Неинвазивный пренатальный тест Panorama: Специалистам

ТЕСТ ДЛЯ ПРЕНАТАЛЬНОГО СКРИНИНГА PANORAMA™

Panorama — неинвазивный пренатальный тест (NIPT), которым анализируется фетально-плацентарная внеклеточная ДНК (вкДНК), выделенная из плазмы крови матери и выполняется скрининг на различные фетальные хромосомные аномалии. К этим аномалиям относятся анеуплоидии трисомия 21 (синдром Дауна), трисомия 18 (синдром Эдвардса), трисомия 13 (синдром Патау), моносомия X (синдром Тернера), трисомии половой хромосомы (XXX, XXY, XYY), триплоидия и пять синдромов микроделеций, включая делецию 22q11.2 (Ди Джорджи), синдром кошачьего крика, Прадера — Вилли, Ангельмана и делецию 1p36.1-5 Если запрошено, будет также указан пол плода. Panorama может проводиться с высокой точностью, начиная с девяти недель беременности.

ЧАСТОТА ХРОМОСОМНЫХ АНОМАЛИЙ

Трисомия 21, трисомия 18 и трисомия 13 — три наиболее распространенных анеуплоидии, которые в общей сложности возникают примерно в 1 случае на 450 живорождений. В РК по данным Национального Генетического регистра в 2015 г. частота этих трисомий составила 1 на 705 новорожденных.Из них наиболее частым является синдром Дауна – или трисомия по 21 хромосоме. Микроделеции или микроскопические участки потерь хромосомного материала, встречаются у новорожденных гораздо чаще, чем предполагалось ранее. Совокупная частота пяти синдромов микроделеций, охватываемых тестом Panorama, при рождении составляет приблизительно 1:1000. Наиболее распространенная клинически значимая микроделеция, синдром микроделеции 22q11.2 или синдром Ди Джорджи, встречается чаще, чем муковисцидоз (рисунок 1).

ТРАДИЦИОННЫЕ СКРИНИНГОВЫЕ МЕТОДЫ

До недавних пор основной вариант пренатального (дородового) генетического скрининга на хромосомные нарушения плода включал в себя определение концентрации биохимических маркеров в сыворотке крови матери в первом и/или втором триместре беременности, в сочетании с ультразвуковым исследованием в первом триместре для измерения ультразвуковых маркеров хромосомных аномалий — толщины шейной складки (ТВП) и/или длины костей носа (ДКН). Хотя этот комбинированные скрининговый тест был разработан для выявления трисомии 21 у плода, он способен также обнаруживать трисомию 18 и трисомию 13. Повышенное ТВП (а также кистозная гигрома и другие УЗ маркеры) также могут являться косвенными признаками возможной хромосомной патологии плода (иногда их обнаруживают при микроделеции 22q11.2). Данные мультицентровых исследований, методы доказательной медицины подтверждают, что традиционными скрининговыми тестами можно пренатально выявить только 79–90% синдромов Дауна с частотой ложноположительных результатов 4–5%. Диагностическая ценность положительного результата (PPV) — т. е., вероятность, что результат высокого риска по тесту укажет истинный положительный результат у пациента — для трисомии 21 с использованием традиционных скрининговых методов составляет <5%. Это значит, что для каждых двадцати женщин, которые получат «высокий генетический риск» положительный результат скрининга, по меньшей мере у девятнадцати он будет ложноположительным. Традиционные скрининговые методы не предназначены для обнаружения микроделеций. В отличие от анеуплоидий синдромы микроделеции не имеют надежных определенных маркеров, которые могут быть обнаружены с использованием биохимического скрининга сыворотки крови матери. При многих из этих микроделеционных синдромов также отсутствуют грубые пороки развития, которые могут быть обнаружены при ультразвуковом исследовании. Пренатальная диагностика синдромов микроделеций требует проведения инвазивной процедуры, т. е. амниоцентеза или биопсии ворсин хориона (CVS), для получения клеток для последующего анализа с использованием флуоресцентной гибридизации in situ (FISH) с опеределенными ДНК зондами на эти конкретные участки хромосом или полногеномного хромосомного микроматричного анализа. Процедуры CVS и амниоцентеза, которые включают в себя только кариотипирование (а не FISH или микроматричный анализ), не могут обнаружить микроделеции. Недавние рекомендации Фонда фетальной медицины плода (FMF) Великобритания особо указывают, что для беременных женщин, проходящих инвазивное тестирование, тестом «первой очереди» является микроматричный анализ, независимо от возраста матери и показаний для проведения инвазивной процедуры. Однако, любая инвазивная процедура связана с тем или иным риском потери беременности (1/450–1/900), поэтому их проведение требует веских доказательств наличия генетических проблем у плода. Поскольку эффективные неинвазивные методы пренатального скрининга отсутствовали, определенная часть беременных рожала детей с хромосомной патологией даже при нормальных результатах генетического скрининга. Это – погрешности любого скринингового метода, например, при комбинированном тесте будут пропущены 1 из 10 плодов с синдромом Дауна, при тесте Дельфия-Экспресс 1 из 20 плодов с синдромом Дауна. Таким образом, имеется очевидная потребность в создании такого метода пренатального скрининга, который являлся бы точным и абсолютно безопасным неинвазивным для всех беременных, вне зависимости от их возраста, наличия отягощающих факторов и т.д.

НЕИНВАЗИВНОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ ФЕТАЛЬНЫХ ХРОМОСОМНЫХ АНОМАЛИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВНЕКЛЕТОЧНОЙ ДНК

Революцию в скрининге на ПЛОДОВЫЕ хромосомные нарушения совершили неинвазивные пренатальные тесты, анализирующие внеклеточную (вкДНК) в плазме крови матери. Поскольку фетальная вкДНК проходит через плацентарный барьер и поступает в кровоток матери, простой забор крови у матери обеспечивает возможность обнаружить фетальные копии хромосом, не подвергая плод рискам, связанным с проведением инвазивных процедур. Анализируемая вкДНК представляет собой смесь ДНК матери и плода, процент ДНК плода называется «фетальная фракция». Было показано, что фетальная фракция положительно коррелирует со сроком беременности и отрицательно коррелирует с весом матери.

Точное определение фетальных копий хромосом с использованием вкДНК, изолированной из плазмы крови матери, требует амплификации вкДНК и последующего биоинформационного анализа. На настоящий момент имеется два основных биоинформационных подхода: «количественные» методы или методы подсчета хромосомного материала первого поколения, используемые большинством тестов, основанных на вкДНК, и подход второго поколения, используемый Natera, который включает в себя метод генотипирования, основанный на анализе однонуклеотидных полиморфизмах (ОНП).

ПЕРВОЕ ПОКОЛЕНИЕ: МЕТОДОЛОГИЯ ПОДСЧЕТА

Количественные методы подсчета основаны на сравнении относительного количества считанных последовательностей от интересующей хромосомы, например хромосомы 21 (трисомия по которой приводит к синдрому Дауна) с эталонной хромосомой или набором хромосом, для которых предполагается эуплоидность (нормальное число хромосом). Хотя этот подход эффективен для обнаружения трисомии 21 и трисомии 18, он с меньшим успехом обнаруживает трисомию 13 или нарушения числа половых хромосом. Метод подсчета не способен обнаружить триплоидию (увеличение в три раза общего числа хромосом), которая, по оценкам ученых, возникает приблизительно в 1 случае на 2000 беременностей до 12 недель и которая может привести к тяжелым аномалиям плаценты и плода, а также связана с повышенными рисками спонтанного аборта, пре-эклампсии и гестационной трофобластической неоплазии (онкологии). Метод подсчета также не способен различать генотипы матери и плода, что может стать проблемой в случае дупликаций (хромосомных аномалий) у матери. Этот метод также не дает возможности обнаружения синдрома «исчезающей двойни»; любых других хромосомных аномалий матери, что приводит к ложноположительным результатам (ложный диагноз хромосомных нарушений) для плода. Так как фетальная фракция вкДНК на самом деле происходит из плаценты, существуют случаи, когда фетальная и плацентарная ДНК генетически различаются вследствие ограниченного хромосомного «плацентарного мозаицизма». Этот тип «мозаицизма» возникает при 1–2% беременностей и может являться причиной ложноотрицательных и ложноположительных результатов как для методологии подсчета, так и для методологии, основанной на ОНП.

