Исследователи из Калифорнийского университета в Медицинской школе Сан-Диего разработали метод расширения типов хромосомных аномалий, которые можно обнаружить с помощью неинвазивного пренатального тестирования (НИПТ). В исследовании, опубликованном 9 ноября в Proceedings of the National Academy of Sciences, используется полупроводниковая платформа секвенирования для выявления небольших хромосомных делеций или дупликаций, таких как синдром Кри дю Чат и синдром Ди Джорджи, с помощью простого анализа крови будущей матери.
Выявление этих типов небольших хромосомных аномалий с помощью обычных методов обычно требует инвазивной процедуры для получения ДНК плода, такой как амниоцентез или взятие проб ворсинок хориона. Эти процедуры несут небольшой, но опасный риск выкидыша и инфекции. После недавнего открытия, что ДНК плода может быть обнаружена в крови беременных женщин, НИПТ все чаще используется для обнаружения определенных хромосомных аномалий с помощью анализа крови матери. Однако до сих пор НИПТ обычно используется только для обнаружения аномалий, являющихся результатом более крупных хромосомных аномалий – например, слишком большого или слишком малого количества определенных хромосом, как это происходит при синдроме Дауна.
"Мы обнаружили, что НИПТ можно расширить таким образом, чтобы мы могли увеличивать масштаб и исследовать небольшой сегмент хромосомы," сказал Кан Чжан, доктор медицины, доктор философии, профессор офтальмологии и руководитель офтальмологической генетики в Медицинской школе Калифорнийского университета в Сан-Диего, который вместе с коллегами из Китая руководил исследованием. "И хотя это исследование было сосредоточено на внеклеточном секвенировании ДНК у беременных женщин, этот метод можно было бы более широко применить к другим генетическим диагнозам, таким как анализ циркулирующей ДНК опухоли для обнаружения рака."
Чжан и его команда проанализировали плазму крови 1476 беременных женщин со структурными аномалиями плода, обнаруженными с помощью ультразвука. Эти женщины также прошли инвазивную диагностическую процедуру и традиционный анализ ДНК плода. Исследователи сравнили эту информацию с результатами секвенирования полупроводников циркулирующей ДНК плода, полученными в результате анализа крови беременных женщин со средним гестационным возрастом 24 недели. Новый метод секвенирования полупроводников обнаружил 69 из 73 (94.5 процентов) аномалий определенного размера (более одного миллиона пар оснований), обнаруженных обычным методом.
По словам исследователей, стоимость НИПТ с полупроводниковым секвенированием потенциально может быть дешевле, чем традиционный инвазивный метод пренатального тестирования, особенно с учетом того, что технологии генетического секвенирования продолжают снижаться в цене.
Хотя это многообещающе, все еще существует потребность в улучшении, прежде чем это приложение НИПТ можно будет использовать в клинической практике. В ходе исследования с помощью секвенирования полупроводников было обнаружено 55 ложных срабатываний, из которых 35 (63.6 процентов) были связаны с хромосомными аномалиями матери, а не плода. Это означает, что новый метод потребует валидационного теста для выявления материнских аномалий.
НИПТ с секвенированием полупроводников также необходимо тестировать на ранних сроках беременности – от 12 до 16 недель – и исследователи надеются еще больше улучшить эту технику, чтобы иметь возможность обнаруживать еще более мелкие генетические аномалии.
Проблема в том, что чем больше вариаций они могут обнаружить, тем выше вероятность обнаружения хромосомных делеций или дупликаций неизвестного клинического значения или с легкими клиническими последствиями. Многие из обнаруженных аномалий могут быть нормальными наследственными вариациями.
"Если наше расширение НИПТ внедряется в клиническую практику, необходимо проявлять большую осторожность при представлении результатов и предоставлении соответствующих консультаций пациентам," сказал Чжан, который также был директором-основателем Института геномной медицины в Медицинской школе Калифорнийского университета в Сан-Диего.