Неинвазивен cfDNA пренатален тест

2018 актуализация

Важна забележка относно терминологията, използвана в тази статия

cfdna

Въведение

В тази статия ние правим преглед на настоящите насоки за пренатален скрининг на анеуплоидия, анализираме технологията за скрининг на cfDNA и характеристиките на теста, изследваме причините за фалшиво отрицателни и фалшиво положителни резултати с cfDNA и разглеждаме настоящите клинични дилеми, свързани с тестването на cfDNA.

Настоящи насоки за скрининг на анеуплоидия

Скрининг чрез серумни тестове (серумен скрининг) за синдром на Даун

Безклетъчна фетална ДНК технология

За първи път е установено през 1963 г., че клетките могат да преминат от майката към плода и могат да бъдат извлечени, количествено определени и изследвани. През 1948 г. безклетъчни нуклеинови киселини (ДНК и РНК фрагменти без клетъчни мембрани) се наблюдават за първи път в серума за възрастни. Тези безклетъчни нуклеинови киселини са свързани с възпалителни заболявания (лупус, гломерулен нефрит, панкреатит), бърз клетъчен обмен (както се наблюдава при рак) и увреждане на тъканите (травма, мозъчен инсулт, миокарден инфаркт) и се смята, че произхождат предимно от хемопоетични стволови клетки. Всичко това придоби своето значение по време на бременност, когато беше съобщено, че в плазмата и серума на майката има фетална ДНК, демонстрирано от наличието на Y последователности, произхождащи от плода в майчината кръв. Смята се, че безклетъчната фетална ДНК произхожда от плацентата (по-специално бързо делящи се синцитиотрофобласти, които се подлагат на апоптоза), тъй като генетичните сигнатури в безклетъчната фетална ДНК са специфични за плацентарните гени. Въпреки че тези ДНК са получени от плацентарни клетки, ДНК фрагментите обикновено отразяват и генетиката на плода, тъй като плодът и плацентата се раждат от един и същ ембрион.

Делът на cfDNA в кръвта на майката в плода (наречен "фетална фракция") е променлив, но средно възлиза на 10% от плода и останалата част от майката. Открива се рано (5-7 седмици от бременността) и бързо се изчиства от майчината циркулация за броени часове: полуживотът на феталната cfDNA е около 1 час при здрави жени и е почти напълно елиминиран от майчината циркулация в първите 48 часа след доставката. Известно е, че феталната фракция се променя според гестационната възраст, индекса на телесна маса на майката и анеуплоидията, докато не се влияе от други клинични и демографски променливи (възраст на майката, раса, близначна бременност, метод на зачеване, обем на тютюна или плацентата).

За някои от ситуациите, в които се използва cfDNA, феталните свободни нуклеинови киселини се различават от тези с майчин произход. В други, като анеуплоидия, те се правят съвместно, без да се разграничава източникът. Цялата циркулираща cfDNA е фрагментирана, с дължината на фрагментите между 50 и 200 базови двойки. Методологията, използвана в тестовете, предлагани от различните търговски компании, е различна.

Неинвазивното пренатално тестване с помощта на cfDNA за скрининг на DS е важен напредък спрямо серумния скрининг за жени на възраст над 35 години, тъй като те предлагат най-висок процент на откриване (99% срещу 80-95%), най-нисък процент. Нисък положителен скрининг (0,2% спрямо 2-15%) и най-високата положителна прогнозна стойност (80-99% срещу 2-4%). Освен това се изисква единична кръвна проба, която може да се направи по всяко време от 10-та гестационна седмица. Един недостатък е, че общият процент на неуспех на теста е малко по-висок за неинвазивен пренатален тест: 0,3-3% срещу 98% за неинвазивен пренатален тест). Това означава, че когато серумен скрининг се използва като основен или първичен скрининг, до 20% от плодовете с DS не изглеждат като положителен скрининг и следователно тези бременности няма да имат напреднал скрининг с неинвазивен пренатален тест.

Има съмнения дали да се премине към неинвазивен пренатален тест за всички жени, тъй като скринингът със серум на майката предлага допълнителна информация за други фетални нарушения, които биха били загубени, ако се направи само тестът. неинвазивен пренатален тест. От жените, които са били положителни на екрана чрез скрининг на майчиния серум и при последващи инвазивни тестове са открити фетални хромозомни аномалии, 17-23% показват фетални хромозомни нарушения, които не биха били открити от настоящия неинвазивен пренатален тест. Хромозомните аномалии, които не се откриват от неинвазивния пренатален тест, включват малки делеции и дублирания, други анеуплоидии, мозаицизъм и три/тетраплоидия. Като цяло съществува приблизително 2% риск плодът с кариотипна аномалия да не бъде открит от неинвазивния пренатален тест, а да бъде идентифициран чрез скрининг със серум на майката. Възможно е някои от тези фетуси да имат аномалии, които могат да бъдат идентифицирани чрез ултразвук, но тези аномалии може да не се видят до седмица 18.

