Неінвазивний пренатальний тест cfDNA

2018 оновлення

Важлива примітка щодо термінології, використаної в цій статті

синдром

Вступ

У цій статті ми розглядаємо поточні вказівки щодо пренатального скринінгу на анеуплоїдію, аналізуємо технологію скринінгу cfDNA та характеристики тесту, вивчаємо причини хибнонегативних та помилково позитивних результатів з cfDNA та розглядаємо сучасні клінічні дилеми, що стосуються тестування на cfDNA.

Поточні рекомендації щодо скринінгу на анеуплоїдію

Скринінг з використанням сироваткових тестів (скринінг сироватки) на синдром Дауна

Безклітинна технологія фетальної ДНК

Вперше було виявлено в 1963 р., Що клітини можуть переходити від матері до плоду, їх можна витягувати, кількісно визначати та вивчати. У 1948 р. У сироватці дорослої людини вперше спостерігали безклітинні нуклеїнові кислоти (фрагменти ДНК та РНК без клітинних мембран). Ці безклітинні нуклеїнові кислоти пов'язані із запальними захворюваннями (вовчак, гломерулярний нефрит, панкреатит), швидким оборотом клітин (як це спостерігається при раку) та пошкодженням тканин (травма, мозковий інсульт, інфаркт міокарда), і, як вважають, вони походять головним чином з гемопоетичних стовбурових клітин. Все це стало важливим під час вагітності, коли повідомлялося про наявність ДНК плода в материнській плазмі та сироватці крові, продемонстрованому наявністю послідовностей Y, що походять від плоду в материнській крові. Вважається, що безклітинна ДНК плода походить з плаценти (зокрема, швидко ділиться синцитіотрофобластів, які зазнають апоптозу), оскільки генетичні ознаки у безклітинній ДНК плода специфічні для плацентарних генів. Хоча ці ДНК є похідними плацентарних клітин, фрагменти ДНК, як правило, також відображають генетику плода, оскільки плід і плацента народжуються з одного ембріона.

Частка плоду cfDNA у материнській крові (так звана "фракція плода") у плода є змінною, але в середньому становить 10% плода та решти матері. Виявляється рано (5-7 тижнів вагітності) і швидко виводиться з материнського кровообігу за лічені години: період напіввиведення фетальної ДНК у здорових жінок становить близько 1 години і майже повністю виключається з материнського кровообігу. перші 48 годин після пологів. Відомо, що фракція плода змінюється гестаційним віком, індексом маси тіла матері та анеуплоїдією, тоді як інші клінічні та демографічні показники (вік матері, раса, близнюкова вагітність, спосіб зачаття, обсяг тютюну або плаценти) на неї не впливають.

У деяких ситуаціях, коли використовується цДНК, вільні нуклеїнові кислоти плоду відрізняються від тих, що мають материнське походження. В інших, таких як анеуплоїдія, вони робляться спільно, не розрізняючи джерела. Усі циркулюючі кДНК фрагментовані, довжина фрагментів становить від 50 до 200 пар основ. Методологія, що використовується в тестах, пропонованих різними комерційними компаніями, різна.

Неінвазивне пренатальне тестування з використанням cfDNA для скринінгу на ДС є важливим досягненням порівняно із скринінгом сироватки для жінок старше 35 років, оскільки вони пропонують найвищий рівень виявлення (99% проти 80-95%), найнижчий показник. 2-15%) та найвищим позитивним прогнозуючим значенням (80-99% проти 2-4%). Крім того, для цього потрібен єдиний зразок крові, який можна зробити в будь-який час з 10-го тижня гестації. Одним з недоліків є те, що загальний коефіцієнт відмов у тесті дещо вищий для неінвазивний пренатальний тест: 0,3-3% проти 98% для неінвазивного пренатального тесту). Це означає, що коли скринінг сироватки використовується як основний або первинний скринінг, до 20% плодів з ДС не виявляються позитивними скринінгами, а отже, у цих вагітностей не буде пройдений скринінг за допомогою неінвазивного пренатального тесту.

