Anonim

Temaer

  • Aneuploidy
  • Genetisk testing
  • fedme
  • Graviditet utfall

Abstrakt

Hensikt:

Massivt parallell sekvensering for å oppdage føtal aneuploidi har høy følsomhet og spesifisitet for påvisning av trisomier 21, 18 og 13 i høyrisikopopulasjoner. Formålet med studien var å se på institusjonens erfaring med bruk av ikke-invasiv prenatal testing for aneuploidy screening.

metoder:

Dette var en beskrivende studie av pasienter som hadde gjennomgått ikke-invasiv prenatal testing mellom januar og september 2012 ved UNC Prenatal Diagnosis Unit.

resultater:

To hundre og åtte kvinner hadde gjennomgått ikke-invasiv prenatal testing i studietiden. De fleste pasientene var hvite (62, 9%) og avansert alder (71, 2%). Fosterfraksjonen var under terskelen hos tre overvektige pasienter (1, 4%). En unormal ikke-invasiv prenatal test (aneuploiditetsdetektert eller "uklassifisert" resultat) ble rapportert hos 6, 3% (13/208) av pasientene. Ikke-invasiv prenatal testing hadde en kombinert følsomhet på 87, 5% og spesifisitet på 99, 5% for deteksjon av trisomier 21, 18 og 13. Det var "uklassifisert" resultater hos 11, 1% (5/45) av pasientene. I løpet av studieperioden økte antall pasienter som ber om ikke-invasiv prenatal testing hver måned. Hastigheten av amniocenteses gikk betydelig ned (8, 1% før 5, 3% etter ikke-invasiv prenatal test, P <0, 01).

Konklusjon:

En økning i opptak av ikke-invasiv prenatal testing og en signifikant nedgang i amniocentese prosedyrer ble observert. Antallene "uklassifisert", falsk-positivt og falsk-negativt resultat var høyere enn forventet basert på publiserte prekliniske studier.

Genet Med 16 9, 681-687.

Introduksjon

Prenatal screening for føtale aneuploidy tilbys rutinemessig til alle gravide kvinner. 1, 2 Alternativene for screening har tidligere vært begrenset til bruk av markører i maternal serum og føtal anatomisk ultralyd, med følsomhet på 69-95% for deteksjon av trisomier 21, 18 og 13. 1 Diagnostisk testing med kororisk villusprøve (CVS) og amniocentese er tilgjengelig for påvisning av kromosomale abnormiteter, men opptak begrenses av risikoen for graviditetstap. Etter hvert som andelen kvinner av avansert alder i alderen øker jevnt, er det behov for mer sensitive screeningstester med lavere falsk-positive satser. 3

På grunn av fremskritt i massivt parallell sekvensering av morsplasma, har ikke-invasiv prenatal testing (NIPT) for cellefritt føtal DNA oppstått som et prenatalt screeningsverktøy for påvisning av aneuploidi hos høyrisikopasienter. I 2011 og 2012, Palomaki et al. 4, 5 publiserte valideringsstudier i 4.664 høyrisikopasienter, som rapporterte vellykket gjennomføring av massivt parallell sekvensering i 99, 5% av prøvene, med følsomhetene på 98, 6, 100 og 100% for deteksjon av trisomier 21, 18 og 13. I 2012 publiserte MELISSA-studiegruppen data om effekten av massivt parallell sekvensering hos 534 pasienter med høy risiko for trisomier 21, 18 og 13, med følsomhet på henholdsvis 100, 97, 2 og 78, 6%. Gruppen rapporterte en kumulativ hastighet på 2, 8% for "uklassifiserte" resultater - nå kategorisert som "aneuploidi mistenkt." 6 Et "uklassifisert" resultat ble rapportert dersom normalisert kromosomverdi var innenfor et grenseområde hvor både falsk-positiv og falsk-negativ Resultatene var mer sannsynlig å forekomme. I denne artikkelen blir disse referert til som "uklassifiserte" resultater fordi dette var terminologien som ble brukt når dataene ble oppnådd.

Basert på de fremvoksende dataene som støtter nytte av denne teknologien, ble NIPT tilbudt hos vår institusjon som et alternativ for prenatal aneuploidy-screening hos høyrisikopasienter. 7 Formålet med studien var å se gjennom institusjonens erfaring med bruk av NIPT for screening av aneuploidi.

