НИПТ Пренетикс 5: скрининг анеуплоидий 13, 18, 21, X и Y хромосом

Тест Пренетикс 5 включает оценку риска по пяти хромосомам с разделением аутосомных и гоносомных нарушений:

• Трисомия 21 (синдром Дауна) — наличие дополнительной 21-й хромосомы.
• Трисомия 18 (синдром Эдвардса) — наличие дополнительной 18-й хромосомы.
• Трисомия 13 (синдром Патау) — наличие дополнительной 13-й хромосомы.
• Числовые аномалии половых хромосом — моносомия X (45,X, синдром Шерешевского–Тёрнера), 47,XXY (синдром Клайнфельтера), 47,XXX (трисомия X), 47,XYY (синдром XYY, синдром Джейкобса).
• Определение пола плода по присутствию или отсутствию Y-специфических последовательностей.
• Фетальная фракция — доля внеклеточной ДНК плода в общем пуле внеклеточных нуклеиновых кислот плазмы матери; параметр аналитической пригодности образца и одновременно самостоятельный клинический показатель.

НИПТ как класс исследований реализуется на нескольких различных аналитических платформах, которые различаются профилем чувствительности и специфичности, поведением при низкой фетальной фракции и применимостью в особых клинических ситуациях — при многоплодии, после ВРТ, при донорских гаметах. Пренетикс построен на платформе Harmony Prenatal Test, разработанной Ariosa Diagnostics (Roche). Технологически это направленное (таргетное) секвенирование с анализом ограниченного числа хромосомных локусов на исследуемых хромосомах и последующим статистическим расчётом риска по алгоритму DANSR/FORTE. Подход обеспечивает достаточную глубину покрытия при меньшем общем объёме данных и сохраняет работоспособность алгоритма при фетальной фракции от 4%. 
Накопленная клиническая валидация платформы Harmony охватывает более 22 000 пациентов в верификационных исследованиях и более одного миллиона выполненных тестов в рутинной практике, что определяет её положение среди наиболее изученных НИПТ-решений в мире.

Основа метода

Внеклеточная ДНК плода, циркулирующая в плазме беременной, отражает генетический материал клеток трофобласта и поступает в материнский кровоток в результате их физиологического апоптоза (запрограммированной гибели клеток). Доля этой ДНК относительно общего пула внеклеточных нуклеиновых кислот матери называется фетальной фракцией и нарастает с увеличением срока беременности, достигая значений, пригодных для анализа, начиная примерно с десятой недели гестации. Молекулы внеклеточной ДНК короткоживущи, выводятся из кровотока в течение нескольких часов, и их концентрация отражает текущее состояние плаценты, а не накопленный за беременность фон.

На этом биологическом основании построен неинвазивный пренатальный тест (НИПТ): соотношение количества фрагментов, картирующихся на исследуемые хромосомы, сопоставляется с ожидаемым при эуплоидном кариотипе (нормальном наборе хромосом), и отклонение в сторону избытка указывает на трисомию (наличие лишней хромосомы), в сторону недостатка — на моносомию (отсутствие одной хромосомы из пары). Принципиально, что анализу подвергается ДНК плаценты, а не плода непосредственно, и кариотип трофобласта не всегда совпадает с кариотипом эмбриональных тканей — это расхождение служит источником значительной части ложных результатов метода и подробно разбирается в разделе ограничений.

Клиническая задача такого скрининга — отделить беременности с высокой вероятностью наиболее частых анеуплоидий от беременностей с фоновым популяционным риском, не прибегая на первом этапе к процедурам, связанным с потерей плода. Чувствительность НИПТ для трисомии 21 в метаанализах составляет 99,3–99,7% при специфичности выше 99,9%; для трисомий 18 и 13 показатели несколько ниже, но также существенно превосходят чувствительность комбинированного скрининга первого триместра, составляющую 85–90% при частоте ложноположительных результатов около 5%. Высокий риск по результату НИПТ служит основанием для медико-генетического консультирования и обсуждения подтверждающей инвазивной диагностики — биопсии ворсин хориона или амниоцентеза с цитогенетическим или молекулярно-цитогенетическим исследованием материала плода. Низкий риск существенно снижает вероятность исследуемых трисомий, но не отменяет ультразвукового и биохимического наблюдения, поскольку перечень анеуплоидий ограничен пятью хромосомами и не покрывает структурных перестроек, микроделеционных синдромов и моногенных заболеваний.

Клиническое значение

Результат интерпретируется как качественная категория риска по каждой из пяти хромосом отдельно: высокий или низкий.