Існують сумніви щодо того, чи варто переходити до неінвазивного пренатального тесту для всіх жінок, оскільки скринінг з материнською сироваткою пропонує додаткову інформацію про інші порушення плода, які були б втрачені, неінвазивний пренатальний тест. З жінок, які виявили позитивний результат скринінгу на сироватці крові матері, а хромосомні аномалії плода були виявлені в наступних інвазивних тестах, 17-23% виявляють хромосомні порушення плода, які не були б виявлені за допомогою сучасного неінвазивного пренатального тесту. Хромосомні аномалії, не виявлені неінвазивним пренатальним тестом, включають невеликі видалення та дублювання, інші анеуплоїдії, мозаїчність та три/тетраплоїдію. Загалом існує приблизно 2% ризику того, що плід з каріотиповими відхиленнями не буде виявлений неінвазивним пренатальним тестом, але буде виявлений шляхом скринінгу з материнською сироваткою. Цілком можливо, що деякі з цих плодів мали б відхилення, які можна визначити за допомогою ультразвуку, але ці відхилення можуть спостерігатися лише до 18 тижня.

Коли неінвазивний пренатальний тест застосовується у жінок з низьким ризиком, важливо пам’ятати, що позитивна прогностична цінність тесту буде нижчою, оскільки позитивна прогностична цінність залежить від апріорного ризику певного стану в цій конкретній популяції . Так, для жінок віком від 35 років позитивне прогнозне значення може становити ≈50% загалом; однак це значно вище, ніж позитивне прогностичне значення скринінгу сироватки, яке становить 2-4%. У дослідженнях, які вивчали неінвазивний пренатальний тест у жінок із будь-яким ризиком, позитивне прогностичне значення коливається від 45 до 91% (проти 2,4-4,2% для скринінгу сироватки крові). Крім того, загальний показник хибнопозитивних показників трисомій 13 та 18 у клінічній практиці вищий, ніж у багатьох комерційних компаніях. На відміну від аутосомних анеуплоїдій, очікується, що позитивне прогностичне значення для синдрому Тернера (45, X) з використанням неінвазивного пренатального тесту є подібним у молодих та старших жінок, оскільки цей синдром не пов'язаний з віком.

Причини хибнопозитивних та хибнонегативних результатів неінвазивного пренатального тесту

Хибно позитивні

Помилково позитивний показник у неінвазивному пренатальному тесті на Синдром Дауна це 0,1% (означає, що тест на cfDNA позитивний на відхилення від норми, але згодом підтверджує, що плід не страждає). Більшість помилково позитивних наслідків пов’язано з підвищеною присутністю специфічної для хромосоми 21 ДНК, походження якої не відображає хромосомний склад плода під час цієї вагітності. Це збільшення може бути спричинене плацентою (ізольований плацентарний мозаїцизм), спочатку вагітністю двійнятами, при якій один із плодів згодом реабсорбується), мозаїчністю матері та іншими проблемами материнства.

Ізольований плацентарний мозаїцизм

Ізольований плацентарний мозаїцизм визначається як вагітність плода з нормальним каріотипом та плацентою, яка має обидві клітинні лінії: нормальну та анеуплоїдну. Близько 1,2% усіх вагітностей на 10-12 тижні демонструють ізольований плацентарний мозаїцизм. Основне джерело фетальної ДНК в материнському кровообігу знаходиться в плацентарних клітинах (які походять спеціально від швидко ділильних синцитіотрофобластів), і, таким чином, мозаїчність, обмежена плацентою, може спричинити позитивний тест на кДНК, коли плацента анеуплоїдна, але плід евплоїдний . Плацентарний мозаїцизм може бути пов'язаний з поганим результатом вагітності, таким як обмеження внутрішньоутробного росту плода та можливість однородової дисомії плода. Описано багато випадків плацентарного мозаїцизму, що спричиняє хибнопозитивні результати в неінвазивному пренатальному тесті, але його загальна поширеність систематично не визначається.

