Наука в помощь врачам и беременным: безопасные методы выявления заболеваний у будущих детей

Сияющий ребенок, Кит Харинг. Аукционный дом «Кристис».

Эта статья не будет саркастичной или полной рассуждений на тему общественного самосознания. В этой статье я просто хочу познакомить вас с темой неинвазивных технологий и их будущего: что есть на сегодня, и чего стоит ожидать в скором времени. Я думаю, что статья будет интересна как тем, кто хочет стать родителями, так и тем, кому просто нравится наблюдать за прогрессом современных технологий. Тема очень обширная, в одну статью мы точно не уложимся, так что ждите цикла. Ну а тем, кому интересно, как на сегодняшний день происходит выявление возможных патологий у будущего ребенка, прошу читать далее.

Технология неинвазивного пренатального скрининга (Non-invasive prenatal testing, NIPT), также известная как тестирование внеклеточной ДНК плода (cellfree fetal DNA) – важная часть скрининга плода, которая помогает определить хромосомные нарушения будущего ребенка. Начиналась эта технология как важнейший метод для определения трисомии 21 (три копии хромосомы вместо двух, самая частая причина синдрома Дауна), но на сегодняшний день НИПТ уже давно стал полноценным участником скрининга плода во многих странах и шагнул далеко за пределы одной хромосомы. Однако, у этой технологии есть также и стороны, о которых должны знать как клиницисты, так и пациенты. Но давайте по порядку с самого начала!

База НИПТа – внеклеточная ДНК плода. Откуда она берется и это точно нормально, что она вообще есть?

НИПТ – это общее название для определенного типа неинвазивных тестов. На сегодняшний день есть несколько частных компаний, которые предлагают данную методику. Впервые же НИПТ начал использоваться на практике в 2011 году, и с тех пор стал незаменимым инструментом как для врачей, так и будущих матерей. Неинвазивным этот тест называется потому, что не требует физического вмешательства в структуры плода, достаточно лишь собрать около 10 мл венозной крови будущей матери. Принцип тестирования основан на том, что в крови беременной женщины находится свободно плавающая внеклеточная ДНК плода. Благодаря своей безопасности, НИПТ стал активно развиваться и до сих пор является одним из самых перспективных методов диагностики для ближайшего будущего.

Впервые ДНК плода, которая находится вне клеток и циркулирует в крови матери, нашли еще в 1997 году. Хоть в научных кругах говорится о циркулирующей ДНК плода, на самом деле такая ДНК попадает в кровь женщины не из самого плода, а из клеток трофобластов. Трофобласты – это клетки, которые находятся на поверхности бластоцисты, а бластоцистами когда-то были мы все с вами, когда нам было несколько дней от зачатия и мы представляли собой сгусток в 100-200 клеток. Так вот, трофобласты, которые находятся на поверхности в этой стадии позже образуют плаценту, а внутренняя часть бластоцисты – нас. Так и получается, что плод и плацента имеют одинаковый генотип, а поэтому уловив частички клетки будущей плаценты в крови матери, мы можем судить и о генотипе плода.

Плацента – это очень динамичный орган и растет она с очень большой скоростью. Рост органа сопровождается активным разрушением устаревших клеток, ДНК из которых собственно и попадает в кровь матери. При нормальном течении беременности в кровь женщины каждый день попадает несколько граммов плацентарных клеток, не вызывая воспаления. Концентрация ДНК плода возрастает с течением беременности, но при этом не зависит от размеров плаценты. В начале беременности количество ДНК плода составляет около 3% от количества ДНК матери. К концу первого триместра оно уже может достигать 15%, что является очень хорошим показателем для проведения НИПТ теста, поэтому НИПТ начинают делать с девятой недели беременности. Причем отсутствие зависимости количества ДНК плода от размера плаценты указывает на наличие хорошо контролируемого организмом процесса. Так что, если возвращаться к вопросу о нормальности – да, совершенно нормально, что у нас есть такой механизм.

Допустим, что-то там куда-то там выбросилось у этих беременных. Что нам это дает?

По сути, как только концентрация внеклеточной ДНК плода достигает уровня 8-10%, то современные технологии секвенирования (определения генома) могут точно определить генотип будущего ребенка. Посмотрев на генотип ребенка, специалисты могут определить наличие мутаций, которые приводят к неизлечимым болезням или летальному исходу. Например, на сегодняшний день по повышенному уровню внеклеточной ДНК ученые уже могут судить о риске замирания беременности задолго до проявления первых симптомов, видимых врачу. Конкретно это открытие еще находится в стадии тестирования и не введено в клиническую практику, но скорее всего появится на рынке в ближайшее десятилетие. Дальше я сконцентрируюсь на эстонском рынке и нашей клинической практике, упомяну о том, какие НИПТ тесты есть и какие синдромы они способны определить. Подробнее о симптомах поговорим в отдельной статье.

