ОСНАЩЕНИЕ И УСЛУГИ ДЛЯ НАУЧНЫХ ЛАБОРАТОРИЙ
Неинвазивное пренатальное тестирование
Точная постановка диагноза плоду на ранних сроках беременности требует проведения инвазивных процедур: забора околоплодных вод (амниотической жидкости) или биопсии ворсин хориона. Каждый из этих подходов сопряжен с рисками для здоровья матери и плода, частота прерывания беременности варьирует от 0,1 до 0,5%.
Классические методы неинвазивного скрининга — УЗИ и биохимический анализ крови — также позволяют определять наличие хромосомных аномалий у плода. Вот только для подтверждения диагноза врач скорее всего все равно потребует пройти через инвазивную процедуру. Использование неинвазивных методов сводит риск прерывания беременности из-за проведения анализа к нулю. К таким подходам относится НИПТ — неинвазивное пренатальное тестирование.
Классические методы неинвазивного скрининга — УЗИ и биохимический анализ крови — также позволяют определять наличие хромосомных аномалий у плода. Вот только для подтверждения диагноза врач скорее всего все равно потребует пройти через инвазивную процедуру. Использование неинвазивных методов сводит риск прерывания беременности из-за проведения анализа к нулю. К таким подходам относится НИПТ — неинвазивное пренатальное тестирование.
Что такое НИПТ?
Неинвазивное пренатальное тестирование — безопасная и точная альтернатива инвазивному скринингу. Данный анализ доступен для клинической лабораторной практики благодаря наличию в крови матери внеклеточной ДНК плода. Это позволяет изучить здоровье ребенка, не прибегая к другим методам. В настоящее время НИПТ проводится во всем мире и широко используется в пренатальной диагностике.
Метод не такой новый, каким может показаться. Еще в 1997 году исследователи обнаружили, что в образцах материнской крови присутствуют фрагменты ДНК плода [1]. Большая часть этих фрагментов принадлежит ворсинам хориона — клеткам плаценты, которые внедряются в ткани матки и обеспечивают питание растущему плоду. Генетически ворсины хориона совпадают с клетками плода. По мере увеличения срока беременности в крови матери закономерно увеличивается концентрация внеклеточной ДНК (вкДНК) плода. При этом установлено, что ДНК плода пропадает из материнской крови менее чем через час после окончания родов [2].
Параллельно с открытием внеклеточной ДНК ребенка в крови матери, шел прогресс в методах молекулярно-биологического анализа. Он привел к разработке секвенирования нового поколения (NGS), которое чаще всего используют при проведении НИПТ. Данный тип тестирования применяется с 2008 года и постепенно набирает популярность в качестве достаточно точной альтернативы инвазивным методам [3].
Неинвазивное пренатальное тестирование — безопасная и точная альтернатива инвазивному скринингу. Данный анализ доступен для клинической лабораторной практики благодаря наличию в крови матери внеклеточной ДНК плода. Это позволяет изучить здоровье ребенка, не прибегая к другим методам. В настоящее время НИПТ проводится во всем мире и широко используется в пренатальной диагностике.
Метод не такой новый, каким может показаться. Еще в 1997 году исследователи обнаружили, что в образцах материнской крови присутствуют фрагменты ДНК плода [1]. Большая часть этих фрагментов принадлежит ворсинам хориона — клеткам плаценты, которые внедряются в ткани матки и обеспечивают питание растущему плоду. Генетически ворсины хориона совпадают с клетками плода. По мере увеличения срока беременности в крови матери закономерно увеличивается концентрация внеклеточной ДНК (вкДНК) плода. При этом установлено, что ДНК плода пропадает из материнской крови менее чем через час после окончания родов [2].
Параллельно с открытием внеклеточной ДНК ребенка в крови матери, шел прогресс в методах молекулярно-биологического анализа. Он привел к разработке секвенирования нового поколения (NGS), которое чаще всего используют при проведении НИПТ. Данный тип тестирования применяется с 2008 года и постепенно набирает популярность в качестве достаточно точной альтернативы инвазивным методам [3].
В чем особенности метода НИПТ?
Очень важно захватить максимальное количество внеклеточной ДНК, ведь ее относительная концентрация в крови матери невелика. Эта ДНК сильно фрагментирована, каждый ее фрагмент состоит примерно из 50-200 пар оснований [4].
Впервые хромосомные нарушения плода при анализе вкДНК плазмы крови матери были обнаружены именно при помощи NGS. Этот метод позволяет оценить изменение количества фрагментов ДНК плода. Почему это важно?
Дело в том, что у небеременных женщин с нормальным кариотипом около 1,3% вкДНК в крови будут относится к 21 хромосоме (она содержит примерно 1,3% ДНК всего генома). Во время беременности со здоровым плодом ожидаемая доля фрагментов 21 хромосомы останется также равной 1,3%. Однако, если у плода есть третья копия 21-й хромосомы (причина синдрома Дауна), то доля ее фрагментов в крови матери окажется выше. При помощи NGS можно обнаружить эту разницу и оценить вероятность рождения ребенка с синдромом Дауна. Поскольку при помощи NGS можно анализировать количество фрагментов вкДНК одновременно, этот метод позволяет обнаруживать хромосомные аномалии плода с высокой точностью.