Приблизно 12-15% усіх вагітностей починаються як вагітність двійнею, і серед цих двійнят до 20-30% мимовільно скорочуються до однієї. Підраховано, що 1-3% пологів для одиноких немовлят припадають на дві вагітності. Резорбція близнюків була задокументована як причина дискордантних результатів неінвазивного пренатального тесту, включаючи результати дискордантної трисомії 13. Неінвазивний пренатальний тест є результатом плаценти резорбованого близнюка, що продовжує проливати ДНК у материнський кровообіг як фрагменти cfDNA після зникнення близнюка. Якщо це відбувається на ранніх термінах вагітності, вагітність двійнятами може не бути клінічно виявлена, і, отже, вона не буде визнана причиною хибнопозитивного результату неінвазивного пренатального тесту.

Аномалії материнської хромосоми

Оскільки більшість неінвазивних технологій пренатального тестування оцінюють cfDNA матері та плоду разом, тест припускає, що каріотип матері є нормальним. Але результати можуть бути позитивними, якщо не знати, що у матері хромосомна анеуплоїдія. Найчастіше це материнський мозаїцизм 45, X/46, XX або 47, XXX. Навіть жінки, які народилися з нормальним каріотипом 46, XX, мають частку клітин, які втрачають Х-хромосому, і тому деякі клітини мають 45, X. Загалом, 8,6% пов’язаних із статевою хромосомою неінвазивних пренатальних хибнопозитивних результатів зумовлені мозаїчністю материнства їхньої хромосоми X. Мозаїцизм матері може бути підтверджений каріотипуванням зразка крові матері. На додаток до анеуплоїдії матері, варіанти числа копій матері можуть спричиняти помилкові спрацьовування результатів неінвазивного пренатального тестування, особливо коли велике дублювання матері на хромосомі 18 призводить до хибнопозитивних результатів цієї трисомії.

Жінки з відомим або недіагностованим раком можуть мати в периферійній крові кДНК, яка походить від клітин з однією або кількома хромосомними аномаліями. Це призведе до того, що ваш неінвазивний пренатальний тест буде хибно позитивним щодо множинних хромосомних аномалій, або він може виявити значний геномний дисбаланс. Цей тип результатів спостерігається у 0,03% усіх обстежених за допомогою неінвазивного пренатального тесту. У цих випадках подальші діагностичні тести виявляють нормальний каріотип плода, але тоді у матері виявлять недіагностований рак. З усіх жінок із множинними хромосомними аномаліями за результатами неінвазивного пренатального тесту та еуплоїдним плодом під час діагностичного тесту приблизно 18% мали недіагностований рак; наприклад: рак молочної залози, лейкоз, лімфома, колоректальний, анальний, нейроендокринний. Коли в результаті неінвазивного пренатального тесту виявляються результати множинних хромосомних аномалій і підтверджується, що плід евплоїдний, бажано вдатися до онкологічної консультації.

Матері, які отримали трансплантацію

Якщо вагітна жінка отримала трансплантацію кісткового мозку або іншого органу від чоловіка-донора, результати неінвазивного пренатального тесту можуть вказувати на плід чоловічої статі (через виявлення матеріалу Y-хромосом, що знаходиться в трансплантаті), навіть якщо плід - справді жінка. Це може статися навіть після недавнього переливання крові (протягом останніх 4 тижнів) донору-чоловікові. З огляду на це, перед скринінгом за допомогою тесту на основі cfDNA слід взяти детальну історію хвороби на можливу анеуплоїдію.

Помилкові позитивні результати можуть бути спричинені статистичними випадками через такі технічні проблеми, як забруднення зразків, неправильне маркування зразка чи інші помилки, пов’язані з технічною обробкою тесту.

