Связь между хромосомными аномалиями и показателями скрининга пренатальной диагностики во втором триместре беременности

Резюме

Целью этого исследования было изучение пренатальных показателей во втором триместре беременности и их связи с хромосомными аномалиями (ХА) для принятия решений о проведении инвазивных диагностических процедур. В это ретроспективное когортное исследование были включены беременные женщины, которые проходили пренатальный скрининг и амниоцентез во втором триместре в нашей больнице в период с июня 2017 года по февраль 2019 года. Причина проведения амниоцентеза в рамках пренатального скрининга и диагнозы были изъяты из карт. В конце концов, было включено 3449 беременных женщин. Из них 181 была с ХА, подтвержденной амниоцентезом (то есть, группа ХА), а 3268 – без ХА (то есть, группа без ХА). По сравнению с женщинами из группы без ХА, женщины из группы ХА были старше (30 [27,32] против 29 [26,31], P < 0,001), имели больший срок беременности (20 [19,23] против 19 [18,23], P = 0,008), повышенный риск позднего материнского возраста (ПВМ) (9. 4% против 2,2%, P < 0,001), имели повышенный риск при неинвазивном пренатальном тестировании (НИПТ) Повышенный риск трисомии (ПРТ) (5,1% против 1,9%, P < 0,001), имели более высокие показатели хромосомных аномалий родителей (ХАР) (1,8% против 0,9%, P = 0,002) и имели повышенный риск трисомии 21 (ПРТ21) (63,0% против 45,3%, P < 0,001). ПВМ (ОШ = 4,22, 95% ДИ: 2,35-7,58, P < .001; AUC = 0,536), ПРТ (ОШ = 10,62, 95% ДИ: 6,66-16,94, P < .001; AUC = 0,589), ХАР (ОШ = 4,77, 95% ДИ: 2. 01-11.32, p < .001; AUC = 0.584) и ПРТ21 (ОШ = 0.67, 95% ДИ: 0.47-0.89, p = .008; AUC = 0.515) были независимо связаны с ХА.  ПВМ, ПРТ, ПРТ21 и ХАР во время второго триместра были независимо связаны с ХА, но их прогностические значения для ХА были относительно низкими. Сочетание этих показателей может улучшить прогностическую ценность.

1. Вступление

Хромосомные аномалии плода (ХА) являются одной из самых распространенных причин врожденных пороков развития и основной причиной пренатального скрининга (ПС) и пренатальной диагностики (ПД) в большинстве стран. В настоящее время основными причинами ПС являются трисомия 21 (Т21), трисомия 18 (Т18) и дефекты нервной трубки (ДНТ). Скрининг сыворотки крови у всех беременных женщин позволяет выделить группы высокого риска, которым затем проводят ПД. Таким образом удается избежать чрезмерного использования инвазивной ПД (ИПД), но остается вероятность ложноположительных и ложноотрицательных результатов [1]. В последние годы использование ИПД постепенно уменьшается, но увеличивается количество ИПД, особенно с использованием бесклеточной ДНК [2].

В течение десятилетий несколько исследований пытались усовершенствовать схемы скрининга сыворотки крови. Были предложены различные схемы, от самого первого двойного, тройного и четверного скрининга во втором триместре до скрининга сыворотки в первом триместре в сочетании со скринингом шейной складки (ШС). [3] Неинвазивное пренатальное тестирование (НИПТ) считается методом скрининга с самой высокой точностью. Этот метод применяется в клиниках с 2011 года и позволяет выявить хромосомы плода из бесклеточной ДНК плода в периферической крови матери. [4] Тем не менее, первичный скрининг обычно не включает НИПТ, поскольку он считается экономически невыгодным, и в большинстве регионов мира предпочтение отдается сывороточному скринингу. [5] Факторы высокого риска, требующие скрининга на синдром Дауна, обусловленный Т21, хорошо установлены, [6] но часто бывает сложнее предоставить обоснованное генетическое консультирование по ХА плода, отличного от Т21. Важно понимать, как результаты скрининга и факторы высокого риска отражают частоту хромосомных аномалий, чтобы их можно было обсудить во время генетического консультирования.

