Нeинвaзивное пpeнaтaльнoе тестирование (НИПТ), позволяющее c высокой точностью прогнозировать наличие хромосомных аномалий плода по крови беременной женщины, было разработано в 2011 году, а за последние 5 лет стало широко доступно женщинам во всем мире, включая Россию. Еще совсем недавно пациенты с высоким риском патологии плода после комбинированного скрининга I триместра не имели возможности перепроверить результат альтернативным безопасным для матери и плода методом и направлялись на проведение диагностической инвазивной процедуры: aмниoцeнтeза, биoпcии xopиoнa или кордоцентеза. Эти методы сопровождаются риском прерывания беременности в 0,1−1% случаев. Но сегодня, посредством всего лишь одного анализа крови, без вмешательства в полость матери, можно с вероятностью 99,9%* предположить наличие или отсутствие патологии плода. И название этого исследования — неинвазивный пренатальный тест.
Выявление циркулирующих клеток плода в кровотоке матери: на этапе революции генетической диагностики
Экскурс в историю
В 1959 году Lejeune и его коллеги впервые продемонстрировали, что в основе формирования синдрома Дауна лежит образование дополнительной копии 21 хромосомы (трисомия 21). Это открытие вызвало настоящий переворот в медицине. Позднее были установлены причины синдромов Патау и Эдвардса — трисомии по 13 и 18 хромосомам. Ученые со всего мира потратили десятки лет на изобретение технологий, позволяющих диагностировать хромосомные аномалии у плода еще на ранних сроках беременности. В настоящее время все беременные женщины проходят неинвазивный комбинированный скрининг I триместра, состоящий из биохимического анализа крови и ультразвукового исследования, который позволяет выявить группу пациентов высокого риска. Чувствительность этого подхода составляет 75−95% с частотой ложноположительных результатов 5−10%. Таким образом, врачи вынуждены направлять до 30% беременных женщин на проведение инвазивной диагностики, которая помимо высокой чувствительности всегда ассоциирована с риском невынашивания беременности.
В 1997 году Lo et al. выявили, что в крови матери, начиная с 4-ой недели беременности и до рождения ребенка, помимо материнской свободная внеклеточная ДНК, циркулирует еще и фрагменты ДНК плода. Концентрация этой ДНК медленно увеличивается на протяжении всей беременности, в среднем составляя от 11% до 13,4% от всей свободноциркулирующей ДНК в крови женщины. Это открытие произвело настоящую революцию в медицине и привело к разработке и внедрению в клиническую практику НИПТ.
В 1969 году исследователи сделали настоящее открытие: они впервые заявили о том, что в крови матери циркулируют клетки плода, которые теоретически можно выделить и проанализировать на наличие хромосомных патологий [7]. Новых подход произвел настоящую революцию в генетической диагностике. В крови матери было выделено несколько типов клеток плода, включая трофобласт, лимфоциты, гранулоциты, ядерные эритроциты и тромбоциты.
Первые попытки определения анеуплодий и трисомий путем выделения из крови матери и анализа клеток плода были проведены методом флуоресцентной гибридизации in situ [8]. Однако, данный метод имел свои ограничения и не позволял проводить точный анализ при наличии небольшого количества выделенных фетальных клеток. На смену этому методу пришел более новый: Lo et al. (1997) выявили, что в крови матери возможно определение внеклеточной ДНК плода, концентрация которой достигает поразительно высоких значений в 3,4−6,2%, что в 20−25 раз выше концентрации клеточных фракций плода в крови матери [9,10]. Кроме того, обнаружить фетальную ДНК возможно в даже небольшом объеме крови матери: достаточно образца объемом всего 10 мл [10]. Данное открытие произвело настоящую революцию в медицине и привело к открытию и массовому использованию новейшего, уникального диагностического метода — неинвазивного пренатального тестирования.
НИПТ — прорыв в области диагностики хромосомных аномалий плода
Впервые НИПТ был применен на практике с целью скрининга на наличие синдрома Дауна в 2011 году: тогда исследователи продемонстрировали, что чувствительность это метода достигает 99%, а частота ложноположительных результатов не превышает 0,1%, что не могло не внушить позитивные ожидания относительно будущего развития нового безопасного способа выявления риска хромосомной анеуплоидии.
В период с марта 2012 года по апрель 2013 года проведено масштабное международное исследование, в котором проанализировали образцы крови у 15 841 беременной женщины в возрасте от 18 до 48 лет со сроком гестации от 10 до 14 недель. Всем пациентам выполнили стандартный комбинированный скрининг и НИПТ с целью обнаружения риска трисомии по 21, 18 и 13 хромосомам. Кроме того, авторы изучили чувствительность НИПТ для пациенток в возрасте до 35 лет, а также для пациенток из этой возрастной группы, которые по результатам скрининга I триместра имели риск трисомии 21 хромосомы менее 1:270 (группа низкого риска).
