ГЛАВНЫЙ ТЕСТ ВАШЕЙ БЕРЕМЕННОСТИ
Точный и безопасный пренатальный ДНК-тест (НИПТ)
Сдайте тест сегодня ,
получите результат
Срок выполнения исследования — от 2 до 7 календарных дней
с момента поступления биоматериала в лабораторию в Москве

Клиническая информация

Неинвазивное пренатальное тестирование (НИПТ), также известное как анализ внеклеточной ДНК и неинвазивный пренатальный скрининг (НИПС) являются важным дополнением к ряду скрининговых тестов на хромосомные аномалии плода.

Уже есть достаточно доказательств того, что НИПТ превосходит другие методы скрининга. Тем не менее, НИПТ имеет ограничения и особенности, которые должны понимать назначающие тест врачи и их пациенты.

Эта статья составлена на основании клинических данных и рекомендаций профессиональных сообществ (ACOG, EBCOG, РОАГ). В ней кратко описывается техническая основа анализов НИПТ и сравниваются характеристики производительности НИПТ с существующими скрининг-тестами. Также здесь обсуждается клиническое использование НИПТ.

Фетальная фракция (cfDNA) - это доля ДНК плода, которая есть в материнской крови. Она определяется с помощью анализа на однонуклеотидный полиморфизм (SNP) или другими методами. При расчете вероятности анеуплоидий алгоритм исходит из предпосылки, что суммарное увеличение доли хромосомной фракции напрямую связано с фракцией ДНК плода, присутствующей в образце. Например, в образце с 8% фетальной фракции в материнской плазме от беременности с трисомией 21, относительное увеличение доли хромосомы 21 в образце крови составит 4%

Чувствительность - это то, какой процент беременностей с синдромом Дауна определяется с помощью теста. Если чувствительность теста составляет 99%, это означает, что из 100 беременностей с синдромом Дауна тест выявил 99. Это также означает, что тест не выявил 1 беременность с синдромом Дауна, что еще называется «ложноотрицательным» результатом.

Специфичность - это процент беременностей, не имеющих ребенка с синдромом Дауна, которые, согласно результатам теста, имеют отрицательный результат. Если специфичность теста составляет 99.94%, это означает, что из 10000 беременностей, у которых нет ребенка с синдромом Дауна, тест точно подтвердил, что 9994 женщины не имеют плода с синдромом Дауна. Однако для 6 беременностей тест показал ложноположительный результат.

Положительное прогностическое значение (PPV) - это доля положительных результатов теста, которые действительно являются положительными. Например, показатель PPV в 50% указывает на то, что в половине случаев в данной популяции с положительным результатом теста прогнозируется наличие искомого состояния.

Несмотря на то, что чувствительность и специфичность теста, как ожидается, останутся неизменными среди широкой популяции, PPV теста варьируется в зависимости от распространенности состояния в данной популяции. Чем реже состояние в данной популяции, тем ниже PPV, в то время как чувствительность и специфичность остаются неизменными.

Отрицательное прогностическое значение (NPV) - доля отрицательных результатов теста, которые действительно являются отрицательными. Например, если NPV составляет 99% в данной популяции, то ожидается, что примерно 99% людей, у которых результат теста отрицательный, будут иметь беременность без искомых патологий.

В этом же примере у 1% женщин, получивших отрицательный результат, ожидается беременность с патологией (ложный отрицательный результат).

НИПТ является общепризнанным методом антенатального скрининга трисомии 21, 18, 13 и некоторых других хромосомных аномалий. При правильном использовании он повышает частоту выявления хромосомных аномалий у плода, снижая количество необходимых инвазивных процедур. И все же до сих пор многие врачи недостаточно осведомлены об особенностях этой технологии, ее преимуществах и недостатках. Понимание научной основы НИПТ, а также показаний для клинического использования теста и ограничений позволит врачам проводить оптимальный скрининг.