Одно из исследований нашей больницы показало, что сывороточный скрининг в сочетании со скринингом ШС в первом и втором триместрах является экономически выгодным, с высоким уровнем выявления и низким уровнем ложноположительных результатов. [7] Тем не менее, в развивающихся странах, включая Китай, менее 20% беременных женщин проходят первый скрининг беременности до 12-й недели, и большинство беременных женщин проходят первый скрининг беременности на 16-й неделе, что не позволяет им сделать скрининг в первом триместре беременности. [8] Поэтому обоснованное назначение ПС и ПД очень важно для пациенток с низким и средним уровнем дохода, которые пропустили окно скрининга в первом триместре и могут пройти скрининг сыворотки крови только во втором триместре. Начальный диагноз обычно подтверждается процедурой ИПД. [9] Основной процедурой ИПД является амниоцентез, но эта процедура подходит не всем беременным женщинам, может привести к потере плода и вызывает беспокойство у беременных женщин. [10] У беременных женщин, у которых скрининг сыворотки крови указывает на высокий риск ХА плода, еще предстоит выяснить, каким образом этот риск в сочетании с факторами высокого риска указывает на необходимость проведения амниоцентеза во время второго триместра беременности. Следовательно, необходимо дальнейшее понимание взаимосвязи между сывороточным скринингом высокого риска в сочетании с факторами риска и возникновением ХА плода.

Поэтому в этом ретроспективном исследовании изучались пренатальные показатели во втором триместре беременности и их связь с ХА для принятия решений о проведении инвазивных диагностических процедур. Эта информация может помочь генетическим консультантам предоставлять женщинам жизненно важную информацию при принятии решения о проведении ИПД.

2. Методы

2.1. Пациенты и структура исследования

В это ретроспективное когортное исследование были включены беременные женщины, которые прошли пренатальный скрининг и амниоцентез во втором триместре в период с июня 2017 года по февраль 2019 года. Второй триместр – это период с 140 недели до 27+6 недели беременности.

Критериями включения были проведение амниоцентеза во втором триместре (с 140 недели до 27+6 недели гестации), проведение НИПТ и проведение амниоцентеза. Критериями исключения были многоплодная беременность или отсутствие показаний к амниоцентезу, но амниоцентез проводился из-за тревоги.

По результатам амниоцентеза пациентки были распределены на группу ХА и группу не-ХА.

2.2. Сбор данных

Исходные данные (возраст матери и срок беременности) беременных женщин были получены из электронной медицинской карты больницы. Причина проведения амниоцентеза в рамках пренатального скрининга была изъята из карт, включая пожилой возраст матери (ПВМ), повышенный риск Т21 (ПРТ21), повышенный риск трисомии 18 (ПРТ18), аномалии ультразвукового исследования (АУИ), [11] отягощенный анамнез беременности, ХА родителей (ХАР), повышенный риск НИПТ, экспозиция тератогенных факторов в анамнезе и повышенный риск ДНТ.

ПВМ определялся как ожидаемый возраст родов ≥ 35 лет. ПРТ21 и ПРТ18 определяли автоматически с помощью программного обеспечения Lifecycle 3. 2, по показателям α-фетопротеина, β-хорионического гонадотропина человека и неконъюгированного эстриола, выявленными с помощью системы иммунофлуоресцентного анализа в зависимости от времени (Perkin-Elmer Life Sciences, Waltham, MA), в сочетании с такими факторами, как возраст, срок беременности, предыдущий репродуктивный анамнез, наличие или отсутствие сахарного диабета, а также курение или отсутствие.

Окончательный диагноз ХА устанавливали с помощью амниоцентеза, анализа кариотипа, флуоресцентной гибридизации in situ и хромосомного микрочипа.

2.3. Статистический анализ

Статистический анализ проводился с помощью SPSS 26.0 (IBM Corp., Armonk, NY) и R 4.1.2 (The R Project for Statistical Computing, www.r-project.org). Для оценки непрерывных переменных на соответствие нормальному распределению использовался критерий Колмогорова-Смирнова. Данные со смещенным распределением были представлены в виде медианы (P25, P75) и сравнивались с помощью U-критерия Манна-Уитни. Категориальные данные были представлены как n (%) и сравнивались с помощью критерия хи-квадрат. Признаки, демонстрирующие достоверную разницу между группами, были включены в многофакторный логистический анализ (впереднаправленная: ЛР). Диагностическую ценность окончательной модели и параметров, включенных в окончательную модель, определяли методом кривых рабочих характеристик приемника и сравнивали с помощью теста Делонга. Статистически достоверными считались различия при 2-стороннем P < 0,05.

