follow-up study of women who conceived by in vitro fertilization shows that fetal DNA can be detected in maternal serum as early as the 7th wk of gestation and that it then increases in concentration as pregnancy progresses. These data suggest that fetal DNA can be readily detected in maternal plasma and serum and may be a valuable source of material for noninvasive prenatal diagnosis. We have developed a real-time quantitative PCR assay to measure the concentration of fetal DNA in maternal plasma and serum. Our results show that fetal DNA is present in high concentrations in maternal plasma, reaching a mean of 25.4 genome equivalents/ml (range 3.3–69.4) in early pregnancy and 292.2 genome equivalents/ml (range 76.9–769) in late pregnancy. These concentrations correspond to 3.4% (range 0.39%–11.9%) and 6.2% (range 2.33%–11.4%) of the total plasma DNA in early and late pregnancy, respectively. Sequential follow-up study of women who conceived by in vitro fertilization shows that fetal DNA can be detected in maternal serum as early as the 7th wk of gestation and that it then increases in concentration as pregnancy progresses. These data suggest that fetal DNA can be readily detected in maternal plasma and serum and may be a valuable source of material for noninvasive prenatal diagnosis.

Summary

 Fetal DNA has been detected in maternal plasma during pregnancy. We investigated the clearance of circulating fetal DNA after delivery, using quantitative PCR analysis of the sex-determining region Y gene as a marker for male fetuses. We analyzed plasma samples from 12 women 1–42 d after delivery of male babies and found that circulating fetal DNA was undetectable by day 1 after delivery. To obtain a higher time-resolution picture of fetal DNA clearance, we performed serial sampling of eight women, which indicated that most women (seven) had undetectable levels of circulating fetal DNA by 2 h postpartum. The mean half-life for circulating fetal DNA was 16.3 min (range 4–30 min). Plasma nucleases were found to account for only part of the clearance of plasma fetal DNA. The rapid turnover of circulating DNA suggests that plasma DNA analysis may be less susceptible to false-positive results, which result from carryover from previous pregnancies, than is the detection of fetal cells in maternal blood; also, rapid turnover may be useful for the monitoring of feto-maternal events with rapid dynamics. These results also may have implications for the study of other types of nonhost DNA in plasma, such as circulating tumor-derived and graft-derived DNA in oncology and transplant patients, respectively.

This study was undertaken to evaluate the pregnancy and perinatal outcomes of pregnant women with severe acute respiratory syndrome (SARS).All pregnant women (12) who presented with SARS in Hong Kong between February 1 and July 31, 2003, were included. The pregnancy and perinatal outcomes were collected. Evidence of perinatal transmission of virus was assessed with the SARS-associated coronavirus reverse-transcriptase polymerase chain reaction on cord blood, placenta tissue, and subsequent follow-up of the neonate on serology.Three deaths occurred among the 12 patients, giving a case fatality rate of 25%. Four of the 7 patients (57%) who presented in the first trimester had spontaneous miscarriage. Four of the 5 patients who presented after 24 weeks were delivered preterm. Two mothers recovered without delivery, but their ongoing pregnancies were complicated by intrauterine growth restriction. No newborn infant had clinical SARS and all investigations were negative for SARS.SARS during pregnancy is associated with high incidences of spontaneous miscarriage, preterm delivery, and intrauterine growth restriction. There is no evidence of perinatal SARS infection among infants born to these mothers.

Significance Plasma consists of DNA released from multiple tissues within the body. Using genome-wide bisulfite sequencing of plasma DNA, we obtained a bird’s eye view of the identities and contributions of these tissues to the circulating DNA pool. The tissue contributors and their relative proportions are identified by a bioinformatics deconvolution process that draws reference from DNA methylation signatures representative of each tissue type. We validated this approach in pregnant women, cancer patients, and transplant recipients. This method also allows one to identify the tissue of origin of genomic aberrations observed in plasma DNA. This approach has numerous research and diagnostic applications in prenatal testing, oncology, transplantation monitoring, and other fields.

The discovery of fetal DNA in maternal plasma has opened up an approach for noninvasive prenatal diagnosis. Despite the rapid expansion in clinical applications, the molecular characteristics of plasma DNA in pregnant women remain unclear.We investigated the size distribution of plasma DNA in 34 nonpregnant women and 31 pregnant women, using a panel of quantitative PCR assays with different amplicon sizes targeting the leptin gene. We also determined the size distribution of fetal DNA in maternal plasma by targeting the SRY gene.The median percentages of plasma DNA with size >201 bp were 57% and 14% for pregnant and nonpregnant women, respectively (P <0.001, Mann-Whitney test). The median percentages of fetal-derived DNA with sizes >193 bp and >313 bp were 20% and 0%, respectively, in maternal plasma.Plasma DNA molecules are mainly short DNA fragments. The DNA fragments in the plasma of pregnant women are significantly longer than those in the plasma of nonpregnant women, and the maternal-derived DNA molecules are longer than the fetal-derived ones.

Abstract Background: There is much recent interest in the biologic and diagnostic implication of cell-free non-host DNA in the plasma and serum of human subjects. To determine if quantitative abnormalities of circulating non-host DNA may be associated with certain pathologic processes, we used circulating fetal DNA in preeclampsia as a model system. Methods: We studied 20 preeclamptic women and 20 control subjects of comparable gestational age (means, 32 and 33 weeks, respectively). Male fetal DNA in maternal serum was measured using real-time quantitative PCR for the SRY gene on the Y chromosome. Results: The imprecision (CV) of the assay was 2.7%. The median circulating fetal DNA was increased fivefold in 20 preeclamptic women compared with 20 control pregnant women (381 vs 76 genome-equivalents/mL, P &lt;0.001). Conclusions: These observations suggest that preeclampsia is associated with disturbances in the liberation and/or clearance mechanisms of circulating DNA. These results also raise the possibility that measurement of circulating DNA may prove useful as a marker for the diagnosis and/or monitoring of preeclampsia.