Трисомия 21 (синдром Дауна) — самая частая аутосомная анеуплоидия живорождённых, её распространённость возрастает с материнским возрастом и достигает заметных значений после 35 лет. Клиническая картина включает характерные дисморфические признаки, врождённые пороки сердца примерно у половины носителей и интеллектуальные нарушения вариабельной выраженности. Это та анеуплоидия, для которой НИПТ обладает наивысшей точностью и наиболее обоснованным клиническим применением.

Трисомия 18 (синдром Эдвардса) и трисомия 13 (синдром Патау) встречаются реже, но протекают существенно тяжелее. Большинство таких беременностей заканчиваются внутриутробной гибелью; среди живорождённых медиана выживаемости измеряется неделями, и лишь небольшая доля детей доживает до года. Раннее выявление этих состояний меняет акушерскую тактику, формат пренатального консультирования и план родоразрешения. Чувствительность теста для трисомий 18 и 13 ниже, чем для трисомии 21, а прогностическая ценность положительного результата — особенно для трисомии 13 — может опускаться до 40–50% даже при формально высокой специфичности.

Аномалии половых хромосом группируются отдельно из-за иной клинической значимости и сниженной точности скрининга.

Синдром Шерешевского–Тёрнера распознаётся по отсутствию Y-последовательностей в сочетании со снижением содержания ДНК X-хромосомы. Классический кариотип — моносомия 45,X, однако клинический спектр синдрома включает также структурные аномалии X-хромосомы (делеции, изохромосому Xq, кольцевую X-хромосому), на долю которых приходится 20–30% случаев. cfDNA-скрининг надёжно выявляет именно числовую форму — моносомию X; структурные перестройки X-хромосомы количественным методом распознаются ограниченно, только при существенном изменении содержания ДНК исследуемого участка, и требуют подтверждения цитогенетическим или хромосомным микроматричным анализом. Клинически синдром проявляется низкорослостью, дисгенезией гонад с первичной аменореей и бесплодием, врождёнными пороками сердечно-сосудистой системы.

Синдром Клайнфельтера (47,XXY) — избыток X-хромосомы на фоне Y-последовательностей. Фенотип включает высокий рост, гипогонадизм, бесплодие, в части случаев — лёгкие когнитивные особенности; диагноз нередко устанавливается уже во взрослом возрасте при обследовании по поводу бесплодия.

Трисомия X (47,XXX) и синдром XYY (47,XYY, синдром Джейкобса) чаще протекают с мягким фенотипом и без характерных дисморфических признаков, что делает пренатальный скрининг основным каналом их выявления. Клинические последствия ограничены вариабельными особенностями когнитивного развития и репродуктивной функции.

Чувствительность и специфичность по половым хромосомам ниже, чем по 21-й хромосоме, поэтому положительный результат этой группы требует подтверждения цитогенетическим методом, а отрицательный — не исключает мозаичных форм с низкой долей аномальной линии. Определение пола плода по Y-хромосоме имеет дополнительное значение при наследственных заболеваниях, сцепленных с полом.

Фетальная фракция представляет собой не только параметр аналитической пригодности образца, но и самостоятельный клинический показатель. Минимальное значение, при котором алгоритм Пренетикс выдаёт результат, составляет 4%; при более низких значениях образец признаётся неинформативным. Само по себе низкое значение фетальной фракции ассоциировано с ранним сроком, повышенным индексом массы тела матери, отдельными вариантами плацентарной недостаточности и, в части наблюдений, с самой анеуплоидией — особенно с трисомиями 13 и 18, при которых масса плаценты меньше. Поэтому повторно низкая фетальная фракция требует не только пересдачи, но и оценки общего акушерского контекста.

Прогностическая ценность положительного результата зависит от априорной вероятности анеуплоидии в конкретной клинической ситуации, и эта зависимость определяет содержание медико-генетической беседы. Для трисомии 21 у женщин старшей возрастной группы она достигает 90% и выше, тогда как для трисомии 13 и моносомии X может опускаться до 40–50% даже при формально высокой специфичности теста. Заметная доля положительных результатов по редким состояниям не подтверждается при последующем кариотипировании, что необходимо учитывать до принятия любых клинических решений.

В российских клинических рекомендациях НИПТ может быть дополнительно предложен после 10 недель беременности для уточнения риска хромосомных аномалий. При высоком риске по НИПТ и/или по данным комбинированного скрининга пациентке показаны медико-генетическое консультирование и обсуждение инвазивной пренатальной диагностики.