В кровотоке матери должно быть достаточно вкДНК плода, чтобы можно было выявить хромосомные аномалии. Как правило, доля вкДНК плода должна быть выше 4% от всей вкДНК, что обычно наблюдается уже с десятой недели беременности. Низкое количество фрагментов ДНК плода в крови приводит к невозможности проведения теста или ложноотрицательному результату. Причины низких концентраций ДНК плода включают в себя: тестирование на слишком ранних сроках беременности, ошибки отбора проб, ожирение матери и некоторые аномалии развития плода.
Очень важно захватить максимальное количество внеклеточной ДНК, ведь ее относительная концентрация в крови матери невелика. Эта ДНК сильно фрагментирована, каждый ее фрагмент состоит примерно из 50-200 пар оснований [4].
Впервые хромосомные нарушения плода при анализе вкДНК плазмы крови матери были обнаружены именно при помощи NGS. Этот метод позволяет оценить изменение количества фрагментов ДНК плода. Почему это важно?
Дело в том, что у небеременных женщин с нормальным кариотипом около 1,3% вкДНК в крови будут относится к 21 хромосоме (она содержит примерно 1,3% ДНК всего генома). Во время беременности со здоровым плодом ожидаемая доля фрагментов 21 хромосомы останется также равной 1,3%. Однако, если у плода есть третья копия 21-й хромосомы (причина синдрома Дауна), то доля ее фрагментов в крови матери окажется выше. При помощи NGS можно обнаружить эту разницу и оценить вероятность рождения ребенка с синдромом Дауна. Поскольку при помощи NGS можно анализировать количество фрагментов вкДНК одновременно, этот метод позволяет обнаруживать хромосомные аномалии плода с высокой точностью.
В кровотоке матери должно быть достаточно вкДНК плода, чтобы можно было выявить хромосомные аномалии. Как правило, доля вкДНК плода должна быть выше 4% от всей вкДНК, что обычно наблюдается уже с десятой недели беременности. Низкое количество фрагментов ДНК плода в крови приводит к невозможности проведения теста или ложноотрицательному результату. Причины низких концентраций ДНК плода включают в себя: тестирование на слишком ранних сроках беременности, ошибки отбора проб, ожирение матери и некоторые аномалии развития плода.
Для чего используют НИПТ?
НИПТ необходимо проводить для определения наличия или отсутствия у плода хромосомных аномалий. Для повышения точности анализа в протокол метода добавляется предварительный этап повышения концентрации интересующих фрагментов — 13, 18, 21, X и Y хромосом.
Чаще всего НИПТ используют для проверки наличия следующих хромосомных аномалий у плода:
НИПТ необходимо проводить для определения наличия или отсутствия у плода хромосомных аномалий. Для повышения точности анализа в протокол метода добавляется предварительный этап повышения концентрации интересующих фрагментов — 13, 18, 21, X и Y хромосом.
Чаще всего НИПТ используют для проверки наличия следующих хромосомных аномалий у плода:
- Синдром Дауна (21 хромосома);
- Синдром Эдвардса (18 хромосома);
- Синдром Патау (13 хромосома);
- Возникновение дополнительных половых хромосом — X (синдром трисомии Х-хромосомы) и Y (синдром Клайнфельтера).
Кому необходимо проведение НИПТ?
Проведение НИПТ необходимо в случае, если:
Проведение НИПТ необходимо в случае, если:
- Комбинированный скрининг в первом триместре беременности показывает высокую вероятность рождения ребенка с синдромом Дауна. НИПТ позволит подтвердить или опровергнуть наличие патологии.
- Беременная женщина пропустила скрининг в первом триместре и желает оценить риск рождения ребенка с патологией.
- Беременность наступила в возрасте от 35 лет
- В семье уже были случаи рождения ребенка с генетическим заболеванием.
Источники
- Evans M. I. et al. International, collaborative assessment of 146 000 prenatal karyotypes: expected limitations if only chromosome-specific probes and fluorescent in-situ hybridization are used //Human reproduction. – 1999. – Т. 14. – №. 5. – С. 1213-1216.
- Lo Y. M. D. et al. Quantitative analysis of fetal DNA in maternal plasma and serum: implications for noninvasive prenatal diagnosis //The American Journal of Human Genetics. – 1998. – Т. 62. – №. 4. – С. 768-775.
- Fan H. C. et al. Noninvasive diagnosis of fetal aneuploidy by shotgun sequencing DNA from maternal blood //Proceedings of the National Academy of Sciences. – 2008. – Т. 105. – №. 42. – С. 16266-16271.
- Boon E. M. J., Faas B. H. W. Benefits and limitations of whole genome versus targeted approaches for noninvasive prenatal testing for fetal aneuploidies //Prenatal Diagnosis. – 2013. – Т. 33. – №. 6. – С. 563-568.