تست غیرتهاجمی پیش از تولد (NIPT) تحولی انقلابی در زمینه تستهای پیش از تولد به وجود آورده است، با هدف کاهش نرخ بروز و شیوع شرایطی که به ارث میرسند و در زمان تولد ظاهر میشوند. این اصطلاح برای اولین بار توسط دکتر دنیس لو معرفی شد که اولین کسی بود که وجود DNA جنینی آزاد (cffDNA) را در پلاسمای مادری و سرم نشان داد.
امروزه، NIPT همچنان به عنوان یک روش غربالگری پیشرو برای آنوپلوئیدیهای اتوزومی رایج، عمدتاً تریزومی 21، باقی مانده است. در سالهای اخیر، تکنولوژیهای نوظهور با استفاده از روشهای ژنومیک مبتنی بر توالییابی نسل بعدی (NGS) منجر به گسترش آنالیزهای پیش از تولد به سطحی شدهاند که میتوان ناهنجاریهای زیرکروموزومی را نیز شناسایی کرد.
با گسترش NGS امکان شناسایی بسیاری از اختلالات ژنی تکگانه فراهم میشود. با توجه به اینکه این تکنولوژی همچنان در مرحله نوزادی خود قرار دارد، تحقیقات در زمینه اعتبارسنجی و کاربرد روشهای مختلف استفاده شده در تستهای NIPT موجود مورد نیاز است تا بتوان از پتانسیل کامل آن بهرهبرداری کرد.
روشها
این بخش به بررسی روشهای پیشرفتهای میپردازد که برای تعیین ناهنجاریهای مختلف از طریق NIPT استفاده میشوند. جدول 1 روشهای مورد استفاده در تحلیل و شناسایی ناهنجاریهای ژنی/کروموزومی با استفاده از NIPT را خلاصه میکند:
دو روش توالییابی شلیک موازی گسترده و توالییابی انتخابی کروموزوم
تکنیکهای مورد استفاده برای تجزیه و تحلیل توالیهای ژنومی کامل نیز برای تجزیه و تحلیل ناهنجاریهای کروموزومی، تغییرات تعداد کپی (CNVها) و میکروحذفها که برای NIPT استفاده میشوند، قابل اعمال هستند. بیشتر آزمایشات بالینی توالییابی شلیک موازی گسترده (MPSS) و توالییابی انتخابی کروموزوم (CSS) را انجام دادهاند. MPSS به تحلیل ژنوم کامل و توالیهای قطعات cfDNA جنینی و مادری تکیه دارد، جایی که قطعات پس از اختصاص به یک کروموزوم شمارش میشوند. بنابراین، یک جنین تریزومیک تعداد بیشتری از قطعات cfDNA نسبت به cfDNA مورد انتظار در یک جنین یوپلوئید خواهد داشت.
فهرست مطالب
معرفی دو تکنیک
Massively Parallel Shotgun Sequencing (MPSS) یک تکنیک بسیار پیشرفته در توالییابی DNA است که به صورت وسیع در توالییابی نسل جدید (Next-Generation Sequencing یا NGS) استفاده میشود. در این روش، DNA یا RNA ابتدا به تکههای کوچکتر شکسته میشود سپس، هر قطعه به صورت جداگانه توالییابی میشود. این امر از طریق سیستمهایی که قادر به خواندن میلیونها قطعه DNA به طور همزمان هستند انجام میشود. MPSS به دانشمندان امکان میدهد تا با سرعت و دقت بالا، توالیهای طولانی را تجزیه و تحلیل کنند، که این کار برای بررسی ژنومهای پیچیده و بزرگ بسیار کارآمد است.
Chromosome Selective Sequencing (CSS)، همانطور که از نام آن پیداست، یک روش توالییابی است که در آن تنها کروموزومهای خاصی از ژنوم انتخاب و توالییابی میشوند. این تکنیک میتواند برای مطالعاتی که نیاز به تمرکز بر روی مناطق خاصی از ژنوم دارند، بسیار مفید باشد. به عنوان مثال، اگر یک دانشمند به دنبال بررسی تغییرات ژنتیکی در یک کروموزوم خاص است که ممکن است در بیماری خاصی نقش داشته باشد، CSS این امکان را فراهم میکند که تنها آن کروموزوم توالییابی و تجزیه و تحلیل شود. این روش میتواند هزینهها و زمان لازم برای توالییابی کامل ژنوم را کاهش دهد، زیرا فقط بخشهای مورد نظر مورد بررسی قرار میگیرند.