3. Результаты

В этом исследовании был проведен скрининг беременных женщин с одноплодной беременностью, посещавших Третью аффилированную больницу Университета Чжэнчжоу. Из них было включено 3449 беременных женщин.

Из них 181 была с ХА, подтвержденной амниоцентезом (то есть, группа ХА), а 3268 – без ХА (то есть, группа без ХА). По сравнению с женщинами из группы без ХА, женщины из группы ХА были старше (30 [27,32] против 29 [26,31], P < 0,001), имели больший срок беременности (20 [19,23] против 19 [18,23], P = 0,008), повышенный риск возникновения ХА, а также больший срок беременности. 008), повышенный риск ПВМ (9,4% против 2,2%, P < 0,001), повышенный риск НИПТ (5,1% против 1,9%, P < 0,001) и повышенный риск ХАР (1,8% против 0,9%, P = 0,002). С другой стороны, женщины в группе, не получавшей КА, чаще имели ПРТ21 (63,0% против 45,3%, P < 0,001) (табл. 1).

Таблица 1 – Исходные характеристики и пренатальные диагнозы 2 групп.

ПВМ = поздний возраст матери, НТБ = нарушенное течение беременности, АУИ = аномалия ультразвукового исследования, ХА = хромосомная аномалия, ИВТФ = история воздействия тератогенных факторов, ПРН = повышенный риск при НИПТ, ПРДНТ = повышенный риск при дефектах нервной трубки, ПРТ18 = повышенный риск трисомии 18, ПРТ21 = повышенный риск трисомии 21, ХАР = хромосомная аномалия родителей.

Параметры со значимыми различиями между 2 группами были включены в многофакторную логистическую регрессию (впереднаправленная: ЛР). Результат показал, что ПВМ (ОШ [95% ДИ] = 4,22 [2,35-7,58], P < .001), НИПТ (ОШ [95% ДИ] = 10,62 [6,66-16,94], P < .001) и ХАР (ОШ [95% ДИ] = 4,77 [2,01-11,32], P < . 001) независимо ассоциировались с высоким риском ХА, тогда как ПРТ21 (ОШ [95% ДИ] = 0,67 [0,47-0,89], P = 0,008) независимо ассоциировался с низким риском ХА (табл. 2).

Таблица 2 – Многомерный анализ пренатальной диагностики ХА.

ПВМ = поздний возраст матери, ХА = хромосомная аномалия, ДИ = доверительный интервал, ПРН = повышенный риск при НИПТ, ПРТ21 = повышенный риск трисомии 21, ОШ = отношение шансов, ХАР = хромосомная аномалия родителей.

Для сравнения диагностической ценности параметров, включенных в окончательную модель, был использован анализ рабочих характеристик приемника. Площади под кривой (AUC) для ПВМ, ПРТ21, НИПТ и ХАР составляли 0,536, 0,589, 0,584 и 0,515 соответственно. Тогда как модель, включавшая ПВМ, ПРТ21, ПРН и ХАР, имела значительно большую AUC (AUC = 0,680) по сравнению с этими параметрами отдельно (все P <0,001) (табл. 3; рис. 1).

Таблица 3 – ROC-анализ факторов, связанных с ХА.

ПВМ = поздний возраст матери, AUC = площадь под кривой, ХА = хромосомная аномалия, ПРН = повышенный риск при НИПТ, ПРТ21 = повышенный риск трисомии 21, ХАР = хромосомная аномалия родителей, ROC = рабочие характеристики приемника.

Рисунок 1: ROC-анализ окончательной модели и параметров, входящих в режим. ROC = рабочие характеристики приемника.

4. Обсуждение

Целью данного исследования было изучение диагностической ценности показателей пренатальной диагностики у беременных женщин, прошедших ИПД после биохимического скрининга во время второго триместра. Результаты показали, что ПВМ, НИПТ и ХАР независимо ассоциируются с более высоким риском ХА у женщин, прошедших ИПД после биохимического скрининга во время второго триместра, тогда как ПРТ21 независимо ассоциируется с более низким риском. Таким образом, это исследование дает определенные рекомендации по клинико-генетическому консультированию.

