Рекомендации по пренатальной диагностике анеуплоидии
Обновлено: 14.05.2024
Рекомендации по пренатальной диагностике анеуплоидии
а) Историческая справка и современное состояние методов. Хромосомные заболевания встречаются примерно у 1 из 160 детей, родившихся живыми. Большая часть этих заболеваний приходится на Т21, Т18 и Т13. Заболеваемость Т21 среди живых новорожденных составляет 1:700, при этом ее распространенность в I триместре достигает 1:300. Данная разница обусловлена тем, что большинство беременностей, осложненных анеуплоидией, завершаются спонтанным абортом. Риск возникновения трисомии повышен у женщин старшего репродуктивного возраста - 35 лет и более.
Согласно современным рекомендациям и стандартам, к методам скрининга на анеуплоидию относят УЗИ, неинвазивное пренатальное тестирование, а также инвазивные методы диагностики. Американское общество акушеров и гинекологов (American College of Obstetrics & Gynecology, ACOG) рекомендует предлагать рутинный скрининг на анеуплоидии в I триместре на сроке 11 нед. - 13 нед. 6 дней всем беременным женщинам. Отличительным признаком анеуплоидии на данном сроке является увеличение ТВП. Скрининг на основные анеуплоидии с исследованием сыворотки крови матери включает определение уровня внеклеточной ДНК плода, биохимический скрининг в I триместре и четверной тест во II триместре. К методам инвазивной диагностики относятся биопсия ворсин хориона и амниоцентез.
б) Основные принципы скрининга на анеуплоидии:
1. Определение концентрации внеклеточной ДНК. Исследование внеклеточной ДНК плода в материнской крови применяется для скрининга на Т21, Т18, Т13 и анеуплоидии половых хромосом. Тест может быть выполнен с высокой степенью достоверности результата начиная с 10-11 нед. беременности. Перечень генетических дефектов, выявляемых с помощью данного метода, постепенно расширяется. Исследование внеклеточной ДНК при одноплодной беременности позволяет обнаружить более 99% случаев Т21, ДЛПР составляет 0,1%. Прогностическая ценность положительного результата при определении внеклеточной ДНК превышает значение этого же показателя, получаемое при биохимическом скрининге сыворотки крови матери. Чувствительность метода в отношении Т18 и Т13 составляет 98 и 99% соответственно (ДЛПР - 0,08%).
Приблизительно 96% случаев синдрома Тернера (45, X) и 100% других количественных аномалий половых хромосом обнаруживаются при ДЛПР 0,14%. Стоит отметить, что при получении неинформативного результата по причине «низкого содержания фетальной фракции ДНК» вероятность анеуплоидии повышена (в таких случаях следует рассматривать инвазивное исследование). Современные подходы к проведению скрининга по внеклеточной ДНК делят на 2 группы: рутинный скрининг всей популяции (независимо от степени риска) и контингентный скрининг на основе результатов, полученных с использованием другого метода (скрининг по сыворотке крови, ультразвуковой скрининг, комбинированные тесты).
2. Скрининг в I триместре (УЗИ в 11-14 нед.). Пространство позади шеи плода, заполненное жидкостью, называется воротниковым пространством. ТВП соотносят с КТР плода и возрастом матери. К другим ультразвуковым маркерам анеуплоидии относят отсутствие носовой кости, нарушение гемодинамики в венозном протоке и трикуспидальную регургитацию. Дополнительное исследование двух биохимических маркеров сыворотки крови матери - ассоциированного с беременностью протеина А (РАРР-А) и ХГЧ - повышает чувствительность измерения ТВП в I триместре в отношении Т21 с 70 до 87% (ДЛПР - 5%), а в сочетании с измерением ТВП и определением других ультразвуковых маркеров - до 95% (ДЛПР - 3%).
4. Комбинированный скрининг в I и II триместрах. По завершении тестов I и II триместра вычисляется интегральное значение риска. Сообщается, что чувствительность метода в отношении Т21 составляет 94-96%. Комбинированный скрининг не получил широкого распространения, поскольку доступность результата только во II триместре препятствует ранней инвазивной диагностике.
Положительный результат поэтапного последовательного скрининга позволяет предложить женщине инвазивное тестирование. В случае отрицательного результата тестирование продолжают во II триместре. Сомнительный результат скрининга с умеренным повышением риска является показанием для выполнения скринингового обследования во II триместре. Женщинам с отрицательным результатом первого скрининга во II триместре выполняют только УЗИ, а в случае положительного результата предлагается инвазивная диагностика. Чувствительность последовательного скрининга в отношении Т21 составляет 91-92% (ДЛПР - 5%).
в) Нормальная лучевая анатомия плода. Скрининг в I триместре выполняет сертифицированный врач ультразвуковой диагностики:
• Измерение ТВП проводят на увеличенном изображении профиля плода; выраженное сгибание или разгибание в шейном отделе препятствует корректному измерению; калиперы следует размещать таким образом, чтобы измерялось только пространство, заполненное жидкостью
• Носовую кость (НК) определяют в средней сагиттальной плоскости исследования профиля плода; документируют только факт наличия или отсутствия НК; ультразвуковой луч должен проходить перпендикулярно носу, чтобы кончик носа, носовая кость и лобная кость визуализировались отдельно
• Венозный проток — сосуд малого калибра, содержащий турбулентный кровоток; венозный проток обнаруживают на сагиттальном срезе в нижней части грудной клетки или верхней части живота; кровоток в венозном протоке должен быть неизменно направлен к сердцу, ретроградный кровоток считается патологической находкой
• Исследование кровотока, проходящего через ТК, позволяет исключить трикуспидальную регургитацию
• На данном сроке может быть дополнительно проведено исследование анатомии плода, которое позволяет обнаружить до 2/3 тяжелых пороков развития; исследование анатомии включает визуализацию нормального серпа мозга, сосудистых сплетений желудочков в форме бабочки, профиля плода, сердца, места прикрепления пуповины, желудка, мочевого пузыря и конечностей; кроме того, отчетливо определяются количество сосудов пуповины и место ее прикрепления к плаценте
Скрининг во II триместре:
• При УЗИ, выполняемом во II триместре, в обычных плоскостях обнаруживается большинство структурных аномалий и «малых» маркеров
Скрининг на анеуплоидии в 11-14 нед. включает оценку ТВП, НК и кривой скорости кровотока в венозном протоке. ТВП тщательно измеряют и соотносят с КТР. Определяют наличие или отсутствие НК, а также направление кровотока в венозном протоке, который в норме всегда антеградный (к сердцу плода). На данном сроке может быть также выполнено раннее исследование анатомии плода. Измерения ТВП соотносят с КТР. Значения выше 95-го процентиля считаются патологическими. (Слева) Точное измерение ТВП предполагает правильное расположение калиперов. Перекрестья калипера располагают таким образом, чтобы измерялась только жидкость. ТВП соотносят с КТР и результатами биохимического скрининга сыворотки крови матери.
(Справа) Корректное измерение ТВП (калиперы). Стенка амниотической полости может быть ошибочно принята за кожу плода, в действительности не являясь ею. Увеличивая изображение, область исследования ограничивают таким образом, чтобы на снимке находились только голова, шея и верхняя часть грудной клетки плода. (Слева) Трехфазное строение кривой скорости кровотока в венозном протоке: систолический (S), диастолический (D) и поздний диастолический (вызванный сокращением предсердий) (А) пики. Кровоток в венозном протоке нарушен, если пик А является ретроградным, т.е. направленным от сердца. В данном примере пик А не изменен, однако присутствует дополнительный небольшой ретроградный пик, его появление связано с движением части кровотока в нижнюю полую вену. Данная находка является вариантом нормы.
(Справа) При увеличении времени развертки допплеровского спектра (sweep speed) кривая скорости кровотока в венозном протоке «расширяется», а компоненты S, D и А визуализируются отчетливее. (Слева) УЗИ плода в 12 нед. 5 дней. Определяется нормальное значение ТВП (1,47 мм), визуализируется НК. Использовался высокочастотный датчик С9-4. IV желудочек и большая цистерна представлены анэхогенными зонами (норма), что отражает низкий риск расщепления позвоночника.
(Справа) У данного плода ТВП увеличена (3,91 мм), НК отсутствует. ТВП >3 мм является безусловным отклонением. По результатам биопсии ворсин хориона диагностирована Т18. (Слева) Исследование анатомии плода во время скринингового измерения ТВП. Определяется нормальное строение серпа мозга и сосудистого сплетения. Подобную ультразвуковую картину также называют «признаком бабочки».