Когато неинвазивният пренатален тест се използва при жени с нисък риск, важно е да се помни, че положителната прогнозна стойност на теста ще бъде по-ниска, тъй като положителната прогнозна стойност зависи от априорния риск от определено състояние в тази конкретна популация . По този начин за жени на 35 години или по-млади положителната прогнозна стойност може да бъде ≈50% като цяло; това обаче е значително по-високо от положителната прогнозна стойност на серумния скрининг, която е 2-4%. В проучвания, които са изследвали неинвазивния пренатален тест при жени с какъвто и да е риск, положителната прогнозна стойност варира между 45 и 91% (срещу 2,4-4,2% за серумен скрининг). Освен това общият фалшиво положителен процент за тризомии 13 и 18 е по-висок в клиничната практика от този, докладван от много от търговските компании. За разлика от автозомните анеуплоидии, очаква се положителната прогнозна стойност за синдрома на Търнър (45, X) при използване на неинвазивен пренатален тест е подобна при млади и възрастни жени, тъй като този синдром не е свързан с възрастта.

Причини за фалшиво положителни и фалшиво отрицателни резултати в неинвазивния пренатален тест

Фалшиви положителни резултати

Фалшиво положителен процент в неинвазивния пренатален тест за Синдром на Даун той е 0,1% (означава, че cfDNA тестът е положителен за аномалия, но по-късно потвърждава, че плодът не е засегнат). Повечето фалшиви положителни резултати се дължат на повишено присъствие на специфична за хромозома 21 ДНК, чийто произход не отразява хромозомния състав на плода през тази бременност. Това увеличение може да бъде причинено от плацентата (изолиран плацентарен мозаицизъм), първоначално близначна бременност, при която един от плодовете впоследствие се реабсорбира), майчинството на майката и други майчини проблеми.

Изолирана плацентарна мозайка

Изолиран плацентарен мозаицизъм се определя като бременност на плод с нормален кариотип и плацента, която има и двете клетъчни линии: нормална и анеуплоидна. Около 1,2% от всички бременности на 10-12 седмици показват изолиран плацентарен мозаицизъм. Основният източник на фетална cfDNA в майчиното кръвообращение е в плацентарните клетки (които произхождат конкретно от бързо делящи се синцитиотрофобласти) и по този начин мозаицизмът, ограничен до плацентата, може да доведе до положителния тест за cfDNA, когато плацентата е анеуплоидна, но плодът е евплоиден . Плацентарният мозаицизъм може да бъде свързан с лош резултат от бременността, като ограничение във вътрематочния растеж на плода и възможността за еднородна дисомия на плода. Описани са много случаи на плацентарен мозаицизъм, причиняващ фалшиво положителни резултати при неинвазивен пренатален тест, но неговото общо разпространение не е систематично определено.

Приблизително 12-15% от всички бременности започват като близнаци и от тези близнаци до 20-30% спонтанно намаляват до една. Смята се, че 1-3% от ражданията на единично бебе произхождат от близнаци. Документирано е, че резорбцията на близнаци е причина за несъвместими резултати от неинвазивен пренатален тест, включително резултати от несъответстваща тризомия 13. Неинвазивният пренатален тест е резултат от плацентата на резорбираната близначка, която продължава да изхвърля ДНК в майчината циркулация като cfDNA фрагменти след изчезването на близнака. Ако това се случи много рано по време на бременността, двойната бременност може да не е била клинично открита и следователно тя няма да бъде призната като причина за фалшиво положителен резултат от неинвазивния пренатален тест.

Аномалии на хромозомата на майката

Тъй като повечето неинвазивни технологии за пренатално тестване оценяват cfDNA на майката и плода заедно, тестът предполага, че кариотипът на майката е нормален. Но резултатите могат да бъдат положителни, ако не се знае, че майката има хромозомна анеуплоидия. Най-често това е 45, X/46, XX или 47, XXX майчина мозайка. Дори жените, които са родени с нормален 46, XX кариотип имат дял от клетки, които губят Х хромозома, и така някои от клетките са 45, X. Като цяло 8,6% от свързаните с половите хромозоми неинвазивни пренатални фалшиво положителни резултати се дължат на мозайката на майките на тяхната X хромозома. Мозайката на майката може да бъде потвърдена чрез кариотипиране на кръвна проба от майката. В допълнение към анеуплоидията на майката, вариантите на броя на копията на майката могат да причинят фалшиви положителни резултати при неинвазивни резултати от пренатални тестове, особено когато големите дублирания на майката на хромозома 18 водят до фалшиво положителни резултати за тази тризомия.

Жените с известен или недиагностициран рак могат да имат cfDNA в периферната си кръв, която се получава от клетки с една или повече хромозомни аномалии. Това ще доведе до неинвазивен пренатален тест, за да бъде фалшиво положителен за множество хромозомни аномалии или може да покаже обширен геномен дисбаланс. Този тип резултат се наблюдава при 0,03% от всички изследвани с неинвазивен пренатален тест. В тези случаи последващите диагностични тестове разкриват нормален фетален кариотип, но след това ще се установи, че майката има недиагностициран рак. От всички жени с множество хромозомни аномалии при неинвазивни резултати от пренаталното изследване и еуплоиден плод при диагностичен тест, приблизително 18% са имали недиагностициран рак; например: рак на гърдата, левкемия, лимфом, колоректален, анален, невроендокринен. Когато при неинвазивен пренатален тест се появят резултати от множество хромозомни аномалии и се потвърди, че плодът е евплоиден, препоръчително е да се прибегне до онкологична консултация.