В настоящее время амниоцентез является основным методом ИПД при хромосомных аномалиях во всем мире. В общем считается, что первыми 3 показаниями для проведения амниоцентеза являются НИПТ, ПВМ и АУИ, что приводит к тому, что ХА по результатам амниоцентеза составляет около 3,6%..[12] В 2011 году анализ кариотипа 13 795 случаев показал, что большинство случаев ХА является анеуплоидией, за исключением случаев с признаком ХАР. [13] Данное исследование показало, что среди показаний к ИПД самым распространенным является ПРТ21, за которым следуют АУИ, ПРТ18, ПВМ, отягощенный анамнез беременности, НИПТ, повышенный риск при ДНТ и ХАР. НИПТ является основным методом скрининга женщин с ПВМ в Китае. Исследование 12 365 случаев из провинции Хэнань с использованием культивированных клеток амниотической жидкости с анализом кариотипа показало, что частота ХА составляла 3,46% [14]. В этом исследовании частота ХА была относительно высокой, что может быть связано с более широким использованием сывороточного скрининга и хромосомного микрочипа, что могло повысить выявление микроделеций и микродупликаций хромосом. Безусловно, местная практика и референтные критерии для ПС и ПД значительно влияют на ХА. Следует отметить, что в данном исследовании ПРТ21 был выше в группе без ХА, чем в группе с ХА. В авторском центре ПРТ21 и ПРТ18 регулярно определяются автоматически с помощью программного обеспечения Lifecycle 3.2. Это программное обеспечение было разработано в США, и существует вероятность того, что оно может работать по-другому у азиатских женщин, которые имеют другие генетические и биохимические характеристики, чем американки. Литературных данных, подтверждающих наличие или отсутствие разницы в прогностической ценности алгоритма Lifecycle 3.2 у китаянок нет, и это должно быть подтверждено в будущем. Однако, в отличие от американок, результаты указывают на то, что ПРТ21 может иметь относительно более низкую прогностическую ценность в отношении развития ХА по сравнению с другими НИПТ.

В настоящее время существуют разногласия относительно пренатального скрининга-пренатальной диагностики ПВМ у беременных женщин. С одной стороны, точка зрения, что ПВМ независимо ассоциируется с ХА, намекает на важность ИПД для избежания пропущенных диагнозов. [15] С другой стороны, пренатальный скрининг беременных с ПВМ может эффективно уменьшить количество ненужных амниоцентезов. В 2001 году Американский колледж акушеров-гинекологов рекомендовал пренатальный скрининг для беременных в возрасте до 35 лет и ИПД для беременных в возрасте ≥35 лет. В 2008 году в большом многоцентровом исследовании в Китае также сообщалось, что коэффициент амниоцентеза беременных с ПВМ снизился до 20,1% благодаря скринингу сыворотки крови во втором триместре. [16] В 2013 году в Китае было предложено установить предельное значение повышенного риска сывороточного скрининга для беременных женщин старше 35 лет. [17] Сообщалось, что большинство Т21 и Т18 можно обнаружить с помощью сывороточного скрининга или сывороточного скрининга в сочетании с ультразвуковым скринингом у беременных женщин с ПВМ. [18] Данное исследование позволяет предположить, что ПВМ независимо ассоциируется с ХА плода, что согласуется с данными китайского исследования 2008 года. [16] Тем временем, с точки зрения экономики здравоохранения, была применена математическая модель для анализа соотношения эффективности 3 схем сывороточного скрининга для беременных с ПВМ во время второго триместра, что означает, что по сравнению с прямым амниоцентезом, схема амниоцентеза для беременных с ПРТ21 показала самый высокий коэффициент эффективности и снизила затраты на 74. 8% [19] Это предоставляет важную информацию для консультирования беременных женщин с ПВМ, чтобы помочь им сделать осознанный выбор.