(Справа) УЗИ плода в 13 нед. Серп мозга отсутствует, в передней части определяется слияние желудочков. Данные находки являются классическими признаками ГПЭ, которая, в свою очередь, является характерной чертой Т13. Диагноз подтвержден с помощью биопсии ворсин хориона. (Слева) Скрининговое УЗИ в I триместре. Место прикрепления пуповины к брюшной стенке не изменено.
(Справа) УЗИ плода с гастрошизисом, диагностированным в 13 нед. Прикрепление пуповины в норме однако за пределами брюшной полости, справа от места прикрепления пуповины, лежат несколько петель кишечника. Физиологическая пупочная грыжа может присутствовать в норме до 12 нед., поэтому диагноз гастрошизиса может быть поставлен не ранее 13-й недели. (Слева) Скрининговое УЗИ в I триместре. Отмечается аномальный профиль плода, обусловленный предчелюстным смещением кости, лежащей каудально от неизмененной носовой кости. Смещение твердого нёба кпереди обычно наблюдается при двусторонней расщелине верхней губы и нёба, как в данном случае.
(Справа) Диагноз, поставленный в I триместре, подтвержден в 20 нед. 3D УЗИ показало двустороннюю расщелину верхней губы и предчелюстное смещение передней части твердого нёба. (Слева) УЗИ плода в 21 нед. Отсутствие или гипоплазия носовой кости является «большим» маркером анеуплоидии как в I, так и во II триместре. С помощью амниоцентеза выявлена дупликация 1q21.1.
(Справа) УЗИ плода с Т21. Умеренно выраженная вентрикуломегалия с шириной боковых желудочков 11 мм. Вентрикуломегалия, наравне с обструктивной гидроцефалией, инфицированием и другими аномалиями ЦНС, является маркером анеуплоидии. Для дифференциальной диагностики может быть выполнена МРТ плода. (Слева) Характерная ультразвуковая картина ГВФ. ГВФ по яркости сигнала сопоставим с костной тканью. При выявлении ГВФ для уточнения степени риска рекомендовано определение уровней маркеров сыворотки материнской крови. В случае низкого риска повторное исследование или определение уровня маркеров не требуется - ГВФ в данной группе пациентов не связан с наличием порока сердца.
(Справа) УЗИ плода с Т21. Определяется дефект предсердно-желудочковой перегородки Наличие данного порока тесно связано с анеуплоидией, в частности с Т21. (Слева) УЗИ плода в начале II триместра. Определяются некоторые признаки Т21: гиперэхогенный кишечник (по яркости сигнал сопоставим с костью увеличение ТВП (калиперы), а также ДМЖП.
(Справа) УЗИ плода с Т18. Визуализируются омфалоцеле, содержащее печень И а также дефект предсердно-желудочковой перегородки Для Т18 характерно наличие множественных тяжелых пороков развития.
г) Основные принципы. Использование показателей отношения правдоподобия (ОП):
• При обнаружении маркера исходный риск анеуплоидии умножают на ОП и получают новое значение риска; за исключением увеличения ТВП и отсутствия НК, наличие только одного маркера незначительно повышает риск у пациенток группы низкого риска
• Изолированные маркеры «очень низкого риска», такие как киста сосудистого сплетения и ГВФ, можно не учитывать, если исходный риск анеуплоидии низкий
Риск осложнений инвазивной диагностики:
• Риск потери беременности, связанной с выполнением амниоцентеза и биопсии ворсин хориона, составляет 1:300-500
Скрининг при многоплодной беременности:
• Биохимический скрининг не обладает достаточной информативностью, поэтому большинству женщин предлагают ультразвуковой скрининг или инвазивные методы диагностики
а) Терминология:
1. Сокращения:
• Трисомия 21 (Т21)
2. Синонимы:
• Синдром Дауна
3. Определения:
• Отношение правдоподобия (ОП):
о Положительное ОП: ↑ риска Т21 по сравнению с исходным риском:
- Отсутствие носовой кости: 23-кратное ↑ по сравнению с исходным риском
о Отрицательное ОП: ↑ риска Т21 по сравнению с исходным риском:
- Неизмененная носовая кость: 50% снижение риска по сравнению с исходным риском
• Маркеры анеуплоидии не являются пороками развития:
о Большинство из них встречаются у нормальных плодов
б) Лучевая диагностика:
1. Общие сведения:
• Критерии диагностики:
о ↑ ТВП, определяемой в конце I триместра
• ± другие маркеры и пороки развития:
о Многочисленные маркеры Т21 во II триместре
о Тяжелые пороки развития, связанные с Т21
(Слева) 3D УЗИ задней части шеи плода во II триместре. Т21. Увеличение ТВП. Использование снимков, полученных с помощью объемной реконструкции, облегчает консультирование родителей.
(Справа) Клиническая фотография. Увеличение ТВП у плода с Т21 во II триместре. Т21 характеризуется нарушением лимфодинамики и наличием избытка рыхлой кожи. (Слева) УЗИ плода во II триместре. Вентрикуломегалия умеренной степени выраженности. По поводу наличия маркеров Т21 выполнен амниоцентез. Другой патологии головного мозга не выявлено.
(Справа) Еще одним маркером Т21 является гиперэхогенный кишечник Эхогенность кишечника сопоставима с таковой костной ткани или превышает ее. Среди других возможных причин - инфицирование плода и муковисцидоз. В данном случае с помощью амниоцентеза подтвержден диагноз Т21. (Слева) Отсутствие носовой кости является «большим» маркером Т21 (отношение правдоподобия - 23). Гипоплазия или отсутствие носовой кости позволяет отнести таких пациенток к группе высокого риска, а также рекомендовать им генетическое консультирование.
(Справа) Напротив, ГВФ как изолированная находка не повышает риск у пациенток группы низкого риска, однако необходимо исключить наличие других маркеров. Сигнал от ГВФ должен быть сопоставим по яркости с сигналом от костной ткани.
2. УЗИ при трисомии 21 (синдроме Дауна) у плода:
• Нарушения, выявляемые во время скринингового измерения ТВП (УЗИ в 11-14 нед.):
о ↑ ТВП: ↑ объема подкожной жидкости на задней поверхности шеи плода, определяемое в средней сагиттальной плоскости
о Отсутствие носовой кости (НК), определяемое в средней сагиттальной плоскости исследования лица плода:
- Кожа плода должна определяться отдельно от НК
- Избыточное разгибание шейного отдела позвоночника препятствует исследованию
- Подтверждением сагиттальной плоскости является наличие твердого нёба, имеющего прямоугольную форму
о Нарушение кровотока в венозном протоке:
- Реверсный кровоток в фазу сокращения предсердий (A-wave)
- Исследование проводят в сагиттальном срезе через брюшную полость плода
о Нарушение кровотока, проходящего через ТК:
- С помощью допплерометрии определяется трикуспидальная регургитация
о Возможно наличие других аномалий
• Маркеры, выявляемые во II триместре (15-22 нед.):
о ↑ ТВП (>6 мм):
- Измеряется в плоскости исследования ЗЧЯ:
От внешней поверхности черепа до границы между кожей и амниотической жидкостью
Излишнее отклонение датчика в сторону фронтальной плоскости может стать причиной ложноположительной диагностики
о Отсутствие или гипоплазия НК, а также гипоплазия средней части лица:
- Медианная длина НК в 20 нед. составляет 5-7 мм:
Существуют нормативные данные для различных этнических групп
- Находят уплощение профиля лица + ↑ объема мягких тканей перед носовой костью
о Укорочение бедренной кости (БК), укорочение плечевой кости (ПК):
- Длина БК или ПК меньше ожидаемой для данного БПР, а не ГВ:
Ожидаемая длина БК = 0,9 БПР - 9,3
Ожидаемая длина ПК = 0,84 БПР - 7,9
Укорочение БК или ПК диагностируют в том случае, если отношение ожидаемой длины к измеренной составляет - Укорочение ПК является более чувствительным маркером, нежели укорочение БК
о Гиперэхогенный кишечник:
- Эхогенность кишечника > эхогенности кости считается патологией
- Очаговое повышение эхогенности кишечника является более тревожным признаком, чем диффузное
- Высокочастотные ультразвуковые датчики создают ошибочную картину ↑ эхогенности кишечника:
Следует использовать датчик с частотой Усиление сигнала снижают до тех пор, пока не будут визуализироваться только кости и кишечник
- Патология может быть связана с другими осложнениями беременности:
Инфекции, муковисцидоз, плацентарная недостаточность, кровоизлияние внутри амниона
Патология кишечника (атрезия, ишемия, перфорация) о ГВФ:
- «Точка» в желудочке сердца, сигнал от которой по яркости превосходит сигнал от костной ткани:
Слева = справа, может быть несколько
Вероятной причиной является микрокальциноз сосочковых мышц
- Сообщается о вариабельности, связанной с этнической принадлежностью:
ГВФ находят у 10-30% плодов в азиатской популяции
Среди афроамериканцев - 7%; среди жителей ближнего востока - 8%
о Умеренное расширение почечной лоханки (пиелэктазия):
- Патологическим считают размер >4 мм на момент УЗИ анатомии плода
- М:Ж = 2:1
- Для исключения прогрессирующего расширения или обструкции выполняют УЗИ в динамике
о Вентрикуломегалия умеренной выраженности (10-12 мм):
- Ширина бокового желудочка в норме составляет - Для исключения прогрессирующей гидроцефалии выполняют УЗИ в динамике
о Другие маркеры (информативность данных маркеров варьирует):
- Клинодактилия V пальца кисти (кончик пальца скошен медиально):
Гипоплазия средней фаланги
- Сандалевидная стопа:
Расширенный промежуток между I и II пальцами стопы
- Расслоение амниотической и хориальной оболочек:
Незаращение полости между амнионом и хорионом, в норме происходящее к 16-й неделе
о Маркеры, не связанные с Т21:
- Киста сосудистого сплетения (маркер Т18)
- ЕАП
• Тяжелые пороки развития, характерные для Т21:
о Пороки сердца (25-50%):
- Дефект предсердно-желудочковой перегородки
- ДМЖП
- Тетрада Фалло
- Другие дефекты клапанов и сложные пороки сердца
о Аномалии развития ЖКТ (10%):
- Атрезия двенадцатиперстной кишки
- АП
- Омфалоцеле (более характерно для Т18)
о Аномалии развития ЦНС (4-8%):
- Вентрикуломегалия от умеренной до тяжелой
- ГПЭ (более характерна для Т13)
• Гепатоспленомегалия, проявляющаяся лейкозом с транзиторным аномальным миелопоэзом как наиболее частым вариантом:
о Как правило, разрешается спонтанно и имеет благоприятный прогноз
(Слева) У плода с выраженным увеличением ТВП определяются следующие признаки Т21: анасарка, распространяющаяся на мягкие ткани черепа а также уплощение средней части лица. Лобная кость, верхняя челюсть и нижняя челюсть находятся на одном уровне.
