I c ke - inva si v p r enata l te stning : N ya Pano r amate s tet H ALL
™
prenatalt test
Icke-invasiv prenatal testning:
Det nya panoramatestet™
M e g a n P. H a l l , P h . D .
Inledning
Under det första kvartalet av 2013 började Natera Inc. erbjuda sitt icke-invasiva prenatala
screeningtest för aneuploidier (förändringar i antalet kromosomer), PanoramaTM, för detektering av
fetal Trisomi 21 (Downs syndrom), Trisomi 18 (Edwards syndrom), Trisomi 13 (Pataus syndrom),
Monosomi X (Turners syndrom) och om så efterfrågas, fetalt kön.1,2 Testet analyserar maternellt och
fetalt cellfritt DNA (cfDNA) från maternell plasma och kan genomföras redan efter 9 veckors graviditet.
Testet använder unika molekylärbiologiska och bioinformatiska tillvägagångssätt, vilka är markanta
förbättringar framför traditionell icke-invasiv screening och andra cfDNA-baserade metoder, och vilka
möjliggör oöverträffad känslighet och specificitet.
T r a d iti o n e l l a s c r e e n i n g m e t o d e r
Trisomi 21, Trisomi 18 och Trisomi 13 är de tre vanligaste aneuploidierna och tillsammans uppträder
de vid ca 1 av 450 levande födslar. Av dessa är Trisomi 21 den vanligaste.3,4 De viktigaste screeningmetoderna är maternella biokemiska serummarkörer under första och andra trimestern, i kombination
med ultraljud under första trimestern för att mäta nackuppklarning (NT). Denna integrerade screeningmetod som utformats för att detektera Trisomi 21 har också detekterat Trisomi 13 och 18 och ökat NT
(liksom cystiskt hygrom och andra indikatorer) är knuten till vissa aneuploidier hos könskromosomerna.
Omfattande studier har emellertid rapporterat sensitivitet för Trisomi 21 som sträcker sig från låga 79 %
till 90 % och inkluderade en falskt positiv procentandel på 5 %.5 Positiva screeningresultat kräver också
en invasiv uppföljningsprocedur, såsom moderkaksprov eller fostervattenprov, för att bekräfta resultaten.
De här ingreppen har emellertid en andel av procedurinducerade missfall på upp till 1 av 300,6 och de låga
sensitiviteterna betyder att en del av de berörda graviditeterna förblir oupptäckta ända fram till födelsen.
Dessutom är dessa metoder inte specialutformade för att detektera aneuploidier hos könskromosomerna,
vilka på så sätt inte kan detekteras på ett pålitligt sätt.
F e t a l t c e l l f r itt DNA i b l o d f r å n m o d e r n
Identifieringen av fetalt cellfritt DNA (cfDNA) som cirkulerar i maternell plasma möjliggör en ny metod för
screening av fetala aneuploidier: icke-invasiv prenatal testning (NIPT). Eftersom fetalt cfDNA passerar genom
placentabarriären och tar sig in i maternell cirkulation kan man genom ett enkelt blodprov detektera fetalt
antal kromosomkopior, samtidigt som riskerna med invasiva procedurer kan undvikas. Fetalt cfDNA är kraftigt
utspätt med maternellt cfDNA och i genomsnitt representerar det runt 10 % av det totala cfDNA.7
H Al l Icke- invasiv p renatal tes tnin g : Nya Pano r ama - te stet
Denna ”fetala procentandel” står i positiv korrelation
till gestationsåldern och preliminär evidens antyder
att den står i negativ korrelation till maternell vikt.
Barnets DNA i moderns blod
Placenta
Maternellt blod
Korrekt bestämning av fetalt kromosomkopienummer
med hjälp av cfDNA isolerad från maternell plasma
kräver cfDNAamplifiering och efterföljande bioinformatisk
analys. Fram till idag räknar man med två välkända
bioinformatiska tillvägagångssätt: första generationens
Fetalt cellfritt DNA
Maternellt cellfritt DNA
”kvantitativa” eller räknande tillvägagångssätt som
används i de flesta cfDNA-baserade test och andra-
Figur 1: Cellfritt fetalt DNA i
maternell cirkulation
generationens tillvägagångssätt som införlivar genotypisk
information, vilken används av Natera.
C e l l f r i a DNA - b a s e r a d e m e t o d e r
f ö r d e t e k t e r i n g av f e t a l t k r o m o s o m k o p i e n u m m e r
Panoramatestet från Natera är den enda metoden som specifikt amplifierar och ordningsbestämmer
enbaspolymorfier (SNP) och på så vis kan skilja mellan maternella och fetala genotyper. Panorama använder
en generisk, patenterad algoritm som heter Next Generation Aneuploidy Test Using SNPs (NATUS).