С момента своего клинического применения НИПТ изменил стратегию пренатального скрининга и предоставил больше возможностей для этого исследования. Благодаря высокой способности выявлять Т21, Т18 и Т13 и неинвазивному характеру, НИПТ пользуется популярностью среди беременных женщин из групп высокого риска. В то же время, НИПТ не является популярным среди людей из групп низкого риска из-за высокой стоимости и вероятности ложноотрицательных результатов. Сейчас НИПТ чаще используется как вторичный скрининг для беременных с факторами высокого риска, которые не желают проходить ИПД [20–22]. В этом исследовании НИПТ независимо ассоциировался с ХА. Хотя заболевания, выявляемые с помощью НИПТ и сывороточного скрининга, похожи, первый является более чувствительным и специфичным, а сывороточный скрининг и НИПТ существенно отличаются друг от друга, хотя оба метода являются скрининговыми, а не диагностическими тестами [23].

Безусловно, ХАР указывает на более высокий риск передачи ХА потомкам или более высокий риск нарушений мейоза во время гаметогенеза. [24, 25] С другой стороны, исследование показало, что ХАР ассоциируется с высокой частотой выкидышей, но шансы на рождение здорового ребенка были подобными родителям, не имеющим ХАР, в случае достижения живорождения. [26]Для определения влияния ХАР необходимы дополнительные исследования.

Среди ограничений этого исследования – ретроспективный сбор данных. Количество пациентов, у которых проводился скрининг сыворотки крови на Т18, является относительно небольшим, что влияет на сравнение результатов. Кроме того, поскольку не все случаи ИПД были собраны в один и тот же период времени, трисомия 13 не была обнаружена в данных, включенных в это исследование. Это может быть связано с тем, что трисомия 13 была обнаружена во время скрининга беременности на ранних сроках и скрининга НИПТ, поэтому она редко появлялась в 2 показателях высокого риска ИПД при скрининге сыворотки крови и аномальных ультразвуковых исследованиях. Наконец, результаты беременности невозможно было собрать, поскольку несколько случаев были прерваны. Необходимы дальнейшие исследования, включая проспективные исследования и послеродовое наблюдение, а также большие когортные исследования, чтобы определить влияние высокого риска скрининга сыворотки крови и ультразвуковых отклонений во время второго триместра на хромосомные аномалии.

5. Заключения

ПВМ, НИПТ, ПРТ21 и ХАР во втором триместре независимо ассоциируются с ХА, тогда как их прогностическая ценность для ХА была относительно низкой. Сочетание этих показателей может улучшить прогностическую ценность. Поэтому это исследование является рекомендацией к клинико-генетическому консультированию.

Аббревиатуры:

ПВМ поздний возраст матери AUC площадь под кривой АУИ аномалии ультразвукового исследования ХА хромосомная аномалия ИПД инвазивная пренатальная диагностика ПРН повышенный риск при НИПТ ПРТ18 повышенный риск трисомии 18 ПРТ21 повышенный риск Т21 НИПТ неинвазивное пренатальное тестирование ШС шейная складка ДНТ дефекты нервной трубки ХАР хромосомная аномалия родителей ПД пренатальная диагностика ПС пренатальный скрининг Т18 трисомия 18 Т21 трисомия 21

Ссылки на источники

[1]. Hardisty EE, Vora NL. Advances in genetic prenatal diagnosis and screening. Curr Opin Pediatr. 2014;26:634–8.

[2]. Okmen F, Ekici H, Hortu I, et al. Comparison of indications and results of prenatal invasive diagnostic tests before and after the implementation of the use of cell-free fetal DNA: a tertiary referral center experience. J Assist Reprod Genet. 2020;37:2019–24.

[3]. Alldred SK, Takwoingi Y, Guo B, et al. First and second trimester serum tests with and without first trimester ultrasound tests for Down’s syndrome screening. Cochrane Database Syst Rev. 2017;3:CD012599.

[4]. Hui L, Bianchi DW. Noninvasive prenatal DNA testing: the vanguard of genomic medicine. Annu Rev Med. 2017;68:459–72.

[5]. Ehrich M, Tynan J, Mazloom A, et al. Genome-wide cfDNA screening: clinical laboratory experience with the first 10,000 cases. Genet Med. 2017;19:1332–7.

[6]. Vičić A, Hafner T, Bekavac Vlatković I, et al. Prenatal diagnosis of Down syndrome: a 13-year retrospective study. Taiwan J Obstet Gynecol. 2017;56:731–5.