(Справа) Клиническая фотография. Т21, водянка плода. Определяется диффузный отек брюшной стенки, что являлось единственным отклонением по результатам УЗИ. Т21 может проявляться анасаркой и водянкой плода вследствие сердечной недостаточности или нарушения лимфодинамики. Наличие водянки плода связано с неблагоприятным прогнозом. (Слева) УЗИ плода с Т21. Односторонний плевральный выпот справа. Объем выпота нарастал, затем стал двусторонним, развилась водянка плода. С помощью торакоцентеза выявлен хилоторакс. Наложение шунта привело к исчезновению водянки плода.
(Справа) УЗИ другого плода с Т21. Выраженное увеличение печени (калиперы). Т21 связана с повышенным риском лейкоза, как правило вследствие транзиторного аномального миелопоэза, который проявляется гепатоспленоме-галией и при лечении имеет благоприятный прогноз. (Слева) УЗИ плода с Т21. В 34 нед. обнаружена атрезия двенадцатиперстной кишки. Двенадцатиперстная кишка В расширена и резко заканчивается. Наличие привратника, соединяющего расширенный желудок с двенадцатиперстной кишкой, подтверждает, что заполненная жидкостью структура является двенадцатиперстной кишкой, а не кистой.
(Справа) Тот же случай. ЦДК. Регургитация жидкости из двенадцатиперстной кишки в желудок Допплеровский сигнал красного цвета визуализирует ток жидкости из двенадцатиперстной кишки, направленный в сторону датчика.
3. Рекомендации по лучевой диагностике:
• Предпочтительный метод исследования:
о Измерение ТВП в I триместре:
- Поиск дополнительных маркеров и пороков развития
о УЗИ анатомии плода во II триместре
- У 50-70% плодов с Т21 обнаруживают как минимум одно нарушение
• Советы по проведению исследования:
о Результаты УЗИ соотносят с исходным риском
о В случае обнаружении маркеров рекомендовано генетическое консультирование
в) Дифференциальная диагностика трисомии 21 у плода:
1. Синдром Тернера (45, X):
• Значительное увеличение ТВП, выявляемое в I триместре
• Отличительный признак - кистозная гигрома:
о Скопление жидкости по задней поверхности шеи плода, содержащее перегородки
о Может определяться на любом сроке беременности
о Связь с водянкой плода
• Сопутствующие пороки развития сердца и почек
2. Т18:
• Изолированные маркеры встречаются редко:
о Отличительным признаком является киста сосудистого сплетения
• Множественные тяжелые пороки развития
о Аномалии развития сердца и конечностей, омфалоцеле
• ЗРП
3. Т13:
• Изолированные маркеры встречаются редко
• Отличительный признак - ГПЭ
г) Патологоанатомические особенности. Общие сведения:
• Генетические факторы:
о Трисомия 21-й хромосомы или ее фрагмента
о 5% случаев обусловлены транслокацией, 1%-мозаицизмом
(Слева) УЗИ плода с отсутствующей носовой костью. С помощью 30-реконструкции диагностирована клинодактилия V пальца кисти - «малый» маркер Т21.
(Справа) УЗИ другого плода с Т21. Клинодактилия V пальца кисти. Укорочение средней фаланги приводит к медиальному искривлению кончика V пальца. Клинодактилия как изолированная находка у пациентов группы низкого риска считается идиопатическим нарушением и нередко наблюдается у нескольких здоровых в остальном членов семьи. (Слева) 3D УЗИ лица плода в III триместре. Т21. Определяются характерные для синдрома черты: уплощенная средняя треть лица и монголоидный разрез глаз Макроглоссия, другой характерный признак Т21, в данном, случае не наблюдается.
(Справа) Клиническая фотография ребенка с Т21. Отмечаются такие характерные черты лица, как складка кожи у внутреннего угла глаза (эпикантус) и низкорасположенная уплощенная переносица. (Слева) УЗИ плода с Т21 в III триместре, сагиттальная плоскость. Определяются уплощение средней части лица и макроглоссия. Язык плода увеличен и выступает изо рта. Макроглоссия редко обнаруживается во II триместре.
(Справа) УЗИ стопы в подошвенной плоскости. Т21, сандалевидная стопа. У плода, помимо некоторых других аномалий развития, определяется устойчивое расширение пространства между I и II пальцами стопы. Незначительные изменения конечностей, такие как сандалевидная стопа и клинодактилия, чаще встречаются у здоровых плодов, чем при Т21.
д) Клинические особенности:
1. Клиническая картина:
• Самые частые субъективные и объективные симптомы:
о Нарушения по результатам УЗИ
о Патологический результат при исследовании внеклеточной ДНК плода
о Патологический результат биохимического скрининга сыворотки крови матери в I триместре:
- ↑ уровня ХГЧ
- ↑ уровня ассоциированного с беременностью протеина А
о Патологический результат биохимического скрининга сыворотки крови матери во II триместре:
- ↓ уровня α-фетопротеина
- ↑ уровня ХГЧ
- ↓ уровня эстриола
- ↑ уровня ингибина А
2. Демографические особенности:
• Возраст:
о 35% детей с Т21 рождаются у женщин старше 35 лет
• Эпидемиология:
о 40-50% случаев завершаются прерыванием беременности (процент варьирует в зависимости от региона мира)
о Частота рождения живых детей с Т21 - 1:700 (США), 1:1000 (Европа)
о Распространенность в I триместре - 1:300
3. Естественное течение и прогноз:
• 80% пациентов с Т21 доживают до 60 лет
• Задержка развития когнитивных функций различной степени
е) Особенности диагностики:
1. Важно знать:
• Чувствительность различных скрининговых методов:
о Внеклеточная ДНК - 99,2% (ДЛПР - 0,1%)
о ТВП - 70% (ДЛПР - 5%)
о ТВП + другие ультразвуковые маркеры + маркеры сыворотки крови матери - 95% (ДЛПР - 3-5%)
• При обнаружении «малых» маркеров у пациенток группы низкого риска используют показатели отношения правдоподобия:
о Соотносят со значением риска, полученным с помощью наиболее достоверного скринингового метода
• Пациенткам группы высокого риска для диагностики предлагают биопсию ворсин хориона или амниоцентез
2. Признаки, учитываемые при интерпретации результатов:
• Некоторые маркеры могут развиться в тяжелые пороки, поэтому нуждаются в мониторинге:
о Пиелэктазия → гидронефроз на фоне обструкции
о Вентрикуломегалия → гидроцефалия на фоне обструкции
о Гиперэхогенный кишечник → кишечная непроходимость
ж) Список использованной литературы:
1. Abele Н et al: First trimester ultrasound screening for Down syndrome based on maternal age, fetal nuchal translucency and different combinations of the additional markers nasal bone, tricuspid and ductus venosus flow. Prenat Diagn. 35(12): 1182-6, 2015
2. Gil MM et al: Analysis of cell-free DNA in maternal blood in screening for fetal aneuploidies: updated meta-analysis. Ultrasound Obstet Gynecol. 45(3):249-66, 2015
Видео этиология, патогенез синдрома Дауна
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 13.11.2021
1. Сокращения:
• Трисомия 18 (Т18)
2. Синонимы:
• Синдром Эдвардса
1. Общие сведения:
• Критерии диагностики:
о I триместр:
- Увеличение толщины ТВП + другие пороки развития о II триместр:
- Множественные тяжелые пороки развития, каждый из которых в отдельности не является отличительным для Т18
- Маркером считается киста сосудистого сплетения:
Практически никогда не является изолированной находкой
- ЗРП
(Слева) УЗИ плода с Т18 во II триместре, поперечный срез через свод черепа. Суженные лобные кости и выступающие боковые части черепа придают голове клубникообразную форму. Данный признак не очевиден, но в случае обнаружения следует провести тщательный поиск других аномалий развития.