Panorama är det enda NIPT (icke-invasiva prenatala testet) som använder maternella vita blodkroppar för att
isolera och identifiera maternellt DNA, och därefter använder denna information för att ”räkna ut” maternell
genotyp, vilket resulterar i en mer robust fetal genotyp och på så vis större exakthet även vid fetala andelar så
låga som 4 % (Figur 2). Detta är den enda metoden som inte kräver en referenskromosom, och på så vis är
den ensam om att detektera triploidi, ett tillstånd som beräknas uppträda vid ca 1:1 500 graviditeter i vecka
10-14.8 Dessutom leder metodens bioinformatiska tillvägagångssätt till bättre kvalitetskontrollmöjligheter.
I valideringsstudier rapporterade Panorama känsligheter på > 99 % och specificiteter på > 99 % vid detektering
av autosomala trisomier och fetalt kön och 91,7 % känslighet med > 99 % specificitet vid detektering av
Monosomi X (Turners syndrom).2 Anmärkningsvärt är att Panorama är det enda screeningtestet som alltid
rapporterar hög eller låg risk för Monosomi X, en aneuploidi som oftare kan konstateras mellan vecka 13 - 27
än de kombinerade autosomala trisomierna.9 Slutligen misslyckas 5 % av forskningsfallen med att motsvara
Nateras stränga kvalitetskontroll. Inom klinisk verksamhet resulterar detta i de flesta fall i att ett andra
blodprov efterfrågas, och preliminära kliniska data visar att över 90 % av dessa ”omprov” sedan passerar
kvalitetskontrollerna med ett tillförlitligt resultat. Detta resulterar i en övergripande no-call rate på <1%.10
SNPsekvensering
Maternellt blod
Plasma =
maternellt + fetalt
cellfritt DNA
Maternell +
fetal genotyp
Deducera
fetal
genotyp
SNPsekvensering
Buffy Coat =
maternellt DNA
Maternell
genotyp
Personligt
resultat
Figur 2: Hur Panorama
fungerar
I c ke - inva si v p r enata l te stning : N ya Pano r amate s tet H ALL
Panorama är inte det enda icke-invasiva prenatala testet som finns på marknaden idag.
Förstagenerationens NIPT-tekniker använder en helt och hållet kvantitativ ”räkne”-metod för att fastställa
fetala kromosomkopienummer och skiljer inte mellan maternella och fetala genotyper i cfDNA:et. Dessa
metoder jämför det relativa sekvensnumret hos sekvensresultat från en kromosom av intresse, som t ex.
kromosom 21 (där Trisomi leder till Downs syndrom), till en referenskromosom som antas vara euploid.
Medan detta tillvägagångssätt är mer effektivt för att detektera Trisomi 21 än biokemiska testmetoder
och ultraljudsbaserade testmetoder är det inte lika effektivt med avseende på Trisomi 18, Trisomi 13 eller
aneuploidi hos könskromosomerna.11,13,14 Dessutom blir exaktheten lägre vid låga fetalandelar.
Vid fetalandelar lägre än 8% kan sensitiviteten för kvantitativa test falla ända ned till 75% (Tabell 1).12
Forskning har visat att ungefär en fjärdedel av kvinnor som är gravida mellan vecka 9 och 14 har cfDNAfetalandelar mellan 4% och 8%.7 Dessutom sträcker sig de rapporterade känsligheterna vid detektering av
Trisomi 13 endast från 80% och 91,7% och Monosomi X i allmänhet rapporteras bara när det detekteras.
Vart och ett av dessa test resulterade också i falska positiva procentandelar som sträckte sig från 0,1% till
1,1%, vilket resulterade i svaga positiva prediktionsvärden.11-14 Panorama står inte inför sådana utmaningar.
% fetal
procentandel
cellfritt DNA
Räkningsmetoder
känslighetsvärden5
Downs syndrom
Panorama
känslighetsvärden2
Downs syndrom
≥8%
> 99 %
> 99 %
4-8%
75 %
> 99 %
TABELL 1: Trisomi 21 känslighetsvärden
A n v ä n da Pa n o r a m at e s t e t
Panorama kan beställas redan efter nio veckors graviditet – tidigare än något annat test – och består av
ett enkelt blodprov med en topsning från fadern som tillval. Faderns topsning är till nytta i 1 – 2% av fallen
för att minska riskerna för misslyckande som kräver att provet tas om, men det är inte obligatoriskt
eftersom det inte påverkar korrektheten hos resultaten.