Майки, които са получили трансплантации

Ако бременна жена е получила костен мозък или друг орган за трансплантация от мъжки донор, резултатите от неинвазивния пренатален тест може да показват мъжки плод (поради откриването на Y хромозомен материал, който е в трансплантацията), дори ако плодът всъщност е жена. Това може дори да се случи след скорошно кръвопреливане (през последните 4 седмици) от донор от мъжки пол. С оглед на това, преди скрининг с тест, базиран на cfDNA, за евентуална анеуплоидия трябва да се направи подробна медицинска история.

Фалшивите положителни резултати могат да бъдат причинени от статистически шанс поради технически проблеми като замърсяване на проби или неправилно маркиране на пробата или други грешки, дължащи се на техническото боравене с теста.

Фалшиви негативи

Смята се, че фалшиво отрицателната честота в неинвазивния пренатален тест за DS е много ниска (това означава, че cfDNA тестът показва, че няма хромозомна аномалия, въпреки факта, че плодът я има). Истинският процент на тези фалшиво отрицателни резултати е трудно да се установи, но са описани случаи с всички най-чести анеуплоидии. Те са по-чести, когато фракцията на cfDNA е ниска и когато има плацентарен мозаицизъм.

Повечето лаборатории, които извършват cfDNA скрининг, определят количествено феталната фракция, а някои я посочват в листа с резултати; обикновено се използва ограничение на феталната фракция ≤4%. Фракция на отрязване от 4-5% увеличава риска от невъзможност за откриване на анеуплоидия, тъй като тогава има само малка разлика между очаквания и наблюдаван брой ДНК фрагменти от анеуплоидната хромозома. Като цяло има четири основни причини, поради които феталната фракция е ниска: ранна гестационна възраст, затлъстяване при майката, фетална анеуплоидия и проблеми, свързани с качеството на пробите.

Ранна гестационна възраст

Феталната фракция е много по-ниска преди 10-та гестационна седмица. На 10-та седмица феталната фракция е ≈13% от общата cfDNA и се увеличава с напредването на бременността. Следователно, ако се смята, че гестационната възраст е висока и неинвазивният пренатален тест се извършва преди 10-та седмица, вероятно тестът съдържа ниска фетална фракция.

Колкото по-висок е индексът на телесна маса на майката, толкова по-ниска е феталната фракция. Смята се, че тази по-ниска фракция се дължи на ефектите на разреждане от по-високия обем на плазмата при жени със затлъстяване, както и на увеличаване на cfDNA при майката, вследствие на повишено възпаление. И двете водят до по-ниска фетална фракция и увеличаване на честотата на фалшиви отрицателни резултати или резултати, които не могат да бъдат докладвани. За разлика от неинвазивния пренатален тест, когато се извършва серумен скрининг, теглото на майката се регулира автоматично. Като цяло, затлъстелите жени (тегло> 180 lb) имат 3-4 пъти по-голям риск от неуспех или неадекватна cfDNA. Въпреки че жените с повишен индекс на телесна маса все още могат да се подложат на неинвазивен пренатален тест, те трябва да бъдат предупредени за възможностите за неуспех или фалшиво отрицание при даване на информирано съгласие.

Въпроси, свързани с качеството на пробите

Ако няколко левкоцити в майчината кръв се разграждат, майчината фракция на cfDNA в неинвазивна пренатална тестова проба се увеличава, като по този начин разрежда феталната фракция на cfDNA. За да се избегне това усложнение, кръвните проби от майката трябва да бъдат събрани и съхранявани по подходящ начин, за да се избегне разграждането на ДНК.

Клинични дилеми

Какво трябва да направим преди резултати, които не дават отговор?

Като цяло, приблизително 1-5% от всички проби, получени за неинвазивен пренатален тест, не дават информативен отговор. И до 50% от тези неуспехи се дължат на феталната фракция, която е под допустимото ниво (35 години) и на други жени, класифицирани като високорискови. Неинвазивният пренатален тест е валидиран за едноплодна бременност, но има много данни за употребата му при двойни бременности. Тестът не е подходящ за скрининг на синдроми на микроделеция или микроманипулация и не е заместител на диагностичните тестове (амниоцентеза, биопсия на хорионни ворсинки). Диагностичните тестове трябва да бъдат препоръчани след откриване на аномалии на плода при пренатално ултразвуково изследване. Въпреки че неинвазивният пренатален тест не е специално препоръчан като скринингов тест за всички жени с какъвто и да е риск, SMFM посочва, че жените с нисък риск могат да изберат базирани на cfDNA тестове като скрининг за анеуплоидия. С увеличаването на публикуването на данни за неинвазивни пренатални тестове при жени с какъвто и да е риск, скоро може да се превърне в скринингов тест от първа линия за всички жени.

Каква е ролята на неинвазивното пренатално изследване при жените