Materialer og metoder

En beskrivende studie av pasienter som fikk NIPT fra januar til september 2012 ble utført. I januar 2012 begynte Prenatal Diagnostics Unit ved University of North Carolina ved Chapel Hill (UNC) å tilby NIPT til pasienter med ≥ 10 uker svangerskapsalder med en eller flere av følgende indikasjoner: avansert fødselsalder (AMA; ≥35 år gammel på estimert leveringsdato (EDD) med singleton eller ≥32 år med dikorionisk tvillingbevegelse), ultralydfunn som tyder på aneuploidi, familiens historie om Downs syndrom eller en positiv første eller andre trimester serumskjerm ( Figur 1 ). På vår institusjon tilbys alle pasienter som oppfyller de ovennevnte kriteriene, genetisk rådgivning for å gjennomgå mulighetene for screening med den kombinerte første trimester-skjermen (nukleotranslukens, graviditetsassosiert plasmaprotein A og p-human choriongonadotropin), andre trimester firedobbelt skjerm (mors serum-alfa-fetoprotein, β-humant korionisk gonadotropin, estriol og inhibin) eller NIPT. Diagnostiske testalternativer via CVS eller amniocentese tilbys også. Selv om begrensede data har blitt publisert som bekrefter bruk av NIPT i tvillingbevegelser, ble det tilbudt 8 prøver til disse pasientene i utvalgte kliniske situasjoner. Alle pasienter som valgte NIPT, gjennomgikk en ultralyd for å bekrefte levedyktighet og graviditetsalder og å evaluere for cystisk hygrom, økt nakkekanisk translukens, andre strukturelle anomalier og flere svangerskap.

University of North Carolina på Chapel Hill (UNC) aneuploidy screening protokoll. EDD, estimert leveringsdato; NIPT, noninvasive prenatal testing; NT, nuchal translucency.

Full størrelse bilde

Prøvede prøver ble sendt til enten Sequenom Center for Molecular Medicine eller Verinata Health. Flere faktorer påvirket beslutningen om å bruke to laboratorier i løpet av studietiden. I løpet av denne tiden rapporterte Verinata-laboratoriet "uklassifiserte" resultater for prøver med normaliserte kromosomverdier mellom 2, 5 og 4, 0. 6 De normaliserte kromosomverdiene var> 4.0 for autosomal aneuploidy og <2, 5 for upåvirket foster. 6 Invasiv testing ble anbefalt for pasienter med "uklassifisert" resultater på grunn av økt aneuploiditetsgrad (28, 6% (2/7)) i MELISSA-studien. 6

Maternal demografi, prenatal aneuploidy testresultater og graviditetsutfall ble oppnådd fra pasientens medisinske journaler. Kroppsmasseindeks (kg / m 2 ) ble beregnet ved å bruke vekten målt på tidspunktet for screeningstesten. Vi brukte det totale antall genetiske rådgivningsbesøk for å estimere graden av screening og diagnostisk testing i 8 måneder før og etter tilgjengeligheten av NIPT fordi genetisk rådgivning er planlagt for alle høyrisikopasienter som gjennomgår aneuploiditesting hos vår institusjon. Duplikatbesøk ble fjernet for å oppnå nøyaktige tall. Univariate analyse ble utført ved hjelp av Student's t- test for å sammenligne kontinuerlige variabler og χ 2 eller Fishers eksakte test for kategoriske variabler ved bruk av Open Epi Version 2.3. UNC Institutional Review Board godkjente denne studien.

resultater

I løpet av studietiden gjennomgikk 208 pasienter NIPT. De fleste pasientene var hvite (62, 9%) og avansert fødselsalder (71, 2%) ( Tabell 1 ). Ingen signifikante forskjeller i baseline-demografi eller indikasjoner for testing mellom de med normal og unormal NIPT ble observert ( Tabell 1 ).

Full størrelse bord

I løpet av studietiden økte antall NIPTs per måned økt ( figur 2a ). Graden av bruk av amniocentese og alle invasive prosedyrer ble signifikant redusert etter tilgjengeligheten av NIPT (8, 1 før NIPT vs 5, 3% etter NIPT, P <0, 01; 11, 8 før NIPT vs 8, 8% etter NIPT, henholdsvis P <0, 01) ( Figur 2b ). Ingen signifikant endring i frekvensene av CVS eller første trimester kombinerte skjermbilder før og etter NIPT-tilgjengelighet ble observert (3, 3 vs. 3, 7%, P = 0, 24; 46, 7 vs. 47, 5%, P = 0, 31) ( figur 2b ).