Сразу стоит отметить, что в нашей стране НИПТ не покрывается из средств Больничной кассы, по крайней мере пока.

Стоимость теста варьируется от 250 до 600 евро, подробнее тоже поговорим об этом в следующей статье. В нескольких европейских странах этот тест уже введен в систему госстрахования, но это скорее исключение нежели практика. НИПТ рекомендуется делать женщинам, которые находятся в группе риска. По своему желанию этот тест тоже можно сделать, так как он абсолютно безопасен. Но в любом случае, в Эстонии этот тест делается всегда за счет будущих родителей.

К группе риска относятся женщины, которым свойственен как минимум один из следующих факторов:

  1. Возраст старше 35 лет
  2. Беременность при помощи искусственного оплодотворения
  3. В анамнезе есть ребенок с хромосомными нарушениями
  4. В анамнезе есть ребенок с нарушениями в развитии сердца
  5. Диагностирован диабет
  6. Повышенное давление
  7. В анамнезе есть преэклампсия
  8. В анамнезе есть замирание беременности
  9. Имелось несколько самопроизвольных прерываний беременности.

В Эстонии практикуется следующая схема: ОСКАР тест-> НИПТ -> амниоцентез. НИПТ не является конкурентом двум остальным техникам, скорее, необходимым дополнением.

ОСКАР тест – это комбинированный тест из нескольких тестов, который делается беременным женщинам на сроке до 14 недель. Этот тест полностью покрывается Больничной кассой. По сути, цель ОСКАР теста, как и у НИПТа, – выявление патологий на хромосомах 13 (Синдром Патау), 18 (Синдром Эдвардса) и 21 (Синдром Дауна). В дополнение к этому, определяется риск преэклампсии и замирания беременности, что НИПТ тоже умеет, но в клиническую практику это еще не введено. Здесь стоит отметить основное различие: в отличие от НИПТа, ОСКАР тест не является генетическим тестом. Для первой стадии теста у женщины тоже берут венозную кровь, но измеряют уровень трех гормонов: fß-Hcg (хорионический гонадотропин, бета суб-частица), PAPP-A (Ассоциированный с беременностью протеин А плазмы) и PLGF (плацентарный фактор роста). Дальше у беременной женщины измеряют давление, вес, и просят заполнить опросник. Третьей стадией следует ультразвуковое исследование, которое делается сертифицированным специалистом, в ходе чего определяют морфологические маркеры синдромов. Всем измерениям присваиваются индексы, и специальная программа вычисляет комбинированные риски возникновения патологий. Если риски низкие, то в Эстонии последующий НИПТ является делом добровольным, а амниоцентез проведен не будет.

Если ОСКАР тест показал относительно высокие риски, то НИПТ будет однозначно желательным тестом. Однако НИПТ все же является рекомендуемым тестом для тех женщин, которые находятся в группе риска, даже если ОСКАР тест показал относительно низкие риски. Как уже было упомянуто выше, ОСКАР тест не является генетическим тестом. Он достаточно эффективный и абсолютно безопасный, но не дает 100%-ю гарантию. К примеру, в случае синдрома Дауна эффективность ОСКАР теста составляет около 96%, в случае синдрома Эдвардса – 97,4%, а вот в случае синдрома Патау – около 80%. Вот поэтому генетический тест, в случае обнаружения рисков синдромов, является хорошим плацдармом для проверки. Еще раз повторюсь, что НИПТ полностью безопасен, так как для его проведения будет нужна лишь венозная кровь беременной женщины. В случае генетического теста стандарт показателей эффективности уже начинаются с >99% и ложно-позитивные результаты не должны превышать 0,1% случаев. Разница все-таки есть. Разница состоит и в том, что в случае ОСКАР теста врачи оценивают наличие синдромов по внешним признакам, которые были изменены из-за мутаций в генотипе ребенка, а НИПТ напрямую определяет эти мутации.

Если НИПТ такой хороший, то может он заменит и болезненный амниоцентез?

Действительно, у обоих тестов одна цель: проверить геном будущего ребенка на наличие мутаций. Но, как говорится в старом анекдоте, есть нюансы. Самое главное, что нужно понимать, амниоцентез – это болезненная процедура, которая несет в себе риски прерывания беременности. Пусть даже риски и малы, но они есть, и с ними приходится считаться. Однако и без амниоцентеза нам не обойтись.

Итак, сценарий первый: Шаг 1: выявлены риски в ходе ОСКАР теста. Шаг 2: делается НИПТ. Риски не подтверждены. Все счастливы, идут домой пить чай и наслаждаться беременностью. Сценарий второй: Шаг 1: выявлены риски в ходе ОСКАР теста. Шаг 2: делается НИПТ. Риски подтверждаются. Шаг 3: делается амниоцентез для подтверждения рисков.

