Новый метод неинвазивного пренатального скрининга выявляет хромосомные аномалии плода с высокой точностью

Пренатальная диагностика врожденных и наследственных заболеваний — важное направление медицинской генетики. «Наиболее распространенные отклонения — это трисомии по хромосомам 21 (синдром Дауна), 18 (синдром Эдвардса), 13 (синдром Патау) и анеуплоидии по половым хромосомам. Анеуплоидии по другим хромосомам, как правило, сопровождаются очень тяжелыми пороками развития. Такие плоды часто спонтанно прерываются на ранних сроках беременности. Частота хромосомных патологий плода связана с возрастом беременной женщины, она очень резко возрастает после 40 лет», — поясняет Ольга Тарасенко, научный сотрудник лаборатории геномики НИИ АГиР им. Д.О. Отта.

Ранний пренатальный скрининг (РПС) включает УЗИ, определение сывороточных маркеров в крови матери и расчет риска хромосомных аномалий. РПС позволяет выявить до 90% плодов с распространенными отклонениями, но большей эффективности с помощью перечисленных методов добиться невозможно. Неинвазивный пренатальный ДНК-скрининг (НИПС, или НИПТ — неинвазивное пренатальное тестирование) основан на прямом исследовании ДНК плода в крови матери. Он дает низкие уровни ложноположительных результатов, высокую чувствительность и специфичность. НИПТ требует подтверждения, поскольку источником ДНК служат клетки цитотрофобласта — отдела плаценты, а не плода.

Научная группа из НИИ АГиР им. Д.О. Отта с коллегами из СПб ГКУЗ «Диагностический центр (медико-генетический)» провела полногеномный скрининг ДНК, включающей геномы матери и плода, используя плазму крови 4 272 беременных женщин. Они использовали NGS с низким покрытием. «С помощью полногеномного НИПТ, при котором анализируют 23 пары хромосом, можно определить анеуплоидии по всем хромосомам. НИПТ рекомендуют проводить на сроке 12–15 недель, поскольку к 12 неделям в кровотоке матери появляется достаточное количество ДНК плода», — комментирует Ольга Тарасенко, которая стала первым автором работы.

Тест был разработан учеными в сотрудничестве с российской компанией ООО «НИПТ» (Санкт-Петербург). Запатентованный протокол включает пробоподготовку, NGS и биоинформатическую обработку результатов. Исследование проводилось с декабря 2019 года по апрель 2022 года. В нем участвовали женщины с одноплодной беременностью в возрасте от 16 до 49 лет.

Результаты НИПТ удалось получить в 99,6% случаев. У 95,6% пациенток был выявлен низкий риск хромосомных аномалий, у 4,05% (173) — высокий риск. Если результаты тестирования указывали на высокий риск аномалии, проводился повторный НИПТ. Он подвердил первый результат во всех 173 случаях. Среди аномалий преобладала трисомия по 21 хромосоме (60%), на нарушения 18, 13 и половых хромосом пришлось 8%, 7% и 6%, соответственно; 19% составили редкие трисомии. Исследованная выборка не была популяционной, поэтому полученные данные не позволяют напрямую сравнить эффективность НИПТ и РПС. Ученые условно разделили пациенток на группы на основе показаний к НИПТ. У женщин с высоким риском хромосомной патологии плода по результатам РПС число выявленных аномалий составило 11,63%, что статистически значимо превышало частоту анеуплоидий по сравнению с другими группами.

Из 173 случаев анеуплоидии 139 (80,3%) относились к наиболее распространенным хромосомным аномалиям, совместимым с постнатальным развитием. Результаты НИПТ проверяли с использованием инвазивной диагностики (амниоцентеза). Они подтвердились для 138 плодов, в том числе для всех плодов с синдромом Дауна, в то время как для аномалий по 18-й, 13-й и половым хромосомам выявлены 2, 3 и 1 ложноположительный результат, соответственно.

При неинвазивном тестировании ученые обнаруживали случаи высокого риска редких патологий: трисомии по другим хромосомам, чаще всего по 16-й, моносомии по хромосомам 21, 18 и 13, а в одном случае — риск множественной анеуплоидии. Большинство женщин с редкими анеуплоидиями отказывались от проведения инвазивной диагностики, так как на УЗИ отсутствовали маркеры хромосомных аномалий, однако в четырех случаях результаты НИПТ были подтверждены.

Для 19 участниц результат исследования получен не был: в 10 случаях ученые не смогли определить пол плода, у четырех беременных уровень фетальной фракции ДНК был ниже 4%, а пять пациенток отказались от повторного исследования. «В биоинформатическом алгоритме для анализа данных определены условные границы, соответствующие образцам мужского и женского пола. Если значение исследуемого образца не попадает в указанные границы, то однозначно определить пол затруднительно. Как правило, такая проблема возникает в случае образцов с низкой фетальной фракцией. Если ДНК плода составляет менее 4%, то результат получить нельзя — в настоящее время не существует физической возможности отделить ее от фракции материнской внеклеточной ДНК», — объясняет Ольга Тарасенко.

Авторы работы заключают, что разработанный ими тест является надежным методом пренатального скрининга и позволяет с высокой точностью определить как часто встречающиеся, так и редкие хромосомные патологии плода.

Результаты неинвазивных пренатальных генетических тестов нуждаются в проверке