(Справа) УЗИ того же плода. Определяют средних размеров ДМЖП. Конечности плода находились в устойчивом положении разгибания, что является признаком артрогрипоза. Наличие нескольких аномалий развития разной степени тяжести стало показанием для амниоцентеза у данной пациентки группы низкого риска. (Слева) УЗИ плода в начале II триместра. Многочисленные кисты сосудистого сплетения. С противоположной стороны сосудистое сплетение также содержало кисты небольших размеров.
(Справа) Наличие кисты сосудистого сплетения стало показанием для тщательного исследования сердца плода. ЦДК на четырехкамерном срезе сердца позволяет обнаружить небольшой ДМЖП. С помощью амниоцентеза диагностирована Т18, в 28 нед. произошла внутриутробная смерть плода. Прогностическое значение нарушений, выявляемых при УЗИ, в отношении внутриутробной смерти плода с Т18 практически отсутствует. В данном случае тяжелые пороки развития плода отсутствовали. (Слева) Клиническая фотография ребенка с Т18. Признаки синдрома могут быть выражены неявно. Приблизительно половина развивающихся случаев беременности, осложненных Т18, завершается рождением живого ребенка.
(Справа) Пальцы кистей ребенка сжаты в кулаки, II и V пальцы лежат поверх III и IV пальцев соответственно. У ребенка было выполнено хирургическое лечение тетрады Фалло. Девочка прожила 11 мес.
2. УЗИ при трисомии 18 у плода:
• Нарушения, выявляемые во время скринингового УЗИ в I триместре и присутствующие в >90% случаев:
о Увеличение ТВП:
- Определение: ↑ объема подкожной жидкости на задней поверхности шеи плода
- ↑ ТВП при Т18 выражено в большей степени, чем при T2I
о Другие аномалии развития, обнаруживаемые в >80% случаев во время скринингового УЗИ в I триместре:
- Отсутствие носовой кости
- Реверсный кровоток в венозном протоке
- Пороки развития плода, нередко множественные:
Пороки сердца
Омфалоцеле
Мегацистис
Пороки развития лица
Пороки развития конечностей
• Нарушения, выявляемые во II триместре и присутствующие практически у всех плодов с Т18:
о Пороки сердца (90%):
- Ряд пороков сердца, связанных с Т18:
ДМЖП
Тетрада Фалло
Двойное отхождение сосудов от ПЖ
Сложные пороки сердца
- Возможен изолированный порок сердца:
Отношение правдоподобия для Т18 составляет 26
о Аномалии костно-мышечной системы (75%):
- Пальцы кистей сжаты в кулаки, II палец лежит «внахлест» (50%):
Одно- или двусторонняя локализация
- Дефект радиального луча
- Вальгусная деформация стопы («стопа-качалка»)
- Косолапость
- Артрогрипоз
о Пороки развития мочевыводящих путей (35%):
- Обструкция нижних мочевых путей
- Гидронефроз
о Пороки развития мозга (30%):
- Распространена патология ЗЧЯ:
СДУ, недоразвитие червя мозжечка
Гипоплазия мозжечка, РБЦ
- ГПЭ:
Отличительная аномалия Т13; Т18 является второй по частоте причиной
Алобарная, семилобарная или лобарная
- Недоразвитие мозолистого тела
- Вентрикуломегалия неизвестной этиологии о Аномалии развития лица (20%):
- Расщелина верхней губы и нёба (двусторонняя или срединная):
Обычно сочетается с аномалиями развития головного мозга по срединной линии
- Микрогнатия
- Низкорасположенные ушные раковины
- Гипертелоризм/микрофтальм
о Кистозная гигрома ± водянка плода (20%):
- Отличительная аномалия синдрома Тернера
о Аномалии развития ЖКТ (20%):
- Омфалоцеле:
Чаще всего содержит только кишечник
Омфалоцеле, содержащее печень, также ↑ риск анеуплоидии
- Диафрагмальная грыжа:
Среди всех аномалий кариотипа Т18 является самой частой причиной
- АП:
Чаще встречается при Т21
о Расщепление позвоночника (12%):
- Среди всех аномалий кариотипа Т18 является самой частой причиной
- Сочетается с мальформацией Киари 2-го типа
о Патология плаценты:
- Гипоплазия плаценты
- Редко - кистозные изменения плаценты (чаще при три-плоидии)
о Многоводие:
- ЗРП + многоводие связаны с неблагоприятным прогнозом
о У большинства плодов ЗРП имеет прогрессирующий характер:
- Нередко определяется на ранних сроках (14-24 нед.)
• Маркеры Т18, определяемые во II триместре (почти всегда сочетаются):
о Отличительный маркер - киста сосудистого сплетения:
- Кисту сосудистого сплетения обнаруживают у 50% плодов с Т18; однако она присутствует и у 1-2% здоровых плодов:
Киста сосудистого сплетения как изолированная находка при Т21 встречается крайне редко
- Киста сосудистого сплетения крупных размеров (>10 мм) с большей вероятностью связана с Т18
- Двусторонняя киста сосудистого сплетения не связана с повышением риска Т18
- Почти всегда спонтанно разрешается к 32-й неделе
о Клубникообразная форма черепа:
- Узкая передняя часть, выступающие боковые части
о ЕАП - 50% плодов с Т18:
- Присутствует у 1-2% здоровых плодов
о ТВП ≥ 6 мм
3. Рекомендации по лучевой диагностике:
• Предпочтительный метод исследования:
о Скрининговое измерение ТВП в I триместре + исследование анатомии плода
о Скрининговое УЗИ анатомии плода во II триместре
• Советы по проведению исследования:
о В случае увеличения ТВП для исследования анатомии плода предпочтительно использовать ТВУЗИ:
- При обнаружении аномалий развития вместо скрининговых тестов с исследованием сыворотки крови рекомендована биопсия ворсин хориона
о При обнаружении кисты сосудистого сплетения во время скрининга во II триместре рекомендовано тщательное исследование конечностей и сердца плода:
- Затрудненная визуализация или отклонение сердечной оси являются показаниями для ЭхоКГ
о В случае малых размеров плода не следует автоматически изменять предполагаемый срок беременности, поскольку возможна ранняя ЗРП:
- Необходима комплексная оценка полученных результатов
в) Дифференциальная диагностика трисомии 18 у плода:
1. Синдром Пены-Шокейра (псевдотрисомия 18):
• Многие признаки совпадают с Т18; главный признак - нейрогенный артрогрипоз
• Некоторыми авторами заболевание рассматривается в рамках фетальной акинезии
• 92% детей умирают в течение 1-го месяца жизни
• Аутосомно-рецессивный тип наследования
2. Т13:
• ГПЭ (алобарная, семилобарная, лобарная)
• Характерные пороки развития лица:
о Двусторонняя или срединная расщелина верхней губы и нёба
о Гипбтелоризм, циклопия, анофтальм
о Пороки развития носа, хоботообразная деформация лица (пробосцис)
• Пороки сердца, омфалоцеле, полидактилия
• ЗРП
3. Триплоидия:
• Полный дополнительный набор хромосом
• Выраженная ЗРП на ранних сроках
• Отличительный признак (присутствует не всегда) — кистозное перерождение плаценты
• Множественные аномалии развития
4. Синдром Смита-Лемли-Опица:
• ЗРП (ключевой признак - микроцефалия)
• Пальцы кистей сжаты в кулаки
• Пороки развития гениталий
• Аутосомно-рецессивный тип наследования
(Слева) УЗИ плода в 12 нед., средняя сагиттальная плоскость. Выраженное увеличение ТВП (калиперы).