Фальшиві негативи

Помилково негативний показник у неінвазивному пренатальному тесті на ДС вважається дуже низьким (це означає, що тест cfDNA вказує на відсутність хромосомних аномалій, незважаючи на те, що це має плід). Важко встановити справжню частоту цих помилково негативних результатів, але описані випадки з усіма найпоширенішими анеуплоїдіями. Вони частіше зустрічаються, коли фракція cfDNA низька і коли спостерігається плацентарний мозаїцизм.

Більшість лабораторій, які проводять скринінг на ДНК-ДНК, кількісно визначають фракцію плода, а деякі вказують її у таблиці результатів; зазвичай використовують фракцію плоду ≤4%. Фракційна межа, яка становить 4-5%, збільшує ризик не виявлення анеуплоїдії, оскільки тоді існує лише невелика різниця між очікуваною та спостережуваною кількістю фрагментів ДНК від анеуплоїдної хромосоми. Всього існує чотири основні причини, чому частка плода низька: ранній термін вагітності, ожиріння матері, анеуплоїдія плода та проблеми, пов’язані з якістю зразків.

Ранній термін вагітності

Фракція плода набагато нижча до 10-го тижня вагітності. На 10-му тижні фракція плода становить ≈13% від загальної кількості cfDNA і збільшується в міру прогресування гестації. Отже, якщо гестаційний вік оцінюється як високий, а неінвазивний пренатальний тест проводиться до 10-го тижня, то, ймовірно, тест містить низьку фракцію плода.

Чим вищий індекс маси тіла матері, тим менша фракція плода. Вважається, що така нижча частка обумовлена ​​ефектом розрідження через більший об’єм плазми у жінок, що страждають ожирінням, а також збільшенням рівня материнської ДНК-ДНК внаслідок збільшення запалення. І те, і інше призводить до меншої фракції плода та збільшення частоти помилкових негативних наслідків або результатів, про які неможливо повідомити. На відміну від неінвазивного пренатального тесту, при проведенні скринінгу сироватки вага матері регулюється автоматично. Загалом, жінки з ожирінням (вага> 180 фунтів) мають у 3-4 рази більший ризик відмови або неадекватної кДНК. Хоча жінки з підвищеним індексом маси тіла все ще можуть пройти неінвазивний пренатальний тест, їх слід попередити про можливості невдачі або помилково негативного результату при наданні поінформованої згоди.

Питання, що стосуються якості зразків

Якщо кілька лейкоцитів у материнській крові деградують, материнська фракція cfDNA у неінвазивній пренатальній досліджуваній пробі збільшується, тим самим розріджуючи фетальну фракцію cfDNA. Щоб уникнути цього ускладнення, зразки крові матері слід збирати та зберігати належним чином, щоб уникнути деградації ДНК.

Клінічні дилеми

Що нам робити перед результатами, які не дають відповіді?

Загалом, приблизно 1-5% усіх зразків, отриманих для неінвазивного пренатального тесту, не дають інформативної відповіді. І до 50% цих невдач обумовлені тим, що фракція плода знаходиться нижче допустимого рівня (35 років) та інші жінки, класифіковані як групи високого ризику. Неінвазивний пренатальний тест підтверджений для одноплідної вагітності, але існує багато даних щодо його використання при вагітності двійнятами. Тест не підходить для скринінгу на синдром мікроделеції або мікроманіпуляції та не замінює діагностичних тестів (амніоцентез, біопсія ворсин хоріона). Діагностичні тести слід рекомендувати після виявлення аномалій плода на пренатальному УЗД. Незважаючи на те, що неінвазивний пренатальний тест не був спеціально рекомендований як скринінговий тест для всіх жінок з будь-яким ризиком, SMFM вказує, що жінки з низьким ризиком можуть вибрати тести на основі cfDNA як скринінг на анеуплоїдію. Оскільки публікація даних про неінвазивне пренатальне тестування у жінок із будь-яким ризиком збільшується, незабаром це може стати скринінговим тестом першої лінії для всіх жінок.

Яка роль неінвазивного пренатального тестування у жінок