Повторное тестирование оправдано в нескольких ситуациях: при невыдаче результата из-за низкой фетальной фракции, при пограничных или противоречивых данных, при подозрении на исчезающий близнец или плацентарный мозаицизм. В последних двух случаях повтор через одну–две недели может изменить результат за счёт изменения соотношения клонов трофобласта в анализируемом материале.

Скрининг применим при одноплодной беременности и при двойне начиная с 10-й недели. У женщин с эхографическими маркерами хромосомной патологии — увеличенной воротниковой зоной, пороками сердца плода, задержкой роста — НИПТ не заменяет инвазивное исследование, поскольку расширенная ультразвуковая находка указывает на возможность аномалий за пределами пяти исследуемых хромосом. Особую группу составляют беременности после вспомогательных репродуктивных технологий, с донорскими ооцитами или сперматозоидами и при суррогатном материнстве: с биологической точки зрения для НИПТ значение имеет генетическая принадлежность плода, а не вынашивающая женщина, поскольку анализу подвергается ДНК плаценты, формирующейся из эмбриональных клеток. Алгоритм расчёта риска для платформы Harmony в этих ситуациях валидирован, интерпретация пола плода и аномалий половых хромосом сохраняет значение в полном объёме.

При двойне Пренетикс применим прежде всего для оценки риска трисомий 21, 18 и 13; интерпретация результатов по половым хромосомам в многоплодной беременности на платформе Harmony ограничена и в стандартный отчёт не включается. Результат по аутосомам выдаётся как общий для обоих плодов, и положительный ответ требует уточнения, какой из плодов несёт аномалию, что выполняется уже инвазивно; при дихориальной двойне трактовка дополнительно осложняется различием фетальных фракций от каждого плода, при монохориальной — плоды генетически идентичны и проблема локализации не возникает.

Положительный результат НИПТ не является диагнозом и требует инвазивного подтверждения.

Ограничения

Главное ограничение определяется биологией фетальной фракции. При её доле ниже аналитического порога 4% результат признаётся неинформативным и требует повторного забора крови либо альтернативного метода диагностики. Низкая фетальная фракция сама по себе ассоциирована с несколько повышенным риском анеуплоидии, что учитывается при последующем ведении.

Состав панели Пренетикс 5 ограничен пятью хромосомами и не охватывает редкие аутосомные трисомии (RATs), микроделеционные синдромы (22q11.2, синдром Прадера–Вилли, синдром Ангельмана, 1p36 и другие) и моногенные заболевания. Для скрининга расширенного спектра состояний используется отдельный продукт линейки — Пренетикс 9 — либо НИПТ-решения на иных платформах. Сужение панели до пяти хромосом — методически обоснованное решение: расширение спектра при низкой популяционной распространённости редких состояний снижает прогностическую ценность положительного результата и увеличивает долю ложноположительных заключений, требующих инвазивного подтверждения.

На интерпретацию влияют клинические состояния, искажающие профиль внеклеточной ДНК в материнской плазме. Многоплодная беременность с числом плодов более двух выходит за пределы валидированного применения метода. Сюда же относится синдром исчезающего близнеца в течение последних восьми недель, когда в кровотоке сохраняется ДНК нежизнеспособного плода с возможным иным кариотипом. Перенесённые в анамнезе трансплантация органов или костного мозга вводят в материнскую плазму чужеродную ДНК и делают расчёт некорректным.

Ограниченно информативен скрининг при материнских хромосомных аномалиях, в том числе бессимптомных мозаичных, и при злокачественных новообразованиях у матери с поступлением опухолевой ДНК в кровоток. Ограниченный плацентарный мозаицизм — состояние, при котором кариотип трофобласта отличается от кариотипа эмбриональных тканей, — лежит в основе значительной части ложноположительных результатов: анеуплоидия определяется в трофобласте, но отсутствует у плода. Реже встречается обратная ситуация — истинный мозаицизм плода при нормальном кариотипе плаценты, дающий ложноотрицательный результат.

Фармакологический фон требует отдельного учёта. Иммуносупрессивная и противоопухолевая терапия меняет профиль внеклеточной ДНК в материнской плазме за счёт цитотоксического эффекта на пролиферирующие ткани и может делать анализ непригодным; терапия низкомолекулярными гепаринами рассматривается как фактор, который может быть связан со снижением фетальной фракции. Конкретные интервалы между приёмом препаратов и забором крови относятся к правилам преаналитической подготовки.