Prenatálna diagnostika pohľadom genetika – smery vývoja

Prenatálna diagnostika predstavuje multidisciplinárnu diagnostiku zameranú na stanovenie odchýlok vo vývoji plodu. Na prenatálnej diagnostike sa podieľajú gynekológovia, genetici, pracovníci špecializovaných laboratórií, špecialisti v zobrazovacích metódach (USG, MRI...), prípadne ďalší odborníci. 

Ciele prenatálnej diagnostiky sú viaceré: 

  • poskytnúť párom s rizikom narodenia dieťaťa s vrodenou vývojovou chybou možnosť informovaného výberu ďalšieho postupu,
  • poskytnúť upokojenie a zmierniť úzkosť, hlavne v skupinách s vysokým rizikom,
  • umožniť párom s rizikom narodenia dieťaťa s konkrétnym postihnutím, ktoré by sa inak mohli vzdať snahy o vlastné deti, možnosť otehotnieť s vedomím, že postihnutie plodu je možné overiť už pred narodením,
  • poskytnúť párom pred narodením postihnutého dieťaťa optimálnu voľbu postupov z hľadiska psychologickej prípravy, starostlivosti o graviditu, vedenia pôrodu a postnatálnej starostlivosti,
  • umožniť prenatálnu liečbu postihnutého plodu,
  • v prípade závažnej vrodenej vývojovej chyby umožniť ukončenie tehotenstva.

Zmeny, ktorým čelí prenatálna diagnostika, vychádzajú jednak z vonkajších zmien, ktoré sa odohrávajú na úrovni rodičiek, partnerských vzťahov a postoja spoločnosti k tehotenstvu, jednak zo samotného rozvoja jednotlivých špecializácií podieľajúcich sa na prenatálnej diagnostike. Za posledné roky dochádza k poklesu počtu detí v rodinách na hodnoty hlboko pod dve deti na jednu rodinu a k zvýšeniu veku rodičiek. Na Slovensku tieto trendy do istej miery kopírujú vývin v západnej Európe. Z hľadiska prenatálnej diagnostiky zvyšuje menší počet detí rodičiek vo vyššom veku nároky na kvalitu prenatálnej diagnostiky. Je požadovaná čo najkvalitnejšia prenatálna diagnostika s čo najmenšími rizikami. Ďalším vonkajším faktorom je zvyšujúci sa počet neplodných párov, čo čiastočne súvisí so stúpajúcim vekom partnerov, čiastočne s inými faktormi. Neplodné páry využívajú často niektorú z metód asistovanej reprodukcie a v týchto prípadoch má prenatálna diagnostika svoje špecifiká.

Prenatálna diagnostika je jedna z najmladších lekárskych špecializácií. Vzhľadom na vyššie uvedené faktory, vzhľadom na možnosti, ktoré poskytujú pokroky v technickej vybavenosti ambulancií a nemocníc, ale aj vzhľadom na rozvoj nových postupov v laboratórnej diagnostike zažíva prenatálna diagnostika – prakticky od svojho vzniku – prudký rozvoj. Lekárska genetika je jej neoddeliteľnou súčasťou a vzhľadom na rozvoj v poslednom desaťročí zaujíma v systéme prenatálnej diagnostiky stále dôležitejšie miesto.

Súčasná prax v prenatálnej diagnostike

Primárnym lekárom, ktorý organizuje starostlivosť o tehotnú ženu, je jej ošetrujúci gynekológ. V prípade známeho rizikového faktora v rodine, ako je výskyt genetického ochorenia, nosičstvo chromozómovej anomálie, nejasné úmrtia a pod., je vhodné odoslať tehotnú ženu čo najskôr na ambulanciu lekárskej genetiky. Na uvedené faktory sa treba pripraviť už pred otehotnením a dohodnúť s genetikom postup pri prenatálnej diagnostike. U tehotnej bez známych rizikových faktorov bude gynekológ realizovať niektorú z dostupných verzií prenatálneho multimarkerového skríningu, ktorý spočíva v kombinácii biochemických markerov a/alebo USG markerov v 1. a/alebo 2. trimestri. Získané parametre sa softvérovo spracujú a vypočítajú riziko trizómie 21, prípadne aj trizómií 13, 18, NTD (rázštep nervovej trubice) a SLOS (Smithov-Lemliho-Opitzov syndróm). Rôzne verzie skríningu majú rôzne parametre z hľadiska záchytu patológií a falošnej pozitivity je za najúspešnejší považovaný kombinovaný skríning v 1. trimestri a integrovaný skríning v 1. a 2. trimestri. Rozhodnutie o použití niektorej z verzií skríningu závisí okrem iných faktorov aj od lokálnej dostupnosti. Okrem multimarkerového skríningu realizuje ošetrujúci gynekológ aj morfologické vyšetrenie plodu. V prípade patologických nálezov pri multimarkerovom skríningu alebo pri USG vyšetrení plodu je tehotná odosielaná na ambulanciu lekárskej genetiky. Tam lekár – genetik poskytne tehotnej všeobecné genetické vyšetrenie pozostávajúce z genealogickej analýzy, osobnej anamnézy, prípadne vyšetrenia partnerov, anamnézy gravidity, genetickej konzultácie o možnostiach prenatálnej genetickej diagnostiky. Po informovanom súhlase tehotnej je indikované genetické laboratórne vyšetrenie. Konkrétne laboratórne vyšetrenie závisí od špecifického genetického rizika u konkrétnej tehotnej, indikáciu významne ovplyvňuje postoj tehotnej ku konkrétnemu testu. 