Если мы в первом сценарии пропустить шаг с НИПТ тестом, то увеличится количество женщин, которых придется подвергнуть болезненной процедуре без надобности. Но здесь мы снова возвращаемся к вопросу, зачем тогда нам амниоцентез, если НИПТ дает результаты, сопоставимые с амниоцентезом. Ведь при амниоцентезе берется ДНК плода и анализируется таким же образом, как и при НИПТ технологии. И тут нам придется вернуться к началу статьи и вспомнить, что на самом деле при НИПТ технологии мы тестируем фракцию, которая состоит из плацентарной ДНК от разрушенных клеток и ДНК плода. Плацентарной ДНК всегда больше в этой фракции, ее там подавляющее большинство, и в идеале плацентарная ДНК полностью совпадает с ДНК плода, но это в идеале, а значит, не всегда.

Дело в том, что есть такая вещь, как мозаицизм – наличие в тканях (растений, животных, человека) клеток с различным набором генетического материала, он же ДНК. Проще говоря: берем кусочек плаценты, там один генотип, берем ткани ребенка – там другой генотип. Мозаицизма существует несколько типов, и есть множество причин, которые к нему приводят. Часть типов мозаицизма является абсолютной нормой и не надо его пугаться, он безвреден. Почти все соматические ткани нашего организма имеют небольшой процент мозаичных клеток. Это тоже норма, так что без паники.

Также есть такая вещь как плацентарный мозаицизм. При этом явлении часть клеток плаценты могут содержать иной генотип, чем плод. Этих клеток оказывается так много, что их процент уже достаточно легко определить в крови беременной женщины. Нормальный набор хромосом здорового человека составляет 44 соматические хромосомы и 2 половые хромосомы (46, XY;46, XX). Плюс или минус одна, две или три хромосомы – это всегда большая проблема для человеческого организма. Поэтому представьте ситуацию, когда делается НИПТ и определяется генотип будущего ребенка как 45Х (синдром Тернера) или 46/47 XY/XXY (Синдром Клайнфельтера), но на деле специалисты всегда помнят, что мы можем все равно иметь дело с ложно-позитивным результатом и геном ребенка может быть в полном порядке. Вот три основных обобщенных сценария:

  1. В клетках плаценты есть мутации, которые соответствуют мутациям в генотипе ребенка. То есть все-таки генотипы идентичны, значит патология действительно есть.
  2. В клетках плаценты могут быть обнаружены дополнительные синдромы из-за части клеток, которые имеют другой генотип, но генотип ребенка в полном порядке. При этом, мозаичный генотип плаценты не оказывает влияния на здоровье будущего ребенка и течение беременности.
  3. В клетках плаценты точно также могут быть обнаружены дополнительные синдромы из-за части клеток, которые имеют другой генотип, но генотип ребенка в полном порядке. Но при данном сценарии генотип плаценты оказывает влияния на здоровье будущего ребенка и течение беременности.

Вот поэтому и необходим амниоцентез, когда врач может взять отдельно клетки плаценты и клетки плода, чтобы разделить генотипы и понять, есть ли угроза для здоровья матери и ребенка. Именно амниоцентез ставит точку в определении диагноза будущего ребенка. Вообще плацентарный мозаицизм встречается редко, менее чем в 1% всех случаев беременности. Однако даже 1% – это много, если мы говорим о том, что выводы, сделанные специалистами, могут привести к решению прервать беременность. Такое решение не дается легко будущим родителям, а для научного и врачебного сообщества всегда важно дать будущим родителям максимально точный ответ и даже 1%, который может привести к ошибке в принятии решения – это слишком много для таких случаев.

На этом я закончу эту статью. Мы не поговорили о самих синдромах, о том, какие НИПТ тесты существуют на эстонском рынке и в чем их отличия. Также не коснулись темы вариации количества копий генов и геномного импринтинга. В случае последнего стоит поговорить и о синдромах, связанных с нарушением в этом процессе и о том, как он формирует материнское поведение у человека и животных до, во время и после беременности. Также не затронули будущее технологий НИПТ – что уже находится в разработке, что прошло клинические испытания и выходит на рынок и т.д.

Я надеюсь, что вам было интересно и мы скоро продолжим эту тему, ведь это уже далеко не непонятная фундаментальная наука. Это то, что стало реальностью, наука, которая превратилась из единичных открытий в прикладные методы, которыми люди пользуются каждый день. В 1997 году научное сообщество впервые узнало, что в крови беременной женщины можно обнаружить геном ее будущего ребенка. В 2011 году тысячи женщин уже смогли опробовать новые технологии на себе. Мне кажется, что это здорово и люди должны знать о процессах, которые происходят у них в организме, и о новых технологиях, ведь это все связано с процессом рождения детей, который происходит практически в каждой семье и затрагивает так или иначе каждого.

Наталия Первякова

Наталия Первякова

Наталия Первякова — доктор наук в области молекулярной биомедицины. Она занимается исследованиями в области репродуктивной медицины и женского здоровья. Читать статьи (4)