(Справа) Кроме того, определяется крупный окруженный капсулой дефект передней брюшной стенки. Пуповина прикрепляется поверх образования. Выявленные нарушения выступают признаками омфалоцеле. В тот же день была выполнена биопсия ворсин хориона, диагностирована Т18. Следует помнить, что физиологическая грыжа передней брюшной стенки в норме исчезает к 12-й неделе беременности. (Слева) УЗИ верхних конечностей плода, поперечная плоскость. Кисти медиально отклонены, что позволяет заподозрить двусторонний дефект радиального луча.
(Справа) Тот же случай. УЗИ брюшной полости, поперечный срез. Определяются омфалоцеле, содержащее петли кишечника и окруженное оболочкой, а также отек брюшной стенки. Исследование анатомии плода во время скринингового УЗИ в I триместре позволяет выявить >90% плодов с Т18. (Слева) УЗИ плода в 13 нед. Отмечаются признаки кистозной гигромы и водянки плода: выраженный отек передней брюшной стенки, а также ↑ ТВП содержащего перегородки (не показаны на снимке).
(Справа) Кроме того, при исследовании лица определяется близкое расположение глазных яблок (гипотелоризм), связанное с ГПЭ (не показана на снимке). Несмотря на наличие отличительных признаков синдрома Тернера (кистозная гигрома) и Т13 (ГПЭ), у плода диагностирована Т18 (аномалии, характерные для Т18, отсутствуют).
1. Клиническая картина:
• Самые частые субъективные и объективные симптомы:
о Множественные пороки развития ± «малые» маркеры во II триместре
о Увеличение ТВП в I триместре ± пороки развития
о Патологические результаты исследования внеклеточной ДНК плода:
- Чувствительность - 97,9%, ДЛПР - 0,04%
- Неинформативный результат теста по внеклеточной ДНК может означать ↑ риска Т18 и Т13:
Неинформативность обусловлена низкой концентрацией фетальной фракции ДНК
Следует предложить инвазивную диагностику
о Патологические результаты биохимического скрининга в I триместре:
- ↓ уровня ассоциированного с беременностью протеина А
- ↓ уровня β-субъединицы ХГЧ
- Чувствительность теста - 90%
о Патологический результат четверного скринингового теста:
- ↓ уровня α-фетопротеина
- ↓ уровня ХГЧ
- ↓ уровня эстриола
- ↓ уровня ингибина А
- Чувствительность теста - 80%
2. Демографические особенности:
• Возраст:
о Фактором риска является старший репродуктивный возраст матери
• Эпидемиология:
о Распространенность - 1:6000-8000 детей, родившихся живыми
о Распространенность среди плодов 1:2500
• Риск повторного возникновения:
о ОП для Т18 при повторной беременности - 3,8
о ОП для любой трисомии при повторной беременности -1,4
3. Естественное течение и прогноз:
• Большинство случаев беременности плодом с Т18 прерывают по желанию родителей
• 50% развивающихся случаев беременности завершаются внутриутробной смертью плода:
о Прогноз в отношении внутриутробной смерти плода по результатам УЗИ невозможен
• 50% завершаются рождением живого ребенка: о 20% детей способны прожить более 1 мес.:
- Медианная продолжительность жизни - 3-15 дней
о По данным большинства исследований, 5-10% детей могут прожить более 1 года
• Согласно результатам многоцентрового исследования (США), 5-летняя выживаемость составляет 12,3%:
о Прогностические факторы длительной выживаемости: рождение на сроке >37 нед., отсутствие тяжелых пороков сердца и омфалоцеле
• «Агрессивное» акушерское и неонатологическое ведение не улучшает долгосрочную выживаемость:
о Родоразрешение с помощью КС не улучшает выживаемость
• Выжившие дети являются глубокими инвалидами
4. Лечение трисомии 18:
• Прерывание беременности
• Паллиативная помощь
• В отдельных случаях - поддерживающая терапия и «агрессивное» лечение нарушений
• В большинстве случаев избегают проведения токолиза и КС
е) Особенности диагностики. Важно знать:
• При обнаружении пороков во время скрининга в I триместре предлагают диагностическое генетическое обследование:
о Диагностическими методами являются биопсия ворсин хориона и амниоцентез
о Исследование внеклеточной ДНК является скрининговым методом
• При наличии аномалий, связанных с анеуплоидией, предлагают диагностическое генетическое обследование
• При обнаружении изолированных маркеров показано генетическое консультирование:
о У пациентов группы низкого риска наличие изолированных маркеров, как правило, не повышает риск о Для расчета риска необходимы результаты скрининга с исследованием сыворотки крови матери
ж) Список использованной литературы:
1. Revello R et al: Screening for trisomies by cell-free DNA testing of maternal blood: consequences of failed result. Ultrasound Obstet Gynecol. ePub, 2016
2. Meyer RE et al: Survival of children with trisomy 13 and trisomy 18: A multistate population-based study. Am J Med Genet A. 170(4):825-37, 2015
3. Russo FM et al: Parental counseling in trisomy 18: Novel insights in prenatal features and postnatal survival. Am J Med Genet A. 170(2):329—36, 2015
4. Wagner P et al: First-trimester screening for trisomy 18,13, triploidy and Turner syndrome by a detailed early anomaly scan. Ultrasound Obstet Gynecol. ePub, 2015
5. Bronsteen R et al: Second-trimester sonography and trisomy 18. J Ultrasound Med. 23(2):233—40, 2004
- Вернуться в оглавление раздела "Акушерство."
Неинвазивный ДНК
Несомненно, вопрос, который интересует каждую семью, родится ли ребенок здоровым.
Именно ответу на этот вопрос посвящена вся пренатальная диагностика, то есть исследование здоровья ребенка до его рождения.
Одной из частых патологий плода являются анеуплоидии. К сожалению, анеуплоидии в большинстве случаев невозможно определить при помощи только ультразвукового исследования, поэтому врачи прибегают к дополнительным методам.
Забор крови – 200 руб.
Неинвазивный ДНК-скрининг анеуплоидий – 25 000 руб.
ЧТО ТАКОЕ АНЕУПЛОИДИЯ?
У большинства людей 46 хромосом, 22 пары аутосом и 2 половые (две Х хромосомы у женщин, одна Х хромосома и одна Y хромосома у мужчин). Анеуплоидия – нарушение в геноме человека при котором число хромосом не кратно нормальному, то есть каких-то хромосом больше или меньше, чем нужно. Чаще всего у новорожденных встречаются трисомия по 21 хромосоме («лишняя» 21 хромосома) – синдром Дауна (1/700), трисомия по 18 хромосоме – синдром Эдвардса (1/6000), трисомия по 13 хромосоме – синдром Патау (1/15 000).
КАК ОПРЕДЕЛИТЬ ЕСТЬ ЛИ У ПЛОДА АНЕУПЛОИДИЯ?
Существует общепринятая схема комбинированного скрининга первого триместра, которая включает УЗИ в сроке 11-14 недель, и определение материнских сывороточных маркеров (связанного с беременностью плазменного протеина А (РАРР-А) и свободной бета-субъединицы хорионического гонадотропина) с последующим программным комплексным расчетом индивидуального риска рождения ребенка с хромосомной патологией.
К сожалению, эта система не вполне совершенна.
Скрининг первого триместра необходим, так как позволяет определить женщин с повышенным риском анеуплоидии у плода и изучить «анатомию» плода, выявить грубые пороки развития, доступные определению на данном сроке. К сожалению, он выявляет около 80% беременностей с синдромом Дауна. То есть 20% беременностей с синдромом Дауна пропускается.
Единственным методом, позволяющим однозначно поставить диагноз анеуплоидии плода, является прямое исследование материала плода – кариотипирование, для которого необходима инвазивная диагностика – биопсия хориона, плаценты или амниоцентез.
Даже если противопоказаний нет, не все женщины охотно соглашаются на инвазивную процедуру, поскольку наличие анеуплоидий у плода подтверждается далеко не всегда.
Известно, что только в 15% случаев при высоком риске анеуплоидии по данным комбинированного скрининга первого триместра, подтверждается наличие хромосомной анеуплоидии у плода.
Риск осложнений от проведения инвазивных процедур составляет около 1-2% после биопсии хориона и 0,5% после амниоцентеза, однако в группах с осложненным течением беременности, он может достигать 5%.
Кроме того, при ряде клинических ситуаций (например, при кровотечениях в ранние сроки беременности или привычных выкидышах) проведение инвазивных процедур противопоказано.