ВТОРОЕ ПОКОЛЕНИЕ: МЕТОДОЛОГИЯ, ОСНОВАННАЯ НА ОНП

тест Panorama является единственным доступным подходом НЕИНВАЗИВНОГО пренатального скрининга (NIPT), основанном на ОНП для определения плоидности (числа хромосомного набора). Этот подход различает ДНК матери от фетальной ДНК в плазме, осуществляет секвенирование и анализирует фетальную ДНК. Это обеспечивает более надежные данные о генотипе плода и более высокую точность при фетальных фракциях от 2,8% и более. Тест Panorama использует для генотипирования 13 392 ОНП, охватывающих хромосомы 21, 18, 13, X и Y; дополнительные наборы ОНП являются целью для обнаружения 5 микроделеций. После генотипирования используется запатентованный алгоритм скрининга на наличие фетальных хромосомных аномалий и пол плода. Способность различать вкДНК матери и плода также позволяет Panorama идентифицировать синдром «исчезающей двойни» и хромосомной дупликации матери, что приводит к идентификации ранее не выявленной микроделеции, например, наличие синдрома микроделеции 22q11.2 у самой матери. Так как для теста Panorama не требуется эталонная хромосома, он уникальным образом способен обнаруживать триплоидию и полностью нормальную беременность.

Валидационное исследование на хромосомы 13, 18, 21, X и Y показало значения чувствительности 100% для трисомии 21 и трисомии 13 — 96%; для трисомии 18 — 90%; для моносомии X; по каждому показанию к применению были получены значения специфичности не менее 99,9%.

В валидационном исследовании ДЛЯ дородовой диагностики микроделеций сообщались значения чувствительности более 97% и значения специфичности более 99% для каждого из 5 видов микроделеций. Клиническая валидация обнаружения микроделеций продолжается в настоящее время.

КЛИНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

Тест Panorama можно пройти, начиная с девяти недель беременности. Для него требуется всего лишь образец крови матери. Для отбора образцов используются специальные пробирки для сбора крови, защищающие вкДНК. Образцы отправляются при комнатной температуре в сертифицированную CLIA и CAP лабораторию Natera в Сан-Карлосе, Калифорния, США. После анализа образцов составляется отчет, в котором указаны индивидуальные генетические риски для каждой из оцениваемых хромосом. Если запрошен, сообщается пол плода. Если заказаны, также приводятся индивидуальные уровни риска для синдромов микроделеций. Если тест Panorama выявил высокий риск, рекомендуются последующие медико-генетическое консультирование и уточнение точного генетического диагноза внутриутробного плода путем проведения диагностической инвазивной процедуры.

Как валидационное исследование, так и клиническое валидационное исследование для Panorama содержали большую выборку женщин из общей популяции беременных, и , как показали эти исследования уровень точности PPV анализа Панорама был абсолютно одинаковым для беременных с высоким и низким генетически риском по возможной хромосомной патологии плода. Так как микроделеции возникают вне зависимости от возраста матери и других традиционных факторов риска, тест Panorama может являться полезным надежным скрининговым инструментом для всей беременных женщин.

ВЫВОДЫ

Тест Panorama имеет высокую чувствительность и специфичность для обнаружения трисомии 21, трисомии 18, трисомии 13, моносомии X, триплоидии и для определения пола плода и обеспечивает раннее подтверждение. Этот скрининговый тест также способен обнаружить присутствие трисомий половых хромосом. По сравнению с традиционными скрининговыми методами, низкая частота ложноположительных результатов теста Panorama может сократить количество инвазивных диагностических процедур, на которые решаются женщины. Тест Panorama также был валидован как скрининговый инструмент для наиболее распространенных микроделеций, включая делецию 22q11.2 (Ди Джорджи), делецию 1p36, синдромы кошачьего крика, Прадера – Вилли и Ангельмана. Для будущих родителей, желающих узнать больше о здоровье ребенка, тест Panorama предлагает имеющий высокую точность неинвазивный способ скрининга на наиболее распространенные хромосомные аномалии на ранних сроках беременности.