Пренатальный скрининг на хромосомные аномалии проводится для выявления женщин с повышенным риском патологии плода. Скрининг также помогает им принимать обоснованные решения о том, следует ли перейти к диагностическому инвазивному тестированию. [1]

Клинически значимые хромосомные аномалии плода обычно связаны с избытком или нехваткой генетического материала. Они могут отличаться по размеру от небольших сегментов хромосом (микродупликации или микроделеции) до целых хромосом (анеуплоидии). [2]

Наиболее распространенной хромосомной аномалией является трисомия 21 (дополнительная копия хромосомы 21), которая вызывает развитие синдрома Дауна. Другие анеуплоидии плода обычно связаны со спонтанным прерыванием беременности, но некоторые, особенно трисомия 18 и 13, могут закончиться рождением ребенка. Большинство случаев трисомии 21, 18 и 13 возникает de novo (как спонтанное событие), хотя в редких случаях может иметь место хромосомная перестройка у родителей, такая как транслокация. Вероятность каждой из этих трех анеуплоидий увеличивается с возрастом матери. [3]

В настоящее время самым распространенным методом скрининга хромосомных аномалий плода является комбинированный скрининг первого и второго. [1] Он проводится между 11-13 неделями и в 20-21 неделю беременности и сочетает ультразвуковые измерения, включая измерение толщины воротникового пространства, анализы материнской сыворотки (хорионический гонадотропин человека [ХГЧ], белок плазмы A [PAPP-A] и возраст матери). [1] , [4] Если показатель риска выше порогового значения, результат считается положительным или «рискованным», что указывает на необходимость диагностического тестирования.

Диагностическое тестирование требует инвазивной процедуры. Оно проводится между 11 и 14 неделями беременности путем взятия пробы ворсин хориона (CVS). Кроме того, после 15 недель беременности с помощью амниоцентеза проводят забор околоплодных вод. [5] Обе процедуры сопряжены с некоторым риском внезапного прерывания беременности. Степень риска обычно указывается как 0,5–1%, хотя последние метаанализы предполагают, что на самом деле риск, связанный с инвазивной процедурой, может быть намного ниже. [6]

После проведения инвазивной диагностики проводится генетический анализ клеток плода. Самым информативным методом анализа количества и структуры хромосом является микроматричный хромосомный анализ. [2]

Неинвазивное пренатальное тестирование - внеклеточная ДНК

Внеклеточная ДНК (cfDNA) состоит из коротких фрагментов ДНК, которые выделяются в плазму в результате нормального клеточного обмена и быстро выводятся из кровообращения. У беременной женщины большая часть cfDNA выделяется из собственных клеток. Тем не менее, некоторая часть, содержащая генотип плода, также выделяется из наружного слоя клеток трофобласта плаценты. 7 Доля cfDNA, полученная из трофобласта, называется фетальной фракцией или фракцией плода. Существует широкий диапазон норм фракций плода. Среднее значение на 10 неделе беременности составляет около 10%. [8]

Как правило, в анализах НИПТ исследуется доля cfDNA, полученная из специфических хромосом. Анеуплоидия плода может привести к отклонению этих пропорций от ожидаемых значений, и для определения значимости таких отклонений применяются статистические тесты. 9 , 10 Поскольку большая часть cfDNA является материнской, для выявления аномалии конкретной фетальной хромосомы требуется достаточная доля фракции плода. Поэтому многие анализы НИПТ учитывают минимально допустимый уровень фракции плода, и образцы с долей плода ниже определенного порога не дают результата. [8], [11], [12]

НИПТ может проводиться в любой момент беременности, начиная с 10 недель, чтобы повысить вероятность достаточной фракции ДНК плода. НИПТ обычно требует особой формы запроса и может быть рекомендован доктором (врачом общей практики или акушером), который участвует в дородовом наблюдении пациентки.

НИПТ по сравнению с комбинированным скринингом первого триместра

С помощью скрининга первого триместра можно добиться уровня обнаружения 80% для трисомии 21, 18 и 13 с частотой ложноотрицательных результатов 20%. [4], [13] В объединенном мета-анализе частота обнаружения по различным методам НИПТ составила чуть более 99% для трисомии 21, 96% для трисомии 18 и 91% для трисомии 13. Совокупный уровень ложноотрицательных результатов был 0,012%. [14]

Помимо снижения ложноотрицательных показателей важными клиническими параметрами являются положительные и отрицательные прогностические значения (PPV и NPV) скринингового теста. Эти значения частично зависят от календарных характеристик теста, но также меняются в зависимости от распространенности тестируемого состояния в популяции. [15] Низкая распространенность патологии приведет к снижению PPV и увеличению NPV скринингового теста, тогда как высокая распространенность будет иметь противоположный эффект.