Что поможет сделать правильный выбор? Проводить или не проводить инвазивную диагностику, если есть относительные показания – возрастной риск, неоднозначные результаты комбинированного скрининга первого триместра, осложненное течение беременности?
В настоящее время появилась возможность ответить на многие из этих вопросов при помощи неинвазивного пренатального ДНК-скрининга (НИПС).
ЧТО ТАКОЕ НЕИНВАЗИВНЫЙ ПРЕНАТАЛЬНЫЙ ДНК-СКРИНИНГ АНЕУПЛОИДИЙ?
Неинвазивный пренатальный ДНК-скрининг анеуплоидий (НИПС) позволяет определить риск наличия анеуплоидии у плода по анализу крови беременной женщины. В плазме крови беременной женщины помимо ее собственной ДНК содержится ДНК плода, составляющая в среднем 5-15% от всей ДНК материнской плазмы. При проведении НИПС выделяется вся ДНК, которая содержится в плазме крови беременной женщины. Проводится секвенирование (чтение) последовательности фрагментов ДНК с помощью секвенирования нового поколения, определяется к какой из хромосом относится каждый из фрагментов ДНК и подсчитывается количество фрагментов, приходящихся на каждую хромосому. Обычно у мамы 46 хромосом и, если для какой-то из хромосом число фрагментов больше или меньше чем обычно, предполагается, что у плода присутствует лишняя хромосома или не хватает хромосомы.
ЧТО МОЖНО УЗНАТЬ С ПОМОЩЬЮ НИПС?
Обычно НИПС используется для определения риска наличия анеуплоидий по 5 хромосомам: 13, 18, 21, X и Y, а также определения пола плода. Это связано с тем, что большинство больных детей рождается с нарушениями именно по этим хромосомам. Для этих хромосом исследовано большое количество образцов и определены чувствительности и специфичность метода. Поскольку мы проводим секвенирование всего генома, то можем получить дополнительную информацию и определить число копий любой из 24 хромосом.
НАСКОЛЬКО ТОЧЕН НИПС?
ЧТО ДАЮТ РЕЗУЛЬТАТЫ НИПС?
При наличии низкого риска по результатам НИПС Вы понимаете, что с вероятностью более 99% вынашиваете ребенка с нормальным набором хромосом. Врачи проводят стандартное наблюдение и ведение беременности.
При наличии высокого риска анеуплоидии по данным НИПС необходимо проведение инвазивной процедуры для подтверждения наличия анеуплоидии у плода.
ВСЕГДА ЛИ НЕОБХОДИМО ПОДТВЕРЖДАТЬ ДИАГНОЗ ИНВАЗИВНЫМ ТЕСТОМ?
Да, безусловно. Результаты НИПС, которые говорят об анеуплоидии, обязательно должным быть подтверждены кариотипированием.
Необходимо понимать, что НИПС – скрининговое, а не диагностическое исследование, позволяющее определить женщин, с высоким риском наличия анеуплоидии у плода, но не устанавливающее наличии анеуплоидии. Результаты НИПС не могут являться основанием для прерывания беременности. Беременность может быть прервана, если хромосомная анеуплоидия подтверждена методами инвазивной диагностики, либо при выявлении грубых пороков развития по данным УЗИ. При этом решение о прерывании или пролонгировании беременности принимает беременная женщина.
КАКИЕ ОГРАНИЧЕНИЯ ЕСТЬ У НИПС?
Источником ДНК плодового происхождения в плазме крови беременной женщины являются в основном клетки плаценты. В очень редких случаях может наблюдаться явление мозаицизма у плода и в плаценте. То есть кариотип плаценты может не совпадать с кариотипом плода. Это может приводить к ложноположительным и ложноотрицательным результатам. Именно поэтому положительные результаты НИПС необходимо подтверждать с использованием инвазивных методов, а отрицательные результаты не могут гарантировать на 100% отсутствие анеуплоидии у плода.
Ограничением метода является наличие у женщины опухолей, в этом случае возможно наличие ложноположительных результатов, поскольку в опухолях нередко встречается изменения числа копий хромосом и их частей.
Примерно у 1 из 250 беременных женщин встречается неравномерное распределение половых хромосом в своих собственных клетках (трисомия или мозаичная моносомия по Х хромосоме). В этом случае невозможно определение риска наличия анеуплоидий по половым хромосомам у плода.
ЧТО ДЕЛАТЬ ЕСЛИ У ПЛОДА ОБНАРУЖЕНЫ НАРУШЕНИЯ РАЗВИТИЯ ПО ДАННЫМ УЗИ, А ПО ДАННЫМ НИПС РИСК АНЕУПЛОИДИЙ НИЗКИЙ?
В этом случае необходима консультация врача-генетика. Может быть рекомендовано проведение инвазивной диагностики с последующим молекулярным кариотипированием. Во многих случаях нарушения могут быть обусловлены анеуплоидиями, а микроделециями, моногенными заболеваниями и другими изменениями, которые не возможно определить с помощью НИПС. Кроме того, примерно в 1% случаев анеуплоидий у плода возможны ложноотрицательные результаты НИПС.
ЕСЛИ ВЫЯВЛЕН ВЫСОКИЙ РИСК НАЛИЧИЯ «РЕДКОЙ» АНЕУПЛОИДИИ, ЧТО ЭТО ЗНАЧИТ?
Мы проводим тестирование по всем хромосомам и можем получить информацию по изменению числа копий для всех хромосом, но необходимо правильно понимать ее значение для скрининга и диагностики.
В 1 из 300 исследований обнаруживается высокий риск наличия «редкой» анеуплоидии (анеуплоидии по любой из хромосом кроме 13, 18, 21, X и Y). Поскольку ДНК плодового происхождения в плазме крови беременной женщины это в основном ДНК клеток плаценты. Обнаружение высокого риска наличия «редкой» анеуплоидии по данным НИПС в большинстве случаев связано с наличием анеуплоидных клеток в плаценте при нормальном кариотипе плода. Беременности плодом с анеуплоидиями по остальным хромосомам обычно самостоятельно прерываются на ранних сроках.
При обнаружении высокого риска наличия «редкой» анеуплоидии рекомендуется определение тактики ведения беременности совместно врачом-генетиком и акушером-гинекологом с учетом всех данных о состоянии плода и матери. В большинстве случаев эта информация нацеливает врача на более внимательное ведение беременности, так как она может протекать с осложнениями, связанными с нарушениями функции плаценты, при этом плод не страдает хромосомной анеуплоидией.
До проведения исследования вы можете выбрать хотите ли вы получить дополнительную информацию о выявлении наличии риска «редких» анеуплоидий помимо анеуплоидий по 13, 18, 21, X и Y хромосомам.
МОЖЕТ ЛИ АНАЛИЗ НИПС НЕ ПОЛУЧИТЬСЯ?
В ряде случаев, по объективным причинам результаты получить не удается, например при сниженной доле ДНК плода. В этом случае может быть рекомендован перезабор на более поздних сроках либо инвазивная процедура, так как сниженная доля ДНК плода может свидетельствовать о риске наличия нарушений у плода.
В случае низкой доли ДНК плода повторное исследование проводится бесплатно. Если доля ДНК плода остается низкой, проведение исследование в третий раз нецелесообразно, рекомендуется проведение инвазивной диагностики.
МОЖНО ЛИ ПРОВЕСТИ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИ МНОГОПЛОДНОЙ БЕРЕМЕННОСТИ?
Да, это возможно. Точность теста сопоставима с точностью для одноплодной беременности, при этом невозможно определить у какого из плодов обнаружена анеуплоидия. Для того, чтобы быть уверенными в точности результата увеличивают минимально необходимую доля ДНК плода (то есть предъявляют к анализу более строгие требования). При многоплодной беременности определение риска наличия анеуплоидий по половым хромосомам не проводится.
КОМУ РЕКОМЕНДУЕТСЯ ПРОВЕСТИ НЕИНВАЗИВНЫЙ ПРЕНАТАЛЬНЫЙ ДНК-СКРИНИНГ?
При отсутствии ограничений, исследование может проводится ВСЕМ беременным женщинам (по желанию).
ОСОБЕННО ВАЖНО ПРОВЕДЕНИЕ НИПС:
- Беременным женщинам старше 35 лет
- При сомнительных результатах комбинированного скрининга первого триместра
- Женщинам, у которых уже был случай беременности ребенком с анеуплоидии в анамнезе.
- При высоком риске хромосомных аномалий плода по результатам комбинированного скрининга первого триместра и наличии противопоказаний к проведению инвазивной диагностики и задокументированном отказе женщины от проведения инвазивной процедуры.
КОГДА ПРОВОДИТСЯ НЕИНВАЗИВНЫЙ ПРЕНАТАЛЬНЫЙ ДНК-СКРИНИНГ?