Antall pasienter som fikk noninvasive prenatal testing (NIPT) og invasive diagnostiske prosedyrer per måned. ( a ) NIPT etter måned; ( b ) invasive prosedyrer per måned. CVS, chorionic villus prøvetaking.

Full størrelse bilde

Aneuploidy ble påvist ved bruk av NIPT i 3, 8% (8/208) av kohorten ( tabell 2 ). Et "uklassifisert" resultat ble rapportert i 11, 1% (5/45) prøver analysert på laboratoriet som rapporterte "uklassifiserte" resultater ( tabell 2 ). Av de 13 pasientene med aneuploidi oppdaget eller "uklassifisert" resultater, gjennomgikk 8 (61, 5%) invasiv prenatal diagnostisk testing. Ingen pasient med normal NIPT gjennomgikk invasiv prenatal testing. Innenfor vår kohort var sensitiviteten og spesifisiteten henholdsvis 87, 5% og 99, 5% for påvisning av aneuploidi i kromosomer 21, 18 og 13. Aneuploidy ble bekreftet hos syv pasienter, med seks sanne positive for trisomier 21 og 18 og en falsk negativ for trisomi 18 ( tabell 2 ). I tillegg ble det observert et falskt positivt resultat for monosomi 18 / trisomi 13. Fosteret hadde en normal karyotype og mikroarray; Imidlertid ble metastatisk maternær kreft oppdaget postpartum. Dette unormale NIPT-resultatet ble antatt å skyldes de mange cytogenetiske abnormaliteter som ble funnet i svulsten. 9 av pasienter med "uklassifisert" NIPT-resultater, hadde ett foster bekreftet trisomi 18 og to hadde andre trimesterfosterutslipp uten postmortem-genetisk testing ( tabell 2 ). To pasienter ga spedbarn med normale nyfødte undersøkelser ( tabell 2 ).

Full størrelse bord

NIPT-resultatet var ikke rapporterbart fordi føtale fraksjonen var under terskelen i 1, 4% (3/208) av kohorten. Disse pasientene hadde kroppsmasseindekser på 38, 2, 44, 6 og 47, 3, og NIPT ble utført henholdsvis 11, 10 og 12 uker. Bare en av disse tre pasientene hadde gjentatt testing, og føtale fraksjonen holdt seg under terskelen på gjentatt prøve.

NIPT ble utført i fire sett med tvillinger. Aneuploidy for kromosom 18 ble detektert i ett sett, som senere resulterte i dødsfallet av en tvilling ( Tabell 2 ). Dette fosteret hadde fenotypiske egenskaper som var i overensstemmelse med trisomi 18, inkludert hjertefeil, knyttede hender og fostertilvekstbegrensning. Resten av tvillingsettene (3/4) hadde ikke aneuploidy oppdaget på NIPT og hadde normale nyfødte undersøkelser.

Leveringsresultater var tilgjengelige for 170 graviditeter (81, 7%). Trettiåtte pasienter leverte hos utdanningsinstitusjoner, og derfor var medisinske poster utilgjengelige for gjennomgang. De tre pasientene med utilstrekkelig føtale fraksjon ble utelukket fra videre analyse. Av de 167 pasientene hadde 152 (91%) normal NIPT og normale nyfødte undersøkelser. Blant resten av pasientene med normal NIPT hadde tre spedbarn genetiske syndrom diagnostisert på postnatale undersøkelser, inkludert 22q11.2 slettingssyndrom, Vertebrale anomalier, Anal atresi, Hjertefeil, Trakeo-esophageal fistel, Nyresvikt, Lim-abnormaliteter (VACTERL) og cerebrookulærfacioskeletal syndrom / Cockayne syndrom med mikroduplisering av usikker klinisk signifikans på mikroarray. To pasienter leverte nondysmorphic spedbarn med strukturelle anomalier (medfødt lung luftveis misdannelse og bilateral klubbfeed). Tre pasienter hadde fosterutslipp ved 20, 22 og 36 uker, og karyotypen av produkter av unnfangelse bekreftet normale mannlige karyotyper (46, XY) hos to foster. Postnatal utfall av de 13 pasientene med unormal NIPT er tilgjengelig i tabell 2 .

Graviditetsutfallene for kohorten er tilgjengelige i tabell 3 . Ingen signifikante forskjeller ble observert i graviditetsinducert hypertensjon, føtale vekstbegrensning eller avbrudd hos dem med og uten unormal NIPT ( Tabell 3 ). Disse utfallene ble valgt fordi de antas å være plasentmedierte, og cellefritt føtal DNA antas å være primært avledet fra apoptose av placenta celler.