Прогнозируемые PPV и NPV могут быть смоделированы для трисомии 21, предполагая, что уровни обнаружения составляют 99% и 90% и ложноотрицательные значения 0,012% и 20% для НИПТ и скрининга первого триместра соответственно. Таблица 1 показывает PPV результата скрининга высокого риска и NPV результата скрининга низкого риска для трех групп с разными уровнями исходного риска.

Таблица 1. PPV и NPV cFTS и НИПТ зависят от исходного риска
Исходный риск PPV cFTS PPV НИПТ NPV cFTS NPV НИПТ
1 к 4 (очень высокий риск) 88,2% 99,7% 96,6% 99,7%
1 из 300 (обычное ограничение сFTS для инвазивного тестирования) 7,0% 76,8% >99,9% >99,9%
1 на 950 (риск для 25-летнего при 12-недельной беременности) 2,3% 51,1% >99,9% >99,9%
cFTS, комбинированный экран первого триместра; НИПТ, неинвазивное пренатальное тестирование; NPV, отрицательная прогностическая ценность; PPV, положительная прогностическая ценность

Как видно из таблицы 1, PPV НИПТ никогда не достигает 100%, [9], [10] и поэтому НИПТ является скрининговым тестом. После получения результатов с высоким риском следует пройти инвазивный диагностический тест для уточнения диагноза плода. Особенно инвазивный тест рекомендован в случае, если пациентка рассматривает возможность прерывания беременности. [1], [16] - [18] Аналогичным образом, результат НИПТ с низким риском не гарантирует на 100% отсутствие искомых аномалий, особенно если ранее в ходе скрининга и УЗИ был установлен высокий риск.

Результат НИПТ может оказаться недостоверным по техническим причинам. Например, поскольку НИПТ основан на подсчете статистики, всегда будет небольшое количество статистических выбросов. Существует также несколько потенциальных биологических причин ложноотрицательных или ложноположительных результатов НИПТ, [9], [10] включая следующие:

  • Низкая фракция ДНК плода потенциально способна привести к ложноотрицательному результату. Такое чаще встречается у пациентов с высоким индексом массы тела. [8], [11], [12]
  • В случае редукции одного эмбриона из двойни cfDNA замершего плода может определяться в крови беременной на протяжении 6 недель, что приведет к ложноположительному результату. Обратите внимание, что большинство анализов НИПТ проводится при двуплодной беременности, хотя у двух близнецов вероятность нерезультативного теста выше, а частота результативного теста может быть ниже. [14]
  • К ложноположительному результату могут привести материнские хромосомные аномалии. Например, это может быть мозаицизм, пересадка костного мозга или тканей и, в редких случаях, злокачественное новообразование у матери.
  • Разные генотипы плода и плацентарного трофобласта, плацентарный мозаицизм или мозаицизм плода могут привести к ложноположительному или ложноотрицательному результату. [19]
  • НИПТ может не выявить редкие мозаичные или частичные трисомии таргетных хромосом. [9], [14], [16] - [18]

Сложности НИПТ

НИПТ является эффективным методом скрининга на предмет таргетных хромосомных аномалий, но важно знать о связанных с этим сложностях, которые следует учесть на предварительном консультировании

Низкая фракция плода и неудачные анализы

Часть образцов НИПТ не может дать интерпретируемый результат. Это может происходить по разным причинам, включая низкую фракцию плода, проблемы, связанные с тестируемым образцом, или недостаточное качество данных. [10], [12], [14] Частота неудачных анализов НИПТ варьируется от 1,6% до 6,4%. [17], [20]

Фракция плода увеличивается со сроком беременности и обратно коррелирует с весом матери. [8], [11], [20] Есть свидетельства того, что фракция плода может меняться из-за других материнских или плацентарных факторов. [21] Фракция плода становится ниже при наличии определенных хромосомных аномалий плода, особенно трисомии 13 и 18. Следовательно, если НИПТ не дал результата по причине низкой фракции плода, это может говорить о повышенном риске указанных аномалий, даже если иными путями этот риск выявить не удалось. [12], [17], [20]