Обычно исследование проводят на сроке от 10 до 17 акушерских недель беременности. Это связано с необходимостью в случае высокого риска анеуплоидии у плода получить подтверждение диагноза инвазивными методами до 22 недели беременности.
ПОЧЕМУ С 10 НЕДЕЛЬ?
Важным параметром при проведении исследования является доля ДНК плода, она растет с увеличением срока беременности. На сроке 10 недель в 99% случаев доля ДНК плода оказывается достаточной для анализа, на более ранних сроках вероятность того, что доля ДНК плода будет не достаточной - выше. Кроме того, на сроке 11-14 недель проводится скрининговое УЗИ на котором подтверждается, что беременность развивается нормально.
НЕИНВАЗИВНЫЙ ПРЕНАТАЛЬНЫЙ ДНК-СКРИНИНГ НЕ ПРОВОДИТСЯ:
- При наличии опухолевых заболеваний и трансплантированных органов и тканей.
СКОЛЬКО ДНЕЙ ТРЕБУЕТСЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОТВЕТА ПОСЛЕ СДАЧИ КРОВИ?
ЧТО МНЕ ДАЕТ ИНФОРМАЦИЯ, ПОЛУЧЕННАЯ БЛАГОДАРЯ НЕИНВАЗИВНОМУ ПРЕНАТАЛЬНОМУ ДНК-СКРИНИНГУ?
- Самое дорогое – спокойствие. Спокойствие, если низкий риск анеуплоидии. Вы понимаете, что даже если Ваша беременность сопровождается угрозой прерывания, это не связано с хромосомными нарушениями у плода.
- Если же беременность протекает благополучно, то тем более приятно осознавать, что и у ребенка все в полном порядке.
- И наконец, уверенность в верном принятии решения для проведения инвазивной пренатальной диагностики, если риск хромосомных аномалий высокий.
Помните, что Вы всегда можете посоветоваться с врачом, задать все интересующие Вас вопросы по пренатальной диагностике и ведению Вашей беременности.
Неинвазивная диагностика анеуплоидий у плода: от идеи к продукту
Обзор
Яблоня без яблок бесполезна. Без ствола и ветвей яблоня будет без яблок, то есть бесполезна. Яблоня без корней нежизнеспособна.
Автор
Редакторы
Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Генетические заболевания в разной степени ухудшают качество и продолжительность жизни человека. Иногда их можно и не заметить, если повезет не встретиться с триггером, запускающим каскад поломок в организме. А какие-то генетические нарушения неизбежно приводят к боли, страданиям и смерти. Некоторые из них протекают настолько тяжело, что считаются медицинскими показаниями к искусственному прерыванию беременности. Такие состояния можно детектировать неинвазивно на ранних сроках, что создает основу для этически очень непростого, но осознанного решения родителей о прекращении или продолжении беременности. Число подобных анализов с каждым годом растет, на высококонкурентном рынке соревнуются несколько компаний. В этой заметке рассмотрим способ, применяемый фирмой Natera. При этом важно понимать, что высокотехнологичный коммерческий продукт вырастает из результатов фундаментальных исследований, которые на первый взгляд практической пользы не несут, а лишь удовлетворяют любопытство увлеченных людей.
Конкурс «Био/Мол/Текст»-2020/2021
Эта работа опубликована в номинации «Академия & Бизнес» конкурса «Био/Мол/Текст»-2020/2021.
Генеральный партнер конкурса — ежегодная биотехнологическая конференция BiotechClub, организованная международной инновационной биотехнологической компанией BIOCAD.
Спонсор конкурса — компания SkyGen: передовой дистрибьютор продукции для life science на российском рынке.
Спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.
У всех увлеченных людей есть потребность в удовлетворении своего любопытства. Некоторым из нас везет — это можно делать в рабочее время за счёт денег налогоплательщиков или потребителей. На первый взгляд такой процесс с непредсказуемым результатом может показаться неэффективным расходом ресурсов. Но это не так. Технологические прорывы возникают только тогда, когда кто-то рискует, дает волю своей фантазии и начинает использовать ресурсы неожиданным образом. При этом если результат Его Величества Эксперимента известен заранее, то это уже не эксперимент, а копирование чужой идеи. Замечу, что творческую деятельность сложно выполнять по приказу. «Иванов, до 31 числа жду от тебя пять озарений», — звучит смешно, но реально. Бóльшая часть научных открытий никакой прямой пользу обществу не несет. Фундаментальная наука создает основу для прикладной; конечный результат — статья в рецензируемом научном журнале, то есть идея с зафиксированным приоритетом. Прикладная же наука скорее использует эти статьи в попытке найти им применение; конечный результат — патент, то есть защищенный от копирования вариант использования идеи. Патенты могут быть востребованы бизнесом для создания коммерчески доступных продуктов, которые удовлетворяют нужды потребителей и приумножают вложенный капитал. Получается пирамида «ворох идей → горсть применений → щепотка продуктов». Не идеально, но ничего эффективнее нет — только так идеи становятся коммерчески доступными продуктами [1]. В этой заметке рассмотрим один из успешных примеров, (слегка) изменивших мир.
А в чем проблема?
В 2004 году моя сестра родила сына с синдромом Дауна. Ребенка не стало через шесть дней после рождения. Это был опустошающий опыт для всей нашей семьи. Я основал компанию Natera, потому что верю, что все семьи заслуживают доступа к технологиям, которые предлагают раннее обнаружение генетических заболеваний.
Мэтью Рабинович,
основатель компании Natera.
Качество и продолжительность жизни зависит от генетических особенностей индивидуума и давления внешней среды. Некоторые генетические нарушения могут настолько сильно ухудшить физическое, душевное и социальное благополучие человека, что считаются медицинскими показаниями к искусственному прерыванию беременности.
В ядре человеческой клетки в норме 23 пары хромосом. Одну хромосому из каждой такой пары мы получаем от папы, а вторую — от мамы. А потом передаем своим детям 23 хромосомы, скомпонованные из отцовских и материнских хромосом. А второй родитель добавляет другой перемешанный вариант 23 хромосом. В результате встречи двух гамет (сперматозоида и яйцеклетки) может образоваться эмбрион с 23 парами хромосом. Но иногда что-то идет не так, и у нового организма общее число хромосом отличается от 46-и. Такое нарушение называют анеуплоидией (строго говоря, это «некратное увеличение набора хромосом»). В самых тяжелых случаях эмбрион в принципе не будет развиваться, имплантации не произойдет — и женщина даже не заметит признаков не начавшейся беременности [2]. Иногда беременность наступит, но преждевременно прервется — произойдет выкидыш [3]. А при некоторых анеуплоидиях (например, синдроме Дауна) эмбрион разовьется, и беременность может завершиться родами. Часть родителей отказывается от детей с особенностями развития, часть посвящает себя уходу за ребенком. Современные методы позволяют диагностировать анеуплоидии на ранних стадиях развития плода, что, повторюсь, является медицинским показанием к искусственному прерыванию беременности. Результат такого анализа может стать основой для этически очень непростого, но осознанного решения родителей о прекращении или продолжении беременности. Отмечу, что синдром Дауна — далеко не единственный результат анеуплоидий. Также, например, возможно развитие синдромов Эдвардса, Патау и других генетических отклонений от условной нормы.
Как диагностировать анеуплоидии?
Достоверно диагностировать анеуплоидию можно только определив число хромосом в геноме плода. Но как безопасно получить биоматериал? Человеческий эмбрион развивается в амниотической полости. Этот мешок окружен плодными оболочками, внутренняя часть которых называется амнионом. Кстати говоря, в русском языке есть выражение «в рубашке родился». Такой «рубашкой» (рис. 1) называют неразорвавшиеся во время родов плодные оболочки. Эмбрион плавает в околоплодных водах (амниотической жидкости), в которой есть отмершие клетки плода. В результате анализа генома этих клеток можно посчитать число хромосом нового организма.
Рисунок 1. «В рубашке родился»!
Амниотическую жидкость для анализа получают в результате амниоцентеза. Такая инвазивная процедура заключается в проколе амниотической оболочки и заборе околоплодных вод для анализа. Надо отметить, что амниоцентез может провоцировать выкидыши. Вероятность такого неблагополучного исхода беременности составляет примерно 30 случаев на 10 000 процедур [4]. Существуют и другие способы инвазивной пренатальной диагностики с сопоставимыми рисками. При этом в среднем из 10 000 новорожденных 13 появляются на свет с синдромом Дауна [5]. Это значит, что, грубо говоря, инвазивная диагностика скорее приведет к выкидышу, чем выявит анеуплоидии плода.
Как неинвазивно диагностировать анеуплоидии?
