Беременность – это невероятный опыт, полный радости, надежды и желания защитить развивающуюся внутри вас жизнь. Теперь у беременных женщин есть доступ к пренатальным скрининговым тестам, которые предлагают бесценную информацию о генетическом здоровье будущего ребенка. Одним из таких тестов, который полностью изменил ландшафт пренатального ухода, является неинвазивный пренатальный тест (НИПТ), который обеспечивает надежный и точный способ определения вероятности развития у женщины определенных аномалий в ее хромосомах. Фракции плода являются основополагающим компонентом этого теста и являются важным аспектом, который значительно влияет на точность и надежность результатов НИПТ.

Фетальная фракция в НИПТ представляет собой процентное содержание ДНК плода, обнаруживаемой в крови матери в период беременности. На начальных этапах беременности в материнский кровоток попадает небольшое количество ДНК плода, чаще всего в форме внеклеточной ДНК (cfDNA). Эта cfDNA образуется из генетического материала, выделяемого плацентой.

Бесклеточная ДНК существует в виде коротких фрагментов в плазме или других жидкостях организма, что отличается от ДНК, содержащейся в ядре неповрежденной клетки. Эти фрагменты cfDNA высвобождаются из всех органов во время ряда клеточных процессов, включая апоптоз, некроз и секрецию микрочастиц. Источником фетальной ДНК является трофобласт, в то время как основным источником материнской ДНК является кроветворная система. Хотя большая часть ДНК в крови матери принадлежит ей, небольшая часть относится к плоду, и эта часть ДНК называется фетальной фракцией (ФФ).

Она играет решающую роль в неинвазивном пренатальном тестировании (НИПТ), поскольку она является основой для обнаружения фетального генетического материала. НИПТ для фетальной анеуплоидии использует методы высокопроизводительного секвенирования («секвенирование следующего поколения») для подсчета пропорционального представительства каждой хромосомы в плазме cfDNA. У эуплоидной беременной женщины отклонение от ожидаемого профиля хромосом в плазме cfDNA из-за избытка или недостатка ее фрагментов из определенной хромосомы предполагает наличие трисомии или моносомии плода соответственно.

При измерении между 10 и 20 неделями беременности средняя ФФ в материнской плазме составляет 10–15%, но может варьироваться от менее 3% до более 30%. Немаловажно, что фетальная фракция не всегда постоянна и может зависеть от различных факторов, включая гестационный возраст, вес матери и характер самой беременности. Значение ДНК плацентарного происхождения позволяет врачам оценить количество фетального генетического материала, доступного для тестирования, что может повлиять на точность и надежность результатов НИПТ.

Поскольку НИПТ анализирует фетальную фракцию на такие состояния, как трисомии 21, 18 и 13, целостность и количество ДНК плода имеют решающее значение для успеха теста. Когда плодная фракция достаточно высока, НИПТ может обеспечить почти идеальную точность для обнаружения этих генетических аномалий, что делает его одним из самых надежных доступных методов скрининга.

Как фетальную фракцию используют для диагностики патологии беременности?

Кровь матери содержит небольшие фрагменты ДНК как матери, так и плаценты. Плацента происходит из той же оплодотворенной яйцеклетки, что и развивающийся ребенок, и обычно имеет тот же генетический состав, что и ребенок. Доля этих фрагментов ДНК, которые пришли из определенной хромосомы, очень стабильна на протяжении всей беременности.

Если есть избыток фрагментов плацентарной ДНК из одной хромосомы, общая доля фрагментов из этой хромосомы будет отличаться от ожидаемой. Если в образце достаточно фетальной ДНК, НИПТ может либо подтвердить, что доля фрагментов соответствует ожидаемой (низкая вероятность наличия нарушения), либо обнаружить изменение пропорции (высокая вероятность наличия этого нарушения).

Во время НИПТ ДНК плода в материнской крови секвенируется для оценки хромосомных аномалий. Фракция плода обеспечивает необходимое количество ДНК для постановки обоснованного диагноза. Если количество фетального генетического материала слишком низко, исследование может не отличить ДНК плода от ДНК матери с необходимой точностью, что приводит к неточным результатам. Фракция плода, наряду с другими факторами, такими как возраст матери, гестационный возраст и общее состояние здоровья, вносит вклад в качество и надежность результатов.

ДНК плацентарного происхождения также помогает обнаружить такие состояния, как аномалии половых хромосом (например, синдром Тернера, синдром Клайнфельтера) и микроделеции – небольшие хромосомные делеции, которые могут вызывать нарушения развития. В некоторых случаях НИПТ может определить статус резус-фактора плода, что имеет решающее значение для управления несовместимостью резус-фактора и предотвращения таких состояний, как гемолитическая болезнь новорожденных.

Фетальная фракция норма для выполнения НИПТ

Норма для фетальной фракции в НИПТ обычно составляет от 4% до 20% от общего количества cfDNA в крови матери. Обычно это считается диапазоном, в котором НИПТ может быть выполнен наиболее эффективно, поскольку этот уровень обеспечивает достаточный фетальный генетический материал для точного анализа. Для большинства тестов требуется фетальная фракция не менее 4%, чтобы результаты были надежными и значимыми. Если фетальная фракция падает ниже этого порога, повышается риск ложноотрицательных или неопределенных результатов.