توالییابی نسل بعدی (NGS)
کمیسازی مبتنی بر دیجیتال PCR و میکروآرایه
ناهنجاریهای کروموزومی
تستهای پیش از تولد ابتدایی روی نقش بالقوه سیتولوژی مایع آمنیوتیک در تعیین جنسیت جنین و کاریوتایپینگ تاکید داشتند. روشهای نمونهبرداری پرزهای کوریونی (CVS) از دهه 1980 برای ارزیابی کاریوتایپهای جنینی انجام شده است، که گزینهای جایگزین برای تشخیصهای پیش از تولد در سهماهه اول ارائه میدهد و راه را برای استفاده گستردهتر از آمنیوسنتز و CVS برای روشهای تهاجمی تشخیص اختلالات ژنتیکی هموار میکند.
محدودیتهای تستهای پیش از تولد تهاجمی شامل طبیعت این روشها و خطر از دست رفتن بارداری است. ادبیات کنونی خطر مرتبط با روش تهاجمی را کمتر از 1% نشان میدهد، اما تغییراتی برای محدود کردن تستهای تهاجمی بهوجود آمده است که شناسایی تستهای غربالگری غیرتهاجمی را تسریع کرده است، بهویژه در مواردی که خطر بیشتری برای آنوپلوئیدیهای جنینی وجود دارد. به طور سنتی، انتخاب روش تهاجمی برای تستهای پیش از تولد با توجه به سن مادر و در نظر گرفتن تاریخچه خانوادگی و یافتههای سونوگرافی تعریف شده است. با این حال، استفاده از سن مادر به عنوان تنها شاخص برای غربالگری حساسیت پایینی (حدود 30%) و نرخ مثبت کاذب بالایی (15%) دارد.
اضافه شدن نشانگرهای بیوشیمیایی جنینی به روشهای غربالگری، توسعه دو روش جدید غربالگری را به همراه داشته است، یعنی تست سهگانه که ترکیبی از سن مادر و سطح AFP سرم مادری، β-hCG آزاد و uE3 است و نرخ شناسایی حدود 70% دارد، و تست چهارگانه با افزودن اینهیبین A که نرخ شناسایی حدود 75% دارد.
معرفی شفافیت نوکال (NT) و تست ترکیبی غربالگری (CST) در دهه 1990 زمینه NIPT را متحول کرد. این روش شامل غربالگری CST در سهماهه اول برای تریزومی 21، 18 و 13 در ترکیب با سن بارداری، NT و میانه چندگانه β-hCG آزاد در گردش و PAPP-A است. دادههای تحقیقاتی از سانتوروم و همکاران که بیش از 108,000 CST را بررسی کردند، نشان دادند که نرخ مثبت کاذب 4% و نرخ شناسایی 90% برای تریزومی 21، 97% برای تریزومی 18 و 92% برای تریزومی 13 دارند.
در یک مطالعه اجرای ملی در هلند، NIPT بر روی 73,239 زن باردار انجام شد (42% از کل بارداریها). از این تعداد، 7,239 زن باردار (4%) تست ترکیبی سهماهه اول را انتخاب کردند. تریزومی 21 در 239 زن (0.33%) شناسایی شد. برای تریزومی 18، 49 بارداری مثبت بودند (0.07%) و برای تریزومی 13، 55 زن مثبت بودند (0.08%). نرخهای گزارش شده در این مطالعه با مطالعات قبلی قابل مقایسه بودند، اما ارزش پیشبینی مثبت (PPV) بالاتر از حد انتظار گزارش شد، به ترتیب 96% برای تریزومی 21، 98% برای تریزومی 18 و 53% برای تریزومی 13.
ناهنجاریهای کروموزوم جنسی
میزان شیوع متفاوتی برای ناهنجاریهای کروموزوم جنسی گزارش شده است. زمانی که بهطور جداگانه در نظر گرفته میشوند، نرخ شیوع ناهنجاریهای کروموزوم جنسی کم است، اما زمانی که با هم ترکیب شوند، ناهنجاریهای کروموزوم جنسی ممکن است نرخ شیوعی حدود 1% از تولدهای زنده داشته باشند. رایجترین آنوپلوئیدیهای کروموزوم جنسی شامل سندرم ترنر، سندرم کلاینفلتر (XXY)، سندرم XYY و XXX هستند. نرخهای شیوع تقریبی به ترتیب 1 در 2,500، 1 در 500 تا 1 در 1,000، 1 در 850 تا 1 در 3,000 و 1 در 1,000 است. در یکی از بزرگترین مطالعات ناهنجاریهای کروموزوم جنسی (SCAs) شامل تحلیل گذشتهنگر بیش از 67,000 کاریوتایپ CVS، نویسندگان موزائیسم محدود به جفت را در 23.4% از موارد بدون ناهنجاریهای سونوگرافی گزارش کردند، با PPV 53% در این موارد. موارد با ناهنجاریهای سونوگرافی PPV 98.9% گزارش کردند.
شناسایی میکروحدفها/تکرارها و تریزومیهای نادر
حدود 1.7% از بارداریها دارای تغییرات تعداد کپی (CNV) پاتولوژیک با یافتههای طبیعی هستند. مجموعهای از شرایطی که اکنون برای تست NIPT DNA آزاد سلولی (cfDNA) شامل دیجورج، کری دو شات، سندرم پرادر-ویلی/انجلمن، حذف 1p36، سندرم جیکوبسن و سندرم ولف-هیرشورن است. سندرم دیجورج دومین علت شایع ناتوانی ذهنی در کودکان پس از سندرم داون است.
شناسایی تریپلوئیدیها از طریق NIPT
پلاسنتای بسیار نازک و cffDNA بسیار پایین معمولاً در تریپلوئیدیها مشاهده میشوند که شناسایی آنها از طریق NIPT را بسیار دشوار میکند، حتی زمانی که ویژگیها در اسکنهای سونوگرافی مشاهده میشوند. یک هاپلوتیپ اضافی گاهی اوقات در تست NIPT مبتنی بر SNP مشاهده میشود. این ممکن است به دلیل یک دوقلو ناشناخته یا تریپلوئیدی باشد. در تحلیل 515,804 زن که تست NIPT مبتنی بر SNP را دریافت کردند، 1,005 نفر برای یک هاپلوتیپ اضافی مثبت بودند.
NIPT جامع برای شناسایی بیماریهای مونوجنیک
استفاده از NIPT برای شناسایی بیماریهای مونوجنیک اولین بار در سال 2000 گزارش شد و از آن زمان مطالعات بسیاری به اثبات اصل در شناسایی چندین بیماری تکژنی از طریق تحلیل cffDNA در اوایل بارداری پرداختند. تعدادی از تستهای پیش از تولد غیرتهاجمی تجاری موجود میتوانند بیماریهای مونوجنیک را شناسایی کنند؛ با این حال، این تستها برای شناسایی شرایط اتوزومی مغلوب یا شرایط اتوزومی غالب و د نو طراحی شدهاند.
نتیجهگیری
NIPT انقلابی در زمینه تستهای پیش از تولد ایجاد کرده است، به دلیل عملکرد تحلیلی بهبود یافته نسبت به سایر روشهای غربالگری و طبیعت غیرتهاجمی آن نسبت به تکنیکهای تشخیصی پیش از تولد سنتی. پیشرفتهای فنی در روشهای تشخیص ممکن است با فواید بالینی برای جمعیتها همراه نباشد. بنابراین، مزایا و خطرات مرتبط با برنامههای غربالگری باید به دقت قبل از اجرا مورد بررسی قرار گیرند. جهت دریافت اطلاعات بیشتر و ستاپ تست ها با کارشناسان ما در ماناتک تماس حاصل فرمایید.
عالی