Поэтому Американский колледж медицинской генетики и геномики рекомендует в случае отсутствия возможности расчета риска проводить инвазивное тестирование. [18] В качестве альтернативы можно интерпретировать неудачный НИПТ в контексте других индикаторов риска по итогам скрининга и УЗИ. [12] Если другие факторы указывают на высокий риск хромосомной аномалии, лучше всего дополнительно пройти инвазивный тест. Для пациентов с низким риском, особенно если они находятся на ранней стадии беременности, можно рассмотреть повторение НИПТ. Повторное тестирование дает результат приблизительно у двух третей пациентов. [12], [20]

Какие хромосомные нарушения следует проверить?

В дополнение к трисомии 21, 18 и 13 многие поставщики НИПТ предлагают дополнительный скрининг на анеуплоидию половых хромосом. В целом, клинические проявления анеуплоидии половых хромосом менее тяжелы и более вариабельны, чем аутосомные анеуплоидии. Уровень обнаружения НИПТ составляет приблизительно 90%, а уровень ложноположительных результатов составляет примерно 0,4%. [14] PPV обычно ниже, чем при аутосомной анеуплоидии, главным образом из-за ограниченного плацентарного мозаицизма или аномалий материнской половой хромосомы.

Учитывая эти факторы, большинство руководств рекомендует тщательное предтестовое консультирование пациентов, рассматривающих возможность скрининга анеуплоидии половых хромосом. [1], [16] - [18]

Какие хромосомные нарушения не обнаружит НИПТ?

Трисомия 21, 18, 13 и анеуплоидия половых хромосом составляют большинство хромосомных аномалий, которые выявляют с помощью кариотипирования по итогам инвазивного теста. Тем не менее, существует ряд других хромосомных аномалий, которые по отдельности встречаются редко, но в целом относительно распространены. Эти более редкие генетические патологии могут вызывать структурные аномалии плода или изменять параметры скрининга, такие как толщина воротникового пространства или показатели материнской сыворотки. [5]

При выявлении врожденных пороков развития и маркеров хромосомных аномалий увеличивается риск наличия у плода более редких генетических патологий. НИПТ может не выявить 20-30% потенциально важных хромосомных нарушений у пациентов с высокой оценкой риска по обычным скрининговым тестам. Остаточный риск атипичных отклонений после результата НИПТ с низким уровнем риска в этой группе может составлять 1-2%. [22]

Если учитывать также микроделеции и микродупликации, которые выявляет пренатальный ДНК-микрочип, доля потенциально значимых отклонений, обнаруживаемых с помощью НИПТ, дополнительно снижается. [24]

Наконец, НИПТ пока еще не может выявить моногенные отклонения, такие как синдром Мартина-Белла или кистозный фиброз, или негенетические аномалии, такие как дефекты нервной трубки или врожденные аномалии сердца. [9], [16] - [18]

Клиническое применение НИПТ

Основное клиническое преимущество НИПТ заключается в увеличении частоты выявления таргетных отклонений при одновременном уменьшении количества ложноположительных результатов и инвазивных тестов. Однако, учитывая его сложность и стоимость, оптимальное использование НИПТ остается предметом дискуссий.

Существует две модели применения НИПТ. Первая - это «условная модель», где использование НИПТ инициируется после первоначального результата скрининга; вторая модель - «сначала НИПТ». [1], [16] - [18], [25]

В обеих моделях, если НИПТ не определил риск и потребовался перезабор, дальнейшие действия следует планировать с учетом пожеланий пациента, состояния беременности и других факторов риска хромосомных нарушений плода. Для уточнения риска может оказаться полезным детальное УЗИ. Одним пациенткам после НИПТ с положительным результатом следует пройти инвазивный тест, а другим целесообразно провести повторный НИПТ - например, если другие параметры указывают на низкий риск и/или если пациентка находится на ранней стадии беременности. [12], [8], [20]



Предпочтительно проведение УЗИ для установления:

  • точного срока беременности
  • количества плодов
  • пороков развития плода и плаценты

Если первым проводится биохимический скрининг:

  • НИПТ рекомендуют пациентам с низким, средним и высоким риском по итогам биохимии, в случае отсутствия ВПР и маркеров хромосомной патологии при проведении УЗИ
  • Высокий риск: результат выше 1:100
  • Средний риск: результат в промежутке 1:100 - 1:1000
  • Низкий риск: результат меньше 1:1000

Высокий риск

Рекомендован диагностический инвазивный тест, если были выявлены ВПР или маркеры хромосомной патологии.