В 1969 году в крови беременной женщины обнаружили клетки, содержащие Y-хромосомы [6]. В результате родов на свет появился мальчик. Таким образом, стало понятно, что клетки плода могут находиться в крови беременной женщины. Тем не менее таких клеток мало, что затрудняет разработку рутинных диагностических тестов [7]. Затем в 1997 году фетальную (от лат. fetus — плод) ДНК обнаружили в плазме крови беременных женщин [8]. Отмечу, что плазма — это жидкая бесклеточная фракция крови, в которой взвешены форменные элементы, то есть клетки крови. Таким образом, в результате такой малоинвазивной процедуры, как забор крови беременной женщины, можно исследовать ДНК плода. Тем не менее существующий на начало 2000-х годов уровень развития технологий не предполагал рутинного решения для диагностики анеуплоидий [9].
А причем тут высокопроизводительное секвенирование?
Иногда в результате творчества научных сотрудников и преобразования возникших идей в коммерчески доступный продукт мир меняется. В 2005 году произошла революция. Компания 454 Life Sciences стала продавать первый прибор для высокопроизводительного секвенирования [10]. Этот подход был основан на идее, опубликованной в 1998 году [11]. Затем в конкурентной борьбе технология-пионер проиграла другим методам [12]. Сейчас чаще всего используют секвенаторы производства компаний Illumina и Thermo Fisher Scientific [13]. Эти технологии не идеальны — исходные нуклеиновые кислоты служат матрицей для создания новых фрагментов ДНК. То есть на подготовительном этапе возможны искажения, вклад которых сложно оценить. Иначе говоря, происходит косвенное секвенирование — идентифицируют не исходные последовательности, а производные от исходных. Недавно появились способы прямого секвенирования нуклеиновых кислот — технологии компаний Oxford Nanopore [14] и Pacific Biosciences [13] позволяют секвенировать нуклеиновые кислоты без посредников.
Но всё это не важно. Мир поменялся — стало возможным одновременно секвенировать много нуклеотидных последовательностей, что на несколько порядков удешевило ряд исследований. Например, секвенирование генома человека при помощи метода, описанного в конце 1970-х годов [15], стоило несколько миллиардов долларов в конце 1990-х — начале 2000-х годов. Сейчас же получение аналогичных данных обойдется в несколько сотен долларов. Неинвазивная диагностика анеуплоидий, по сути, стала возможной благодаря этой технологической революции.
Исследование фетальной ДНК из свободной от клеток фракции крови, то есть плазмы, стало доступным за счет появления методов высокопроизводительного секвенирования. Существуют разные способы выполнения такого анализа. Запатентованный компанией Natera метод вошел в широкую клиническую практику [16]. Для исследования внеклеточную ДНК выделяют из плазмы крови беременной женщины. Затем некоторые фрагменты этой ДНК амплифицируют и секвенируют. Параллельно то же самое делают с геномной ДНК мамы и папы. В результате получают массивы данных высокопроизводительного секвенирования, в которых зашифрована информация о десятках тысяч однонуклеотидных полиморфизмов (ОНП). Эти большие данные обрабатывают при помощи соответствующего алгоритма [17].
Что такое однонуклеотидный полиморфизм?
В норме нуклеотидные последовательности одного человеческого организма продублированы. Мы получаем 23 хромосомы от мамы и 23 хромосомы от папы. Это значит, что каждая позиция генома существует в двух вариантах, или аллелях. При этом некоторые позиции генома у разных людей не совпадают, то есть полиморфны. А бывает, что и у одного человека на двух аллелях в одной и той же позиции разные нуклеотиды. Если один нуклеотид не совпадает, а окружающие его соседние нуклеотиды совпадают, то это однонуклеотидный полиморфизм (ОНП). Например, у Маши в 231 позиции гена qwerty на обоих аллелях расположен нуклеотид G (дезоксигуанозин-5′-монофосфат). А у Пети в этой же позиции на одной аллели G, а на второй C. Значит, для Маши и Пети эта позиция полиморфна. И для одного Пети, кстати, тоже полиморфна. А теперь представьте, что рассматриваем всю человеческую популяцию — тогда таких ОНП наберется довольно много.
В методе NATERA рассматривают только два самых частых варианта ОНП. Для упрощения обозначим первый вариант ОНП символом «А», а второй — символом «В». Если секвенировать один человеческий организм, то возможно три варианта сочетаний ОНП из двух хромосом: АА, АВ и ВВ. Для каждого ОНП измеряют частоту встречаемости ОНП «А», то есть фракцию «А». Для сочетания АА это значение будет равно 100%, для сочетания АВ — 50%, а для сочетания ВВ — 0%. Теперь усложним задачу — пусть в образце есть ДНК из двух разных организмов. Тогда, если в обоих организмах ОНП присутствует в одинаковом варианте АА, то частота А составит 100%. Но возможна и такая ситуация, что в одном организме есть сочетание АА (на двух хромосомах одинаковый ОНП — «А»), а в другом — АВ (на одной хромосоме ОНП «А», а на второй — «В»). Тогда общая фракция «А» будет меньше 100%. Это значение зависит от соотношения между количеством ДНК разных организмов в образце. Если материнской ДНК 99%, а фетальной — 1%, то разница будет незаметна для человеческого глаза. А если материнской ДНК 50%, и фетальной ДНК тоже 50%, то частота «А» в смеси составит 75%. И так далее — возможны разные сочетания вариантов АА, АВ, ВВ из двух разных организмов. Подобную ситуацию можно проиллюстрировать графиком (рис. 2 и 3). Исследуемые ОНП располагают по абсциссе согласно месту локализации в геноме, фракции «А» для каждого ОНП откладывают по ординате. Если оба организма содержат нормальное число хромосом, то получится что-то подобное рисунку 2. Вклад фетальной ДНК приводит к распределению точек в отдельные кластеры-отпечатки, которые можно использовать для определения числа копий хромосомы.
Рисунок 2. Визуализация результатов секвенирования внеклеточной ДНК плазмы крови беременной женщины. В методе NATERA рассматриваются такие ОНП, для которых возможны два варианта нуклеотидов. Для упрощения первый вариант ОНП обозначают символом «А», а второй — символом «В». Доля фетальной ДНК в образце составила 28,1%. На оси абсцисс расположены все ОНП согласно позиции в хромосоме. Название хромосом указано над графиком. Каждая точка представляет собой один ОНП, где точное положение по оси Y отображает совместную фракцию «А» материнской и фетальной ДНК. Точки красного цвета соответствуют сочетанию вариантов АА у матери на двух хромосомах, синего — сочетанию ВВ, зеленого — сочетанию АВ. В образце следов анеуплоидии нет. Также отсутствуют ОНП, принадлежащие Y-хромосоме, то есть плод — женского пола.
А теперь представим ситуацию, когда одна из хромосом плода продублирована. Тогда получится что-то подобное рисунку 3.
Рисунок 3. Визуализация результатов секвенирования внеклеточной ДНК плазмы крови беременной женщины. Доля фетальной ДНК в образце составила 19,2%. Описание этого рисунка аналогично предыдущему.
А что с коммерциализацией?
Сейчас услугой компании Natera воспользовались более двух миллионов беременных женщин из нескольких десятков стран. Стоимость анализа составляет сотни долларов, что доступно для значимой части целевой аудитории продукта. Число проводимых тестов с каждым годом растет, то есть рынок далек от насыщения. Запатентованная технология неинвазивного выявления анеуплоидий у плода во время беременности — одна из двух основных приносящих доход продуктов компании Natera. За первые три месяца 2020 года общий доход компании составил 94 миллиона долларов, валовая прибыль — 49 миллионов долларов. То есть эта динамично развивающаяся компания удовлетворяет запросы всё большего числа потребителей за счет превращения воздушных идей научных сотрудников в приземленный материальный продукт.
Заключение
Эта заметка — краткая справка по одному из способов неинвазивной диагностики анеуплоидий у плода. Но сколько фундаментальных и прикладных исследований понадобилось, чтобы из идей-фантазий получилось что-то материальное? Много. Знали ли авторы этих работ, что получится в результате? Не знали. Сколько было неудачных попыток превращения идей в коммерческий продукт? Неизвестно. Для успеха скорее необходима плодотворная среда, в которой комфортно сосуществуют фантазеры и жесткие прагматики. Для каких-то работ исход сложно предсказать, нужно включать фантазию и не бояться ошибаться. Но чем четче очертания конечного результата, тем проще привлечь капитал, которым рискуют в надежде приумножить. Сухой расчет необходим для оценки необходимых вложений и вероятных доходов. Чем приземленнее такой расчет, тем меньше рисков потерять привлеченный капитал и тем больше вероятность ситуации Win-Win для всех причастных.
Читайте также: