معماری

تست غیرتهاجمی تشخیص سندرم داون و تریزومی‌های 18 و13

در سال 1997 دانشمندان به وجود DNA جنین در خون مــادر پی بردند. این کشف مهم که با ردیابی قسمت‌هایی از کروموزم Y جنینی در سرم مادر توسط Dennis Lo صورت گرفت، اساسی شد برای ظهــور روش‌های غیرتهاجمی تشخیص آنوپلوئیدی‌ها در دوران بارداری. اصـول این روش بر پایه اندازه‌گیری DNA آزاد در پلاسما است که از سلول‌های جفت آزاد می‌شوند. صاحب نظران، این کشف را یک انقلاب نامیدند و پیش‌بینی می‌کنند که در آینده نزدیک تست‌های مبتنی بر آن، جایگزین روش‌های سنتی غربالگری و آزمایش‌های تشخیصی دوران بارداری گردد.

بر اساس اندازه‌گیری cell free DNA به طور کلی تمرکز برنامه‌های غربالگری دوران بارداری بر روی تشخیص سندرم داون، (1) NTDs و دو آنوپلوئیدی اتوزومال دیگر که کمتر شایع هستند یعنی تریزومی 18 (سندرم ادوارد) و تریزومی 13 (سندرم Patau) است. سندرم داون شایعترین آنوپلوئیدی در انسان با شیوع تقریباً 1 در 800 است. ریسک ابتلا جنین به سندرم داون با افزایش سن زیاد می‌شود، بطوریکه یک خانم 45 ساله دارای ریسک 1 به 35 است. افراد مبتلا به سندرم داون توان ذهنی پایین‌تر از حد میانگین دارند و به طور معمول دچار ناتوانی ذهنی خفیف تا متوسط هستند. تعداد کمی از مبتلایان به سندرم داون دچار ناتوانی شدید ذهنی می‌باشند.

افراد مبتلا ممکن است دچار این مشکلات شوند: ناراحتی‌های قلبی مادرزادی، ابتلا سريع به بيماریهای عفونی، مشکلات تنفسی و برخی ناراحتي‌های گوارشی. بايد توجه داشت که پيشرفت‌های علم پزشکی درمان اکثر آنها را امکان پذير ساخته است، به گونه‌ای که افراد با سندرم داون تا سنين بالا (حدود 55 سالگی) می‌توانند زندگی کنند. بر اساس آمار ثبت شده در امریکا انتظار می‌رود که به ازای هر یک میلیون بارداری حدود 1800 مورد سندرم داون، 300 مورد تریزومی 18 و 140 مورد تریزومی 13 بروز کند.

تریزومی‌های 18 و 13 نیز مانند سندرم داون در سه ماهه اول و دوم شایع‌تر از موقع زایمان بوده و به میزان زیادی سقط خودبخودی در آنها اتفاق می‌افتد. مبتلایان به تریزومی 18 و 13 دارای عمر کوتاهي بوده و فقط 5 تا 10 درصد آنها تا یک سالگی زنده می‌مانند. در طی دو دهه اخیر روش‌های مختلفی شامل اندازه‌گیری مارکرهای شیمیایی و پارامترهای سونوگرافی و همچنین ترکیب این دو با هم برای غربالگری سندرم داون ابداع شده است، اما به علت اشکالات موجود در این روش‌ها، دانشمندان همیشه به دنبال یافتن روش‌هایی بهتر بودند.

بزرگترين ايراد در روش‌های سنتی غربالگری، درصد بالای نتايج مثبت و منفی کاذب و در تست تأئيدی احتمال سقط جنين به علت تهاجمی بودن روش نمونه‌گيری است. از ديگر نکات منفی روش‌های غربالگری رایج ميتوان به چند مرحله‌ای بودن پروسه آزمايش، نتايج غير اختصاصی و گاهی گيج کننده و غير قابل تصميم‌گيری و در نتيجه افزايش ريسک استفاده از روش‌های تهاجمی اشاره کرد. در سال 1997 دانشمندان به وجود DNA جنین در خون مادر پی بردند. این کشف مهم که با ردیابی قسمتهایی از کروموزم Y جنینی در سرم مادر توسط Dennis Lo صورت گرفت اساسی شد برای ظهور روش‌های غیرتهاجمی تشخیص آنوپلوئیدی‌ها در دوران بارداری. اصول این روش بر پایه اندازه گیری DNA آزاد در پلاسما است که از سلول های مرده جفت آزاد می‌شـوند.

صاحب نظران این کشف را یک انقلاب در علوم تشخیصی می‌دانند و پیش‌بینی می‌کنند که در آینده نزدیک جایگزین تست های رایج غربالگری و تشخیصی دوران بارداری گردد.

بالاخره موفقیت واقعی در سال 2008 حاصل شد، زمانیکه دو گروه مستقل از محققین با مطالعه بر روی دو جمعیت 18 و 14 تایی از جنین‌های مبتلا به آنوپلوئیدی، قدرت تشخیص تریزومی‌های جنین را با استفاده از تکنیک Massively Parallel Sequencing با درستی 100 درصد به اثبات رساندند. مطالعات پرجمعیت‌تری اخیراً گزارش شده است که میزان تشخیص (Detection rate) این روش را برای تریزومی 21 به میزان 9/99% و با ویژگی9/97 تا 7/99 درصد نشان می‌دهد. (2) NIFTY روش جديد و غير تهاجمی غربالگری و با استفاده از تکنولوژی تعيين توالی(3)، DNA آزاد جنين در خون مادر را که از هفته دوازدهم بارداری به ميزان کافی افزايش می‌يابد، بررسی می‌کند. نیمه عمر این DNA بسیار کوتاه بوده و کمتر از 2 ساعت می‌باشد و بلافاصله بعد از تولد از خون مادر محو می‌گردد بنابراین بارداری‌های قبلی اختلالی در نتیجه تست ندارد. در اين روش بدون نياز به سلولهای بافت جفت (4) (CVS) يا نمونه‌گيری از مايع آمنيوتيک (آمنيوسنتز)، از چند ميلي‌ليتر خون وريدی مادر استفاده می‌شود. در اين روش علاوه بر اينکه در يک تست همزمان تريزومی‌های 21، 18 و 13 به ترتيب با حساسيت 9/99 درصد بررسی می‌شوند، درصد موارد مثبت و منفی کاذب نيز به ميزان کمتر از 1/ درصد کاهش می‌يابد. باید توجه داشت که انجام این تست، نیاز به آزمایش(5)AFP را برای بررسی NTDs در سه ماهه دوم از بین نبرده و خانم باردار باید حتماً در هفته‌های 15 تا 20 بارداری مجدداً به آزمایشگاه مراجعه کند.

به منظور آشنايی بيشتر با ارقام مورد بحث اگر فرض کنيم که کل موارد بارداری در ايران سالانه يک ميليون نفر باشد در صورت انجام آزمايش با روش جديد NIFTY، منافع ذيل قابل دستيابی است:

  • در روش سنتی تعداد بيمارانی که با نتيجه مثبت کاذب جهت انجام آزمايش تأئيدی آمنيوسنتز معرفی می‌شوند تقریباً 50000 بيمار است اما با روش NIFTY تنها 340 نفر خواهند بود. بدين معنی که سالانه بيش از 49600 مورد انجام روش آمنيوسنتز کمتر درخواست می‌شود.
  • 2- تعداد موارد سقط جنين به دليل ارجاع جهت نمونه‌گيری تهاجمی در روش اول تقریباً 400 و در روش جدید فقط 3 مورد می‌باشد.
  • 3- موارد منفی کاذب در روش غربالگری سنتی تقریباً 200 مورد است، اما در روش جديد کمتر از 1 مورد خواهد بود يعنی 199 بيمار کمتر در يکسال.

مزایای تست:

– غیرتهاجمی بودن، برای انجام آزمایش فقط به 10 میلی‌لیتر از خون مادر احتیاج است.

– حساسیت و صحت بالای تست، مطالعات بر روی جمعیت های بیشتر از 1000 نفر ویژگی و حساسیت 9/99 % را نشان داده است.

– تشخیص زودهنگام، آزمایش از هفته 12 بارداری قابل انجام بوده و این زمان به تصمیم‌گیری بهتر کمک می‌کند.

موارد کاربرد:

– به عنوان یک تست غربالگری با قدرت تشخیص بسیار بالا

– به عنوان یک تست تأییدی در مورد کسانی که دارای نتیجه پرخطر در روشهای غربالگری رایج هستند.

– یک انتخاب به عنوان یک تست تأییدی برای زنانی که قادر به پذیرش خطر روش‌های تهاجمی نیستتند و یا از نحوه نمونه‌گیری در روش های تهاجمی وحشت دارند.

– یک انتخاب برای مواردی که کشت سلولی با شکست مواجه می‌شود.

صاحب نظران کشف وجود DNA جنین در خون مادر را یک انقلاب در علوم تشخیصی می دانند و امیدوارند که در آینده نزدیک روشهای مبتنی بر اندازه گیری این DNA جایگزین تست های رایج غربالگری گردد.

در روش تهاجمی علاوه بر احتمال سقط جنين (4/0تا 2 درصد)، فشار روحی قابل توجه به مادر، دردناک بودن روش نمونه‌گيری و ريسک عفونت‌های داخل رحمی نيز قابل ذکر می‌باشند. اصولا انتخاب بين تست‌های سنتی غربالگری که در آن احتمال خطا بالاست و آمنيوسنتز يا CVS که احتمال سقط جنين را به همراه دارند برای زنان باردار کار دشواری است. همچنین از نظر زمانی نيز انجام روش‌های غربالگری که در سه ماهه دوم بارداری امکان پذير می‌باشد محدوديت‌های زمانی را نيز برای تصميم‌گيری در مورد سقط قانونی يا نگهداشتن جنين به همراه دارد. علاوه بر آن در بسیاری از موارد در صورت مثبت يا مشکوک بودن تست غربالگری در 3 ماهه اول، بيمار مجبور به انجام تست تاييدی در 3 ماهه دوم خواهد بود و در طول اين مدت تا انجام و دريافت نتيجه آزمايش دچار استرس و نگرانی می‌شود.

پیشنهادات:

1- انجام روش مولکولی جدید (NIFTY) برای غربالگری آنوپلوئیدی‌ها.

2- کاربرد این تست برای کسانی که از نحوه نمونه‌گیری روش‌های تهاجمی وحشت دارند.

3- انجام تست برای زنانی که نمی‌توانند خطر سقط در روش‌های تهاجمی را بپذیرند.

4- انجام آمنیوسنتز در مورد جوابهای مثبت در NIFTY.

5- انجام آزمایش AFP در سه ماهه دوم برای بررسی NTDs.

 

  1. Glenn E. Palomaki, CosminDeciu, Edward M. Kloza, Geralyn M. Lambert-Messerlian, DNA sequencing of maternal plasma reliably identifies trisomy 18 and trisomy 13 as well as down syndrome: an international collaborative study, Genetics in medicine ,Volume 14, Number 3, March 2012
  2. Peter Benn, AntoniBorrell, Howard Cuckle, Lorraine Dugoff, Susan Gross, Prenatal Detection of Down Syndrome using Massively Parallel Sequencing (MPS): Prenatal Diagnosis, 24 October 2011
  3. Ehrich M, Deciu C, Zwiefelhofer T, Tynan JA, Cagasan L, Tim R, Lu V, et al. Noninvasive detection of fetal Trisomy 21 by sequencing of DNA in maternal blood: a study in a clinical setting. Am J Obstet.Gynecol 2011;204:205.e1–205.11.
  4. Chiu RW, Akolekar R, Zheng YW, Leung TY, Sun H, Chan KC, Lun FM, et al. Non-invasive prenatal assessment of Trisomy 21 by multiplexed maternal plasma DNA sequencing: large scale validity study. BMJ 2011;342:c7401.
  5. Ashoor, G., Syngelaki, A., Wagner, M., Birdir, C., Nicolaides, K.H., Chromosome-selective sequencing of maternal plasma cell-free DNA for first trimester detection of trisomy 21 and trisomy 18, Am J Obstet Gynecol. (2012), doi: 10.1016/j.ajog.2012.01.029.

6.Chiu RWK, Akolekar R, Zheng YWL, et al. Non-invasive prenatal assessment of trisomy 21 by multiplexed maternal plasma DNA sequencing: large scale validity study. Brit Med J. 2011;342:c7401

  1. Sparks, A.B., Struble, C.A., Wang, E.T., Song, K., Oliphant, A., Non-invasive Prenatal Detection and Selective Analysis of Cell-free DNA Obtained from Maternal Blood: Evaluation for Trisomy 21 and Trisomy 18, Am J Obstet Gynecol. (2012), doi: 10.1016/j.ajog.2012.01.030.

8.RossaWK Chiu, RanjitAkolekar, YamaWLZheng, Tak Y Leung, Hao Sun…, Non-invasive prenatal assessment of trisomy 21 by multiplexed maternal plasma DNA sequencing: large scalevailidity study, BMJ 2011;342:c7401

9.Tze KinLau,Fang Chen, Xiaoyu Pan, Ritsuko K . Pooh, Fuman Jiang, YihanLi, Hui Jiang, Xuchao, Li,Shengpei Chen &Xiuqing Zhang, Noninvasive prenatal diagnosis of common fetal chromosomal aneuploidies by maternal plasma DNA sequencing, Journal of Maternal-Fetal and Neonatal Medicine. 2012

  1. Shan Dan.,Fang Chen.,KwongWaichoy.,Fuman Jiang, Jingrong Lin, ZhaolingXuan, Wei Wang, Shengpei Chen, Xuchao Li …, Prenatal Detection of Aneuploidy and Imbalanced Chromosomal Arrangements by Massively Parallel Sequencing, PLoS ONE, February 2012, Volume 7, lssue 2

دکتر محمدرضا حکمت- آزمایشگاه نیلوفر

ماهنامه اخبار آزمایشگاهی