Niektoré situácie sa vyskytujú opakovane a často   

Skríning v prvom alebo druhom trimestri ukáže zvýšené riziko trizómie 21. V tejto situácii môže tehotná pristúpiť k invazívnej prenatálnej diagnostike – z odobranej plodovej vody alebo choriových klkov sa stanoví karyotyp plodu a trizómia 21 sa potvrdí alebo vylúči. Ďalšou možnosťou je podstúpiť podrobné USG vyšetrenie plodu – na špecializovanom pracovisku – zamerané na USG minor markery a patologické USG nálezy plodu typické pre chromozómové anomálie. Pri rozhodovaní hrá úlohu bezpečnosť vyšetrenia (invazívne metódy sú spojené s 0,5 – 1-percentným rizikom abortu) a spoľahlivosť (USG vyšetrenie nemusí vždy signalizovať chromozómovú anomáliu plodu).

USG vyšetrenie zistí minor markery chromozómových anomálií. V prípade záujmu tehotnej sa odoberie plodová voda alebo choriové klky a stanoví sa karyotyp plodu. Invazívna prenatálna diagnostika spočíva v odbere choriových klkov alebo plodovej vody. Obidve metódy vykonáva gynekológ špecializujúci sa na uvedené výkony. Odber choriových klkov môže byť realizovaný v 10. – 13. gestačnom týždni. Na Slovensku ho vykonávajú len niektoré pracoviská, nie je celoplošne dostupný. Odber plodovej vody = amniocentéza sa vykonáva od 16. gestačného týždňa a táto metóda je dostupná na celom Slovensku. V rámci štandardných postupov sa z materiálu plodu získaného invazívnym odberom stanovuje po kultivácii karyotyp plodu. Ide o zhodnotenie všetkých chromozómov plodu, ktoré umožňuje stanovenie aneuploídií a väčších štrukturálnych zmien chromozómov. V posledných rokoch sa začala používať rýchla diagnostika najčastejších aneuploídií, ktorá metódou QF-PCR umožňuje stanoviť počet chromozómov 13, 18, 21, X, Y za približne 1 – 3 dni. V porovnaní so štandardnou kultiváciou, ktorá trvá 2 – 3 týždne, ide o výrazné zrýchlenie. Presnosť nie je totožná so štandardnou kultiváciou, ale prevažnú väčšinu aneuploídií uvedených chromozómov zachytí, a tak odpadá riziko neúspešnej kultivácie. Okrem metódy QF-PCR je možné použiť podobným spôsobom aj metódu FISH (fluorescence in situ hybridization).

Okrem uvedených postupov je na Slovensku možné využiť množstvo cielených molekulovo-genetických vyšetrení plodu, ktoré sú zamerané na konkrétne mutácie konkrétnych ochorení vo vyšetrovanej rodine, keď hrozí zvýšené riziko ochorenia plodu. V týchto prípadoch je nutné mať vopred vyšetrenú rodinu a stanovené patogénne mutácie, inak nie je možné túto diagnostiku využiť. Veľmi zložité situácie predstavuje odhad monogénového ochorenia plodu na podklade USG nálezu plodu. Nachádzame tam pomerne dobre definované ochorenia s jednoduchšou molekulovou diagnostikou, ako je achondroplázia alebo thanatoforická dysplázia, ale vyskytujú sa aj komplexné patológie plodu, ktoré sa nedarí vždy úspešne dodiagnostikovať. V týchto prípadoch má šancu na úspech len kvalitná spolupráca sonografistu a genetika podporená vynikajúcim laboratórnym zázemím.