НИПТ показан, если:

  • риск хромосомной патологии установлен по биохимии
  • имеются противопоказания к проведению инвазивной диагностики,
  • пациентка отказывается от инвазивной диагностики

Средний риск

  • НИПТ рекомендован
  • НИПТ с низким риском говорит об отсутствии хромосомной патологии с точностью более 99,9%
  • НИПТ с высоким риском является показанием к проведению инвазивной пренатальной диагностики

Низкий риск

  • НИПТ рекомендован

Если первым проводится НИПТ:

  • НИПТ предлагают всем женщинам, особенно группе с высоким риском (риск на основе возраста пациентки, личного или семейного анамнеза)
  • УЗИ на сроке 12 недель проводится независимо от НИПТ, поскольку может выявить ряд аномалий, которые неинвазивный скрининг-тест не обнаруживает
  • НИПТ лучше любых других тестов выявляет трисомию 21 или синдром Дауна
  • Не способен выявлять другие генетические изменения

Высокий риск

  • Следует рассмотреть проведение диагностического инвазивного тестирования
  • Сюда же относятся те пациенты, у которых риск по НИПТ низкий, но выявлены структурные аномалии плода по УЗИ

Средний риск

  • НИПТ с низким риском говорит об отсутствии хромосомной патологии с точностью более 99,9%
  • Не выявляет более редкие хромосомные аномалии или другие генетические и негенетические состояния
Имейте в виду, что схема выше приводится в иллюстративных целях. Выбирать
тот или иной скрининг следует в зависимости от клинических особенностей
каждого конкретного случая
Рисунок 1. Возможные пути использования НИПТ в клинической практике

Резюме:

НИПТ — это скрининг-тест, который проводят на свободно циркулирующей ДНК (cfDNA), полученной из трофобласта, после 10 недель беременности. Его основная полезность заключается в увеличении частоты выявления таргетных анеуплоидий при одновременном снижении частоты инвазивного тестирования.

Поскольку НИПТ является скрининг-тестом, всегда следует учитывать возможность ложноположительных или ложноотрицательных результатов для таргетных патологий. Результаты НИПТ следует интерпретировать с учетом всей имеющейся информации о беременности. Если скрининг-тест показал высокий риск наличия какой-либо аномалии, следует уточнить результат с помощью инвазивного тестирования до принятия необратимых решений о судьбе плода.

В случае с НИПТ есть сложности, связанные с соответствующими целевыми отклонениями, остаточным риском атипичных хромосомных отклонений и нерезультативными тестами. Кроме того, не существует единого оптимального протокола для клинического использования. Несмотря на это, он предлагает явные преимущества с точки зрения PPV и NPV для целевых хромосом и должен рассматриваться как вариант для беременных пациенток. [1]

Список литературы:

  1. HGSA/RANZCOG Joint Committee on Prenatal Diagnosis and Screening. Prenatal screening and diagnosis of chromosomal and genetic conditions in the fetus in pregnancy. Melbourne: RANZCOG, 2015. Available at.
  2. Wapner RJ, Martin CL, Levy B, et al. Chromosomal microarray versus karyotyping for prenatal diagnosis. N Engl J Med 2012;367(23):2175–84.
  3. Loane M, Morris JK, Addor MC, et al. Twenty-year trends in the prevalence of Down syndrome and other trisomies in Europe: Impact of maternal age and prenatal screening. Eur J Hum Genet 2013;21(1):27–33.
  4. Santorum M, Wright D, Syngelaki A, Karagioti N, Nicolaides KH. Accuracy of first-trimester combined test in screening for trisomies 21, 18 and 13. Ultrasound Obstet Gynecol 2017;49(6):714–20.
  5. Carlson LM, Vora NL. Prenatal diagnosis: Screening and diagnostic tools. Obstet Gynecol Clin North Am 2017;44(2):245–56.
  6. Akolekar R, Beta J, Picciarelli G, Ogilvie C, D'Antonio F. Procedure-related risk of miscarriage following amniocentesis and chorionic villus sampling: A systematic review and meta-analysis. Ultrasound Obstet Gynecol 2015;45(1):16–26.
  7. Alberry M, Maddocks D, Jones M, et al. Free fetal DNA in maternal plasma in anembryonic pregnancies: Confirmation that the origin is the trophoblast. Prenat Diagn 2007;27(5):415–18.
  8. Kinnings SL, Geis JA, Almasri E, et al. Factors affecting levels of circulating cell-free fetal DNA in maternal plasma and their implications for noninvasive prenatal testing. Prenat Diagn 2015;35(8):816–22.
  9. Hui L, Bianchi DW. Noninvasive prenatal DNA testing: The vanguard of genomic medicine. Annu Rev Med 2017;68:459–72.
  10. Cuckle H. Strategies for implementing cell-free DNA testing. Clin Lab Med 2016;36(2):213–26.
  11. Wataganara T, Bui TH, Choy KW, Leung TY. Debates on fetal fraction measurement and DNA-based noninvasive prenatal screening: Time for standardisation? BJOG 2016;123(Suppl 3):31−35.
  12. Benn P. The significance of test failures in noninvasive prenatal screening for fetal aneuploidy using cell-free DNA. J Fetal Med 2017;4:13–18.
  13. Metcalfe A, Hippman C, Pastuck M, Johnson JA. Beyond trisomy 21: Additional chromosomal anomalies detected through routine aneuploidy screening. J Clin Med 2014;3(2):388–415.
  14. Gil MM, Quezada MS, Revello R, Akolekar R, Nicolaides KH. Analysis of cell-free DNA in maternal blood in screening for fetal aneuploidies: Updated meta-analysis. Ultrasound Obstet Gynecol 2015;45(3):249–66.
  15. Akobeng AK. Understanding diagnostic tests 1: Sensitivity, specificity and predictive values. Acta Paediatr 2007;96(3):338–41.
  16. ACOG and SFMFM Committee on Genetics. Committee opinion no. 640: Cell-free screening for fetal aneuploidy. Obstet Gynecol 2015;126(3):e31–37.
  17. Benn P, Borrell A, Chiu R, et al. Position statement from the Chromosome Abnormality Screening Committee on behalf of the Board of the International Society for Prenatal Diagnosis. Prenat Diagn 2015;35(8):725–34.
  18. Gregg AR, Skotko BG, Benkendorf JL, et al. Noninvasive prenatal screening for fetal aneuploidy, 2016 update: A position statement of the American College of Medical Genetics and Genomics. Genet Med 2016;18(10):1056–65.
  19. Grati FR, Malvestiti F, Ferriera JC, et al. Fetoplacental mosaicism: Potential implications for false-positive and false-negative noninvasive prenatal screening results. Genet Med 2014;16(8):620–24.
  20. Cuckle H. cfDNA screening performance: Accounting for and reducing test failures. Ultrasound Obstet Gynecol 2017;49(6):689–92.
  21. Hui L. Noninvasive prenatal testing for aneuploidy using cell-free DNA – New implications for maternal health. Obstet Med 2016;9(4):148–52.
  22. Petersen OB, Vogel I, Eklund C, et al. Potential diagnostic consequences of applying non-invasive prenatal testing: Population-based study from a country with existing first-trimester screening. Ultrasound Obstet Gynecol 2014;43(3):265–71.
  23. Norton ME, Baer RJ, Wapner RJ, Kuppermann M, Jelliffe-Pawlowski LL, Currier RJ. Cell-free DNA vs sequential screening for the detection of fetal chromosomal abnormalities. Am J Obstet Gynecol 2016;214(6):727.e1–6.
  24. Evans MI, Wapner RJ, Berkowitz RL. Noninvasive prenatal screening or advanced diagnostic testing: Caveat emptor. Am J Obstet Gynecol 2016;215(3):298–305.
  25. Maxwell S, O'Leary P, Dickinson JE, Suthers GK. Diagnostic performance and costs of contingent screening models for trisomy 21 incorporating non-invasive prenatal testing. Aust N Z J Obstet Gynecol 2017;57(4):432–39.