Для женщин старше 35 лет или имеющих другие факторы риска хромосомных аномалий НИПТ особенно полезен из-за его высокой чувствительности и точности. Чем выше фетальная фракция, тем больше уверенности в точности результата. Низкая фетальная фракция при НИПТ может потребовать повторить анализ или использовать альтернативные методы, такие как диагностическое тестирование, например амниоцентез.

Низкая фракция при НИПТ – причины

• Наиболее общепризнанным и клинически значимым фактором, влияющим на плодную фракцию, является вес матери. Доля женщин с ФФ < 4% увеличивается с весом матери, оцениваясь в 7%, 11% и 50% женщин весом 100, 110 и 160 кг соответственно. Считается, что это снижение ДНК плода с весом матери связано с увеличением вклада материнской cfDNA, возможно, из-за воспаления и некроза адипоцитов, с одновременным снижением вклада плаценты или без него..
• На ранних сроках беременности количество ДНК плода в крови матери ниже, что может привести к снижению фракции плода. Обычно НИПТ рекомендуется проводить после 10 недель беременности, поскольку плодная фракция увеличивается с развитием беременности. До 10 недель ДНК плода может быть недостаточно для надежного тестирования..
• В случаях двойни, тройни или других многоплодных беременностей количество ДНК плода от каждого плода может быть разбавлено ДНК от других плодов. Это может привести к снижению нужного ДНК, что затрудняет интерпретацию НИПТ или приводит к неопределенным результатам..
• Уровни cfDNA у матери также повышаются при воспалительных состояниях, таких как системная красная волчанка и дефиците B12. У женщин с активным аутоиммунным заболеванием, таким как аутоиммунная нейтропения, наблюдаются повторные неудачи НИПТ, которые, по-видимому, устраняются путем подавления активности заболевания. Определенные состояния здоровья, такие как рак или трансплантация органов, также могут влиять на состав материнской крови и мешать обнаружению ДНК плода..
• Любые аномалии в развитии или функционировании плаценты могут привести к снижению уровня ДНК плода в крови матери. Такие состояния, как плацентарная недостаточность, плацентарный мозаицизм или ограничение роста плода, могут привести к снижению фетального генетического материала..
• В некоторых случаях хромосомные аномалии у плода, такие как мозаицизм или редкие генетические состояния, могут влиять на выброс фетальной ДНК в материнский кровоток.

Действия при низкой фетальной фракции

Женщинам, чьи результаты скрининга НИПТ являются неопределенными или не поддаются интерпретации из-за низкого количества фетальной ДНК, рекомендуется пройти дополнительное генетическое консультирование и пройти комплексное ультразвуковое обследование и диагностическое инвазивное тестирование из-за повышенного риска анеуплоидии.

Также можно повторить НИПТ: если первоначальный результат НИПТ неопределен из-за низкой фракции плода, врачи могут рекомендовать повторный тест через несколько недель. Если повторное тестирование не дало результата или если фракция плода остается слишком низкой, можно рассмотреть инвазивные тесты, такие как амниоцентез или биопсия ворсин хориона.

Заключение

Важным фактором контроля качества НИПТ является достаточный процент фетальной ДНК для избежания ложноотрицательных результатов. Фетальная фракция отражает количество ДНК плода в крови матери и существенно влияет на точность и надежность тестирования НИПТ. Будущие родители и лечащие врачи могут более эффективно интерпретировать результаты НИПТ и принимать обоснованные решения относительно дородового ухода, если они знают значимость этого параметра и переменные, которые могут на него повлиять. При высоком ИМТ матери и наличии заболеваний или воспалительных состояний фетальная фракция может быть низкой.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

• Кудрявцева, Е. В. Фетальная фракция free-DNA: клинико-диагностические параллели // Е. В. Кудрявцева, В. В. Ковалев, А. А. Дектярев // Уральский медицинский журнал. – 2021. – Т. 20, № 1.
• Кудрявцева Е.В., Ковалёв В.В., Баранов И.И., Канивец И.В., Киевская Ю.К., Коростелёв С.А. Низкая фетальная фракция внеклеточной ДНК при проведении неинвазивного пренатального ДНК-скрининга: возможные причины, клиническое значение и тактические решения. Доктор.Ру. 2020; 19(8)
• Lisa Hui, Diana W Bianchi. Fetal fraction and noninvasive prenatal testing: What clinicians need to know // Prenat Diagn: 2023 Mar 26.
• Ashoor G, Poon L, Syngelaki A, Mosimann B, Nicolaides KH. // Fetal fraction in maternal plasma cell-free DNA at 11-13 weeks' gestation: effect of maternal and fetal factors. Fetal Diagn Ther. 2012;31.
• Matthew S Hestand, Mark Bessem, Peter van Rijn, Renee X de Menezes, Daoud Sie, Ingrid Bakker, Elles M J Boon, Erik A Sistermans, Marjan M Weiss // Fetal fraction evaluation in non-invasive prenatal screening (NIPS) // Eur J Hum Genet. 2018 Sep 25.