Príspevok Alpha medical k prenatálnej diagnostike

Alpha medical ako spoločnosť zameraná na laboratórnu diagnostiku sa od začiatku zúčastňovala aj prenatálnej diagnostiky. Spočiatku išlo o biochemickú diagnostiku, postupy na Slovensku kopírovali trendy vo svete – od sólového stanovenia MS-AFP cez double test a triple test až k prvotrimestrovému a integrovanému skríningu. Laboratóriá spoločnosti sú schopné vyhovieť požiadavkám indikujúcich gynekológov na všetky bežne používané varianty multimarkerového skríningu, v závislosti od používaných USG markerov. Vďaka rozvoju genetickej diagnostiky je Alpha medical v súčasnosti schopná zabezpečiť po skríningu aj ďalšie kroky v prenatálnej diagnostike – od stanovenia karyotypu a rýchlej diagnostiky najčastejších aneuploídií až k cielenej molekulovej diagnostike vybraných ochorení. Tieto postupy sú v súčasnosti štandardom aj v ďalších vyspelých krajinách Európy a Severnej Ameriky.

Smer vývoja v prenatálnej diagnostike

Samozrejme, súčasná prax v prenatálnej diagnostike nepredstavuje konečné riešenie problematiky. Trendy môžeme rozdeliť do dvoch oblastí. Prvou je dokonalejšia analýza vzoriek plodu získaných invazívnym odberom, druhou je snaha vyhnúť sa invazívnym odberom pri zachovaní dostatočnej presnosti vyšetrenia.

Doterajší bežne používaný štandard nám umožňuje stanoviť z plodovej vody karyotyp plodu a odhalí niekoľko chromozómových anomálií, napríklad Downov syndróm, Edwardsov syndróm, Patauov syndróm. Toto cytogenetické vyšetrenie sa začína postupne nahrádzať, prípadne dopĺňať vyšetrením array CGH. Názov je skratkou z anglického comparative genomic hybridization (v preklade porovnávacia genómová hybridizácia). Princípom metódy je v tomto prípade detekcia chýbajúcich alebo nadpočetných submikroskopických úsekov DNA plodu. Metóda umožňuje odhaliť okrem chromozómových aneuploídií aj mikrodelečné a mikroduplikačné syndrómy. Jej najvhodnejším využitím sa v súčasnej dobe zdá byť analýza plodu s početnými ultrazvukovými patologickými nálezmi. Záchyt patológie a spresnenie diagnózy sú celkovo lepšie než u štandardného karyotypu. Nevýhodou metódy je to, že nevie zistiť balansované chromozómové translokácie, inverzie, triploídie, často ani mozaiky. Ďalším problémom sú tzv. nálezy nejasného významu. Ide o nálezy, keď vieme spoľahlivo detegovať mikrodeléciu alebo mikroduplikáciu konkrétneho úseku chromozómu, ale súvislosť nálezu s patológiou plodu je nejasná, prípadne nie sme schopní stanoviť, či vôbec ide o patologický nález alebo len benígny variant. V takomto prípade môže pomôcť porovnanie s medzinárodnými databázami, prípadne podrobnejšie vyšetrenie v rodine. Vyšetrenie je dostupné aj na Slovensku, ponúka ho aj Alpha medical. Predpokladáme, že v blízkej budúcnosti nahradí vyšetrenie karyotypu plodu, minimálne v niektorých indikáciách. Prekážkou širšieho rozšírenia vyšetrenia je v súčasnosti pomerne vysoká cena. Komplexnejší obraz o genóme plodu nám môžu podať niektoré ďalšie vyšetrenia, ktoré sa začínajú používať pri diagnostike nešpecifikovaných genetických syndrómov, ako sú WES (whole exome sequencing) – celoexómové sekvenovanie a WGS (whole genome sequencing) – celogenómové sekvenovanie. Tieto metódy umožňujú zhodnotenie veľkej časti genómu, ale ich klinické použitie je zatiaľ limitované – záchyt patológií je stále nedokonalý, je tam veľké množstvo nálezov nejasného významu, metódy sú časovo aj finančne náročné. Po odstránení týchto nedostatkov budú tieto metódy použiteľné asi aj v rámci prenatálnej diagnostiky.