För provtagning används speciella blodprovsrör som skyddar cfDNA-innehållet och dessa skickas vid
rumstemperatur till Unilabs laboratorium för vidare befodran till Nateras CLIA-certifierade laboratorium i
San Carlos, Kalifornien. Efter att proverna har bearbetats genereras en rapport som innehåller personliga
riskresultat för var och en av de bedömda kromosomerna. Fetalt kön rapporteras på begäran. För patienter
som identifieras löpa hög risk för fetala kromosomavvikelser rekommenderas genetisk vägledning och
uppföljande testning.
H Al l Icke- invasiv p renatal tes tnin g : Nya Pano r ama - te stet
S l u t s at s e r
Panoramatestet erbjuder överlägsen prestanda vid detektering av Trisomi 21, Trisomi 18, Trisomi 13, Monosomi X
och fetalt kön och kan även detektera triploidi. Det låga antalet falska resultat kommer att minska antalet onödiga
invasiva diagnostiska procedurer i jämförelse med biokemiska screeningmetoder och screeningmetoder med
ultraljud, och det ger tidig tillförlitlighet. På samma sätt innebär det låga antalet falska resultat att fler drabbade
graviditeter kommer att detekteras tidigare, vilket ger mödrar/föräldrar och kliniker mer tid att förbereda sig.
Det snabba införandet av cfDNA-baserad testning antyder ett paradigmskifte inom prenatal screening.
Professionella organisationer som American College of Obstetricians and Gynecologists och International
Society of Prenatal Diagnosis har redan rekommenderat cfDNA-baserad testning för icke-invasiv screening
med avseende på fetala aneuploidier hos högriskkvinnor. Eftersom Panoramatestet undersöker enbaspolymorfier
är det också unikt ämnat för att effektivt detektera sub-kromosomala variationer, såsom mikrodeletioner, vilket
ökar den kliniska omfattningen och breddar det kliniska värdet för patienterna. Detta är under framtagning.
Referenser
1.Zimmermann B, Hill M, Gemelos G, et al. Noninvasive prenatal aneuploidy testing of chromosomes 13, 18, 21, X and Y, using targeted
sequencing of polymorphic loci. Prenat Diagn 2012;32:1-9.
2.Levy B, Hill M, Zimmermann B, et al. Massively multiplexed targeted amplification and sequencing of SNPs as a method for identifying fetal
chromosome disorders from cell-free DNA in maternal plasma. Annual Clinical Medical Genetics Meeting, March 19-23 2013, in Phoenix, AZ.
3.Jones KL. Smith’s Recognizable Patters of Human Malformation Jones (6th edn). Philadelphia: Elsevier Health Sciences/Saunders,
2006;8–87.
4.Simpson JL, Elias S. Genetics in Obstetrics and Gynecology. Philadelphia: Elsevier Health Sciences/Saunders, 2002;323–44.
5. Screening for fetal chromosomal abnormalities. ACOG Practice Bulletin No. 77. American College of Obstetricians and Gynecologists.
Obstet Gynecol 2007;109:217–27.
6.Invasive testing for aneuploidy. ACOG Practice Bulletin No. 88. American College of Obstetricians and Gynecologists.
Obstet Gynecol 2007;110:1459-67.
7.Norton M, et al. Non-Invasive Chromosomal Evaluation (NICE) Study: results of a multicenter prospective cohort study for detection
of fetal trisomy 21 and trisomy 18. Am J Obstet Gynecol. 2012;207:137.e1-137.e8.
8. Yaron Y, et al. (2004) First –trimester nuchal translucency and maternal serum free b-hCG and PAPP-A can detect triploidy and determine
the parental origin. Prenat. Diagn., 24:445-450.
9. Hook EB et al. The natural history of cytogenetically abnormal fetuses detected at midtrimester amniocentesis which are not terminated
electively: new data and estimates of the excess and relative risk of late fetal death associated with 47,+21 and some other abnormal
karyotypes. Am J Hum Genet 1989; 45:855-861.
10.Nateras interndata (www.panoramatest.com).
11.Palomaki GE et al. DNA sequencing of maternal plasma reliably identified trisomy 18 and trisomy 13 as well as Down syndrome:
an international collaborative study. Genet Med 2012;3:296-305.
12.Palomaki GE et al. DNA sequencing of maternal plasma to detect Down syndrome, an international clinical validation study.
Genet Med 2011; 13:913-20.
13.Bianchi DW et al. Genome-wide fetal aneuploidy detection by maternal plasma DNA sequencing. Pbstet Gybnecol 2012;5:890-901.
14.Ashoor G et al. Trisomy 13 detection in the first trimester of pregnancy using a chromosome-selective cell-free DBA analysis method.
Untrasound Obstet Gynecol 2013;41:21-25.
natera | 201 Industrial Road, Suite 410 | San Carlos, CA 94070 | www.panoramatest.com | 1-855-866-NIPT (6478) | Fax 1-650-730-2272
PANO-WTPPR-REV1(5/13)SVE
Swedish