В 68 случаях был выявлен высокий риск хромосомной аномалии (т.е., в 1 беременности из 236). Из них: 38 случаев указывали на риск синдрома Дауна, 10 — синдром Эвардса, 6 — синдром Патау, 3 случая — сидром Шерешевского-Тернера (моносомия Х).
Переменная | Стандартный скрининг | НИПТ | ||
---|---|---|---|---|
Все пациенты (n = 15 841) | Все пациенты (n = 15 841) | Пациенты в возрасте до 35 лет (n = 11 994) | Пациенты низкой группы риска (n = 14 957) | |
Истинно положительный результат | 30 | 38 | 19 | 8 |
Истинно отрицательный результат | 14 949 | 15 794 | 11 969 | 14 941 |
Ложно положительный результат | 854 | 9 | 6 | 8 |
Ложно отрицательный результат | 8 | 0 | 0 | 0 |
Чувствительность (95% ДИ), % | 78,9 (62,7−90,4) |
100 (90,4−100) |
100 (82,4−100) |
100 (63,1−100) |
Специфичность (95% ДИ), % | 94,6 (94,2−94,9) |
99,9 (99,9−100)* |
99,9 (99,9−100) |
99,9 (99,9−100) |
Прогностическая ценность положительного результата (95% ДИ), % | 3,4 (2,3−4,8) |
80,9 (66,7−90,9)* |
76,0 (54,9−90,6) |
50 (24,7−75,3) |
Прогностическая ценность отрицательного результата (95% ДИ), % | 99,9 (99,9−100) |
100 (99,9−100)† |
100 (99,9−100) |
100 (99,9−100) |
* - p < 0,001 (при сравнении результатов НИПТ с результатами стандартного скрининга);
† - p < 0,005 (при сравнении результатов НИПТ с результатами стандартного скрининга)
НИПТ позволил выявить все 38 случаев трисомии 21 хромосомы (чувствительность метода 100%, 95% доверительный интервал [ДИ] = 90,7−100; p = 0,008). При этом при проведении стандартного скрининга удалось обнаружить только 30 случаев с синдромом Дауна (чувствительность метода 78,9%, 95% ДИ = 62,7−90,4; p = 0,008). Частота ложноположительных результатов по результатам стандартного скрининга составила 5,4% (854 ложноположительных результата на 15 841 беременностей; 95% ДИ = 5,1−5,8; p < 0,001), а аналогичный показатель для НИПТ был всего 0,06% (ДИ = 0,03−0,11). Прогностическая ценность положительного результата НИПТ достигла 80,9% (95% ДИ = 66,7−90,9) и статистически значимо (p < 0,001) превысила таковую в стандартном комбинированном скрининге (3,4%; 95% ДИ = 2,3−4,8). Высокая чувствительность НИПТ в отношении диагностики синдрома Дауна была подтверждена и в ряде других исследований.
Среди 11 994 женщин в возрасте до 35 лет, НИПТ позволил выявить 19 из 19 случаев трисомии 21 хромосомы, количество ложноположительных результатов составило 6. Среди 14 957 женщин, у которых риск синдрома Дауна по результатам комбинированного скрининга I триместра был менее 1:270, НИПТ обнаружил все 8 из 8 случаев патологии. В 10 беременностях из общей исследуемой группы у плода была диагностирован синдром Эдвардса. Посредством НИПТ авторы выявили 9 случаев из 10 (1 результат был ложноположительным), а посредством стандартного комбинированного скрининга — 8 случаев (количество ложноположительных результатов — 49). Прогностическая ценность положительного результата НИПТ достигла 90,0% (95% ДИ = 55,5−99,7) и статистически значимо (p < 0,001) превысила таковую в стандартном комбинированном скрининге (14,0%; 95% ДИ = 6,3−25,8).
НИПТ показал высокий риск синдрома Патау в двух из двух диагностированных случаях в исследуемой выборке, при этом в результате комбинированного скрининга был обнаружен только один. Один ложноположительный результатов по трисомии 13 хромосомы был получен при проведении НИПТ (0,02%; 95% ДИ = 0−0,06), тогда как при стандартном скрининге эта величина составила 28 (0,25%; 95% ДИ = 0,17−0,36), различие было статистически значимым (p<0,001).
Не смотря на высокую чувствительность НИПТ в случае выявления высокого риска наличия хромосомной патологии, пациентам рекомендуется проведение инвазивных диагностических исследований для точного анализа хромосомного набора плода.