Ďalším trendom, ktorý sa ukazuje byť použiteľným v klinickej praxi, je náhrada invazívne získaného materiálu za materiál získaný bezpečnejším spôsobom. Na tento účel je možné použiť voľnú DNA plodu cirkulujúcu v krvi matky. Fetálna DNA – na rozdiel od buniek plodu – pretrváva v cirkulácii matky len počas aktuálnej gravidity, takže jej analýza je použiteľná na prenatálnu diagnostiku. V poslednom desaťročí prebehol prudký vývoj od rozpracovania postupov izolácie voľnej DNA v materskej krvi až po využitie tejto DNA na tanovenie niektorých diagnóz plodu. K prvým klinicky využiteľným postupom patrilo stanovenie pohlavia plodu a stanovenie Rh statusu plodu pri Rh- matke a Rh+ partnerovi. Využiteľnosť uvedených aplikácií v praxi bola limitovaná. Stanovenie pohlavia plodu navyše naráža na etické problémy spojené so selekciou pohlavia pri umelom prerušení gravidity. Tieto vyšetrenia sú dostupné aj na Slovensku, zatiaľ bez úhrady zo strany zdravotných poisťovní. Ďalším krokom bolo vyvinutie postupov, ktoré u plodu umožňujú stanoviť najčastejšie chromozómové aneuploídie. Existujú komerčne dostupné testy, ktoré umožňujú stanoviť riziko trizómie 21, 18 a 13 s vysokou presnosťou a postupne sa pridávajú aneuploídie pohlavných chromozómov a niektoré mikrodelečné syndrómy. Z technickej stránky tieto testy možno realizovať po 10. týždni gravidity, vyšetriť je možné len vzorky s dostatočným podielom fetálnej DNA (ten sa znižuje so stúpajúcou hmotnosťou ženy). Najčastejšie trizómie sú stanovené s vysokou presnosťou, falošná pozitivita aj falošná negativita sú na veľmi nízkej úrovni (pod 1 %). Test môže byť skreslený chromozomálnou anomáliou matky, mozaicizmom plodu a cudzou DNA (u matky transfúzia alebo transplantácia kmeňových buniek). Vzhľadom na vlastnosti týchto testov sa vynorila otázka, ako ich zaradiť do súčasne fungujúcej prenatálnej diagnostiky. Zatiaľ je jasné, že uvedené testy majú charakter skríningu, nenahrádzajú diagnostiku a každý pozitívny výsledok treba overiť odberom choriových klkov alebo plodovej vody. Zatiaľ nie je jasné, na ktorom mieste skríningu a akým spôsobom ich treba použiť. Do hry vstupujú faktory, ako sú cena vyšetrenia (a prípadná úhrada z verejného zdravotného poistenia), rozsah vyšetrenia (testovať trizómie 18, 21, prípadne ďalšie diagnózy), využitie celoplošné alebo selektívne (len pre vysokorizikovú populáciu). Prebehlo a prebieha niekoľko štúdií, ktoré tieto faktory testujú a niektoré závery sa dajú generalizovať. Plošné zavedenie testov ako doplnok súčasného skríningu pri súčasných cenách z verejného zdravotného poistenia sa javí ako ekonomicky nevýhodné, istý zmysel by dávalo použitie ako kontingenčný test pri vysokorizikovej skupine žien. Ceny testov majú zatiaľ stále klesajúcu tendenciu, pri dostatočne nízkej hodnote budú možno použiteľné aj celoplošne, keďže umožňujú radikálne obmedziť invazívne odbery spojené s rizikom potratov a ako náhrada časti prenatálneho multimarkerového skríningu znížia cenu skríningu. V súčasnosti možno uvedené testy využiť aj na Slovensku, hlavne prostredníctvom centier prenatálnej diagnostiky. Vzorky sú v spolupráci s pracoviskami v Českej republike posielané do laboratórií v USA a Čine, kde sa uskutočňuje analýza. Čas od odberu po doručenie výsledku predstavuje približne 2 týždne. Ceny závisia aj od rozsahu testu, v čase písania článku sa pohybovali od 440 do 1 000 eur. Non invasive prenatal testing – NIPT využíva vzhľadom na vysokú cenu nehradenú zo zdravotného poistenia hlavne ekonomicky silnejšia časť populácie, skôr vysokoriziková (zvýšené riziko trizómií pri skríningu, vek), prípadne gravidity po IVF. Okrem chromozómových aneuploídií sa táto metóda začína využívať aj pri monogénových ochoreniach. Pokroky v tejto oblasti sú zatiaľ pomalé, v zahraničí býva NIPT dostupná pri ochoreniach, keď matka nie je nosičom mutovanej alely (achondroplázia, tanatoforická dysplázia, Apertov syndróm), prípadne ak je pri autozómovo recesívnych ochoreniach každý z rodičov nosičom inej mutácie (talasémie, cystická fibróza).