Full størrelse bord

Diskusjon

Viktige faktorer i beslutningen om å gjennomgå NIPT inkluderer sikkerhet av graviditeten, nøyaktigheten og tidligere tilgjengeligheten av resultater og anbefalinger fra legen. 10, 11, 12 Virkningen på totalt antall serumskjermer og invasive diagnostiske tester er ennå ikke kjent, men i studien perioden, basert på vår enkeltinstitusjon erfaring, en jevn økning i antall pasienter som gjennomgår NIPT, med en signifikant nedgang i frekvensene av amniocentese og alle invasive prosedyrer ble observert. Disse funnene er sammenlignbare med de som er oppnådd fra studien av Chetty et al. 13 i å undersøke opptaket av NIPT.

Satsene på første trimester kombinerte skjermer og CVS forblir konstant. Vi postulerer to grunner for mangelen på endring i graden av første trimester screening. For det første er mange kvinner som har første trimester screening ikke kvalifisert for NIPT fordi de mangler en risikofaktor for aneuploidi. For det andre, i vår pasientpopulasjon, blir først-trimester screening vanligvis dekket av forsikring, mens NIPT ikke er.

Flere faktorer som sannsynligvis bidro til den stabile frekvensen av CVS i vår kohorte. Historisk sett har den invasive diagnostiske testfrekvensen på vår institusjon vært lavere enn i andre deler av landet fordi de fleste pasienter med avansert fødselsalder uten andre risikofaktorer ikke velger å gjennomgå diagnostisk testing. Imidlertid, med økende utnyttelse av første trimester screening og NIPT, lærer mange pasienter at deres graviditeter har høy risiko for kromosomabnormalitet ved svangerskapstid når CVS er tilgjengelig. Fordi prosedyrelaterte tapssatser er sammenlignbare mellom CVS og andre trimester amniocentese, kan 7, 14, 15, 16, 17 mange kvinner som ønsker en endelig prenatal diagnose velge CVS for å unngå de medisinske og psykologiske komplikasjonene som oppstår som følge av senere prenatal diagnose ved amniocentesis.

Innenfor vår studiepopulasjon syntes NIPT å ha høy følsomhet og spesifisitet (87, 5 og 99, 5%) for påvisning av aneuploidi i kromosomer 21, 18 og 13. Et falskt positivt resultat for monosomi 18 / trisomi 13 hos en pasient med en etterfølgende postnatal diagnose av mors kreft ble observert. Det var også en falsk negativ for trisomi 18 hos en pasient med et "uklassifisert" resultat for trisomi 13, men ingen aneuploidi ble påvist for trisomi 18 på NIPT. Mennuti et al. 18 nylig publiserte åtte tilfeller med uønskede resultater mellom NIPT-resultater og cytogenetisk testing av graviditeten. Våre kombinerte erfaringer markerer viktigheten av å bekrefte unormale resultater med invasiv testing. Selv om vi sterkt anbefaler pasienter, bekrefter alle unormale NIPT-resultater med prenatal diagnostisk testing, dette var ikke universelt akseptert, da bare 61% av pasientene med en unormal NIPT i vår kohorte mottok invasiv testing. De som avviste bekreftende testing inkluderte en pasient med et foster med Downs syndrom som ble levert på sikt, en uregelmessig tvilling som senere resulterte i fosterutslipp, og en svangerskapsterminering hos en pasient med et ultralydfunn av cystisk hygrom med etterprosessbekreftelse av trisomi 18 .

I tilfeller der anomalier oppdages ved ultralyd, anbefales prenatal diagnostisk testing via CVS eller amniocentese for å oppnå en prøve for mikroarray analyse eller karyotyping. 19 NIPT brukes imidlertid i økende grad i kliniske situasjoner der invasiv testing avvises. I vår studie serie valgte ingen pasienter med strukturelle anomalier og normal NIPT invasiv testing. Imidlertid fortsatte to av disse pasientene med normal NIPT og anomalier å levere nyfødte som ble diagnostisert med genetiske syndrom, 22q11.2 slettingssyndrom og en sjelden enkeltgenetisk lidelse. Dette understreker viktigheten av å forsterke det faktum at denne teknologien skjermes for et begrenset antall aneuploider, og at pasienter og tilbydere ikke skal være falskt beroliget av normale NIPT-resultater i innstillingen av anomalier.