Инвазивные диагностические методы
Несомненный плюс инвазивных диагностических тестов — возможность получить генетический материал плода и диагностировать с высокой точностью наличие или отсутствие хромосомной патологии у ребенка. Но данные методы имеют и свою обратную сторону: риск прерывания беременности после инвазивных процедур колеблется в пределах от 0,1% до 1%.
Биопсия ворсин хориона проводится на сроке 10−12 недель гестации и позволяет получить ткань плаценты для анализа хромосомного набора (кариотипа) плода. Эта процедура может производиться как трансабдоминально, так и трансцервикально. Если срок беременности превышает 15 недель возможно проведение другого инвазивного исследования — амниоцентеза, в ходе которого выполняется пункция амниотической оболочки с целью получения околоплодных вод для последующего лабораторного исследования.
Когда рекомендуется проведение инвазивного диагностического исследования:
- Аномальные результаты скрининга 1 или 2 триместра
- Наличие хромосомной аномалии плода в предыдущей беременности
- Семейный анамнез генетических заболеваний
- В случаях, когда мать или отец ребенка являются носителем генетического заболевания
- Возраст женщины более 35 лет
Известно, что риск рождения ребенка с синдромом Дауна зависит от возраста матери. Для женщин в возрасте до 25 лет вероятность рождения больного ребенка равна 1/1400, до 30 — 1/1000, в 35 лет риск возрастает до 1/350, в 42 года — до 1/60, а в 49 лет — до 1/12. Тем не менее, поскольку молодые женщины в целом рожают гораздо больше детей, большинство (80%) всех больных синдромом Дауна в действительности рождены молодыми женщинами в возрасте до 30 лет. Именно поэтому НИПТ рекомендовано для всех беременных женщин, вне зависимости от их возраста.
В век репродуктивных вспомогательных технологий (ВПР) все большее количество женщин обращается за помощью в центры ЭКО. Современные методы проведения НИПТ показали свою высокую чувствительность для беременностей в цикле ЭКО как с использованием собственной яйцеклетки, так и донорской.
НИПТ в России
Не смотря на недавнее открытие, НИПТ заслужил большое доверие со стороны большинства акушеров-гинекологов и врачей-генетиков. К сожалению, стоимость этого исследования достаточно высока (порядка 23−35 тысяч рублей в зависимости от лаборатории), но в связи с развитием технологий, широким информированием пациентов о данном методе, появившейся возможностью выполнять анализ в России, а не отправлять кровь за границу, наблюдается тенденция к снижению затрат на исполнение анализа и все большая доступность конечному потребителю.
Города и адреса лабораторий в РФ, где можно провести НИПТ
Список использованной литературы
- Lejeune J., Gautier M., Turpin R. Etude des chromosomes somatiques de neuf enfants mongoliens // C R Hebd Seances Acad Sci. 1959. Vol. 248. P. 1721−1722.
- Gardner R.J.M., Sutherland G.R., Shaffer L.G. Chromosome Abnormalities and Genetic Counseling // -Oxf. Univ. Press. 2012. P. 634.
- Menasha J. et al. Incidence and spectrum of chromosome abnormalities in spontaneous abortions: new insights from a 12-year study // Genet Med. 2005. Vol. 7. P. 251−263.
- ACOG Committee on Practice Bulletins, authors. ACOG Practice Bulletin No. 77: screening for fetal chromosomal abnormalities // Obstet Gynecol. 2007. Vol. 109. P. 217−227.
- Driscoll D.A., Gross S.J. Screening for fetal aneuploidy and neural tube defects // Genet Med. 2009. Vol. 11. P. 818−821.
- Lippman A. et al. Canadian multicentre randomized clinical trial of chorion villus sampling and amniocentesis. Final report. // Prenat Diagn. 1992. Vol. 12. P. 385−408.
- Walknowska J., Conte F.A., Grumbach M.M. Practical and theoretical implications of fetal-maternal lymphocyte transfer // Lancet. 1969. Vol. 1. P. 1119−1122.
- Elias S. et al. First trimester prenatal diagnosis of trisomy 21 in fetal cells from maternal blood // Lancet. 1992. Vol. 340. P. 1033.
- Lo Y.M. et al. Presence of fetal DNA in maternal plasma and serum // Lancet. 1997. Vol. 350. P. 485−487.
- Lo D. et al. Quantitative analysis of fetal DNA in maternal plasma and serum: implications for noninvasive prenatal diagnosis // Am J Hum Genet. 1998. Vol. 62. P. 768−775.
- Gil M.M. et al. Analysis of cell-free DNA in maternal blood in screening for fetal aneuploidies: updated meta-analysis // Ultrasound Obstet. Gynecol. 2015. Vol. 45, № 3. P. 249−266.
- Norton M.E. et al. Cell-free DNA Analysis for Noninvasive Examination of Trisomy // N Engl J Med. 2015. Vol. 372. P. 1589−1597.