Preimplantačná diagnostika

Ide o špecifický variant prenatálnej diagnostiky. Cieľom vyšetrenia je genetickými laboratórnymi vyšetreniami zvýšiť šancu na narodenie zdravého dieťaťa po IVF. Vyšetrenie prebieha na bunkách odobraných z kultivovaného embrya po umelom oplodnení. Tento typ vyšetrenia sa niekedy rozdeľuje na preimplantačný genetický skríning a preimplantačnú genetickú diagnostiku. Preimplantačný genetický skríning je vyšetrenie, ktoré sa snaží u embrya odhaliť genetické anomálie vedúce k spontánnemu abortu alebo narodeniu dieťaťa s VVCH. V minulosti – a čiastočne aj dnes – sa používala metóda FISH (fluorescence in situ hybridization), ktorá zisťovala aneuploídie vybraných chromozómov. Táto metóda je postupne nahrádzaná metódou array CGH, ktorá deteguje aneuploídie všetkých chromozómov a väčšie delécie a duplikácie. K indikáciám preimplantačného genetického skríningu patria vyšší vek partnerky, opakované spontánne potraty, opakované neúspešné cykly, závažná mužská neplodnosť. Preimplantačná genetická diagnostika je cielené genetické vyšetrenie, ktoré rieši u partnerov s genetickým rizikom pre plod ich konkrétnu situáciu. 

Ide prevažne o diagnostiku známych mutácií. V prípade monogénových ochorení a pri balansovaných translokáciách je u niektorého z partnerov možné využiť metódu array CGH. Preimplantačná diagnostika na Slovensku nie je t. č. hradená z verejného zdravotného poistenia, ale väčšina centier asistovanej reprodukcie ju vie poskytnúť pre samoplatcov.

Záver

Ako sme v krátkosti načrtli, pokroky v genetike dramaticky menia obraz prenatálnej diagnostiky. Jednou z úloh lekárskej genetiky je vysporiadať sa s takouto situáciou v prospech pacientov a ich rodín.


Literatúra

  1. Chiu, R. W. K., Myatt, L., Otaňo, L. „Current controversies in prenatal diagnosis 2: Prediction and prevention of adverse pregnancy outcomes requires a genomic rather than proteomic solution“, Prenatal Diagnosis 2015; 35:15 – 18
  2. Daley, R., Hill, M., Chitty, L. S. „Non-invasive prenatal diagnosis: progress and potential“, Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed 2014; 99:F426 – F430
  3. Lith, J. M. M. V., Faas, B. H. W., Bianchi, D. W. „Current controversies in prenatal diagnosis 1: NIPT for chromosome abnormalities should be offered to women with low a priori risk“, Prenatal Diagnosis 2015; 35:8 – 14
  4. Šantavý, J., Stejskal, D., Loucký, J., Šubrt, I., Všetička, J., Gregor, V., Macek, M. jr. „Indikace genetických laboratórnich vyšetření lidského zárodočného genomu“, Actual Gyn. 2014; 6:23 – 25
  5. Šantavý, J., Stejskal, D., Loucký, J., Šubrt, I., Všetička, J., Gregor, V., Macek M. jr. „Provádění všeobecného prenatálniho screeningu vrozených vývojových vad“, Actual Gyn. 2014; 6:19 – 22
  6. Wellesley D. G., Lucassen, A. „Prenatal diagnosis of chromosomal imbalances“, Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed 2014; 99:F338 – F341
  7. Wilson R. D., Ledbetter, D. H., Pergameni, E. „Current controversies in prenatal diagnosis 3: The ethical and counseling implications od new genomic technologies: All pregnant women should be offered prenatal diagnostic genome-wide testing for prenatally identified fetal congenital anomalies“, Prenatal Diagnosis 2015; 35:19 – 22
Hodnotenie článku

inVitro 3/2015

Genetika

Tento článok sa nachádza v čísle InVitro 3/2015 Genetika. Ak máte záujem o časopis v tlačenej verzii, ozvite sa nám.
Objednať inVitro