Også innenfor vår kohort var den totale prisen på "uklassifiserte" resultater 11, 1%. Denne frekvensen er høyere enn den kumulative "uklassifiserte" frekvensen på 2, 8% som tidligere rapportert. 6 Vi er ikke i stand til å trekke konklusjoner om hvorvidt kursen endret seg over tid, av ulike årsaker, ble vi avviklet ved hjelp av laboratoriet som rapporterte "uklassifiserte" resultater. Selv om den eksakte grunnen til denne høyere "uklassifiserte" frekvensen i vår kohorte er ukjent, postulerer vi at variasjoner i oppkjøp og håndtering av prøvene, som flebotomister, rørpartier eller forsendelsesbetingelser for prøvene, kunne teoretisk ha påvirket prøvene . Dårlig svangerskapsutfall (to uforklarlige fosterutslipp og en karyotype-bekreftet trisomi 18) skjedde i denne delmengden av pasienter med "uklassifiserte" resultater. Mer informasjon om "uklassifiserte" resultater og negative graviditetsutfall er nødvendig. Postnatale karyotyper bør oppnås når NIPT-resultatene er "uklassifisert" eller "aneuploidi mistenkt." Interessant var at alle pasienter med "uklassifiserte" resultater hadde prøver trukket i andre og tredje trimester. Tidligere studier har vist at føtale fraksjon øker med svangerskapstid og er høyere i tilfeller av trisomi 21 sammenlignet med euploid kontroll. 20 Fosterfraksjonen er imidlertid lavere når fosteret har trisomi 18, 13 eller monosomy X, selv om det fortsatt ligger over terskelfetal fraksjonen på 4% som er nødvendig for å oppnå et resultat. 21 Derfor føler vi at det er en tilfeldighet, snarere enn et internt testproblem, at alle våre "uklassifiserte" resultater skjedde i andre og tredje trimester.

I tre morbid overvektige pasienter ga NIPT ingen resultater, da det var utilstrekkelig føtale fraksjon for analyse. I MELISSA-studien var frekvensen av utilstrekkelig føtale DNA-detektert 3%, men ingen forskjeller i kliniske trekk ble observert etter unblinding. 6 Palomaki et al. 4, 5 viste at 0, 4% av prøvene hadde utilstrekkelig føtale fraksjon for analyse, og en sterk negativ forening ble observert mellom føtale fraksjon og mors vekt. Maternell fedme er assosiert med en økt mengde totalt cellefritt DNA som følge av adipocytnekrose. 22 Fosterfraksjon er prosentandelen av cellefritt føtale DNA sammenlignet med totalt cellefritt DNA; dermed vil en økning i totalt cellefritt DNA resultere i en redusert føtale fraksjon. 23 Tidligere studier har vist at føtale fraksjonen er positivt korrelert med graviditetsalderen og negativt korrelert med mors vekt. 24, 25 Disse dataene tyder på at NIPT kanskje ikke er så effektiv hos overvektige kvinner eller kanskje må fylles ut ved senere gestasjonsalder.

Fordi NIPT kan rutinemessig skjerm for trisomier 21, 13 og 18; sex-kromosomabnormaliteter; og mikrodeletionsyndrom med lav prevalens, vil det være viktig å revurdere den befolkningsbaserte effekten av rutinemessig NIPT. 26, 27 Når NIPT utvides til en lavrisikopopulator hvor forekomsten av sykdommen er lav, øker frekvensen av falske positiver. I tillegg bør klinikere også være oppmerksomme på at denne teknologien har evne til å oppdage underliggende maternære forhold (dvs. moralskrom-kromosomavvik, mosaikk, og i vårt tilfelle mammakreft). 9

Basert på vår første erfaring har NIPT hatt økt opptak blant pasienter som ellers kan ha valgt andre screening eller diagnostiske tester. Viktig, det var en signifikant nedgang i frekvensen av amniocenteses utført. Fallgruvene med gjennomføringen av denne testen er høyere "uklassifiserte" priser og redusert suksess hos overvektige pasienter. Forekomsten av både falsk positive og falske negative resultater understreker at denne teknologien bare er en screeningstest og ikke skal betraktes som erstatning for amniocentese eller CVS når det gjelder diagnostisk nøyaktighet.

Formidling

Forfatterne erklærer ingen interessekonflikt.

Anbefalt Redaksjonens