[7]. Zhao DH, Zhai SS, Xu YJ, et al. Analysis of different prenatal screening programs and strategies for Down′s syndrome. Chin J Birth Health Hered. 2015;23:33–4.

[8]. Sun XG, Jin LN, Zhen JR, et al. Compliance and efficacy of standard antenatal care model. Zhongguo Yi Xue Ke Xue Yuan Xue Bao. 2005;27:723–8.

[9]. Vermeesch JR, Voet T, Devriendt K. Prenatal and pre-implantation genetic diagnosis. Nat Rev Genet. 2016;17:643–56.

[10]. Durand MA, Boivin J, Elwyn G. A review of decision support technologies for amniocentesis. Hum Reprod Update. 2008;14:659–68.

[11]. Lostchuck E, Poulton A, Halliday J, et al. Population-based trends in invasive prenatal diagnosis for ultrasound-based indications: two decades of change from 1994 to 2016. Ultrasound Obstet Gynecol. 2019;53:503–11.

[12]. Ocak Z, Ozlu T, Yazicioglu HF, et al. Clinical and cytogenetic results of a large series of amniocentesis cases from Turkey: report of 6124 cases. J Obstet Gynaecol Res. 2014;40:139–46.

[13]. Zhang YP, Wu JP, Li XT, et al. Karyotype analysis of amniotic fluid cells and comparison of chromosomal abnormality rate during second trimester. Zhonghua Fu Chan Ke Za Zhi. 2011;46:644–8.

[14]. Xiao H, Yang YL, Zhang CY, et al. Karyotype analysis with amniotic fluid in 12365 pregnant women with indications for genetic amniocentesis and strategies of prenatal diagnosis. J Obstet Gynaecol. 2016;36:293–6.

[15]. Godino L, Pompilii E, D’Anna F, et al. Attitudes of women of advanced maternal age undergoing invasive prenatal diagnosis and the impact of genetic counselling. Eur J Hum Genet. 2016;24:331–7.

[16]. Qi QW, Jiang YL, Liu JT, et al. Second trimester maternal serum screening for Down’s syndrome in women of advanced maternal age: a multicenter prospective study. Zhonghua Fu Chan Ke Za Zhi. 2008;43:737–41.

[17]. Lv SM, Shen FX. Quality control and hot issues of maternal serum prenatal screening in China. Chin J Lab Med. 2013;36:1–5.

[18]. Hartnett J, Borgida AF, Benn PA, et al. Cost analysis of Down syndrome screening in advanced maternal age. J Matern Fetal Neonatal Med. 2003;13:80–4.

[19]. DeVore GR, Romero R. Genetic sonography: an option for women of advanced maternal age with negative triple-marker maternal serum screening results. J Ultrasound Med. 2003;22:1191–9.

[20]. Vanstone M, Cernat A, Majid U, et al. Perspectives of pregnant people and clinicians on noninvasive prenatal testing: a systematic review and qualitative meta-synthesis. Ont Health Technol Assess Ser. 2019;19:1–38.

[21]. Kostenko E, Chantraine F, Vandeweyer K, et al. Clinical and economic impact of adopting noninvasive prenatal testing as a primary screening method for fetal aneuploidies in the general pregnancy population. Fetal Diagn Ther. 2019;45:413–23.

[22]. Committee on Genetics Society for Maternal–Fetal Medicine. Committee opinion no. 640: cell-free DNA screening for fetal aneuploidy. Obstet Gynecol. 2015;126:e31–7.

[23]. Bianchi DW, Rava RP, Sehnert AJ. DNA sequencing versus standard prenatal aneuploidy screening. N Engl J Med. 2014;371:578.

[24]. Shrivastava A, Thakur S, Nath T, et al. Parental balanced chromosomal rearrangement leading to major genomic imbalance and an autosomal trisomy resulting in consecutive pregnancy loss: a case report. J Genet. 2021;100:54.

[25]. Blue NR, Page JM, Silver RM. Genetic abnormalities and pregnancy loss. Semin Perinatol. 2019;43:66–73.

[26]. Franssen MTM, Korevaar JC, van der Veen F, et al. Reproductive outcome after chromosome analysis in couples with two or more miscarriages: case-control study. Br Med J. 2006;332:759–63.