Freie fetale DNA

SGGG-Frühjahrsfortbildung, St. Moritz, März 2013
PraenaTest ® :
Wann und wie anwenden?
Prof. Dr. Daniel Surbek
Universitäts-Frauenklinik Inselspital Bern

Zielkrankheiten der pränatalen Diagnostik
• Chromosomale Aneuploidien (Trisomie 13, 18,
21, gonosomale Aneuploidien wie XO, u.a.)
• Monogenetische Erkrankungen
(Stoffwechselkrankheiten, u.a.)
• Geschlechtsabhängige genetische Krankheiten
• Alloimmunisation (Rhesus D, Kell etc)

Invasive fetale Diagnostik: CVS, AC
-> Abortrisiko 0.5 – 1%

Strategien zur Verminderung der
invasiven fetalen Diagnostik
• Risk assessment zur selektiven invasiven
Diagnostik bei Hochrisikopatientinnen
– Ersttrimester-Test: Alter, NT, PAPP-A, freies
betaHCG
– Zweittrimester-Biochemie: Alter, AFP, freies
betaHCG, E3, Inhibin; Softmarker-screening
• Nicht-invasive fetale Diagnostik im
mütterlichen Blut
– Basierend auf transplazentärem Zell- und DNA-
Transfer

Transplazentärer Transfer von
Zellen und freier DNA
• In allen Schwangerschaften
• Ab der 6. SSW
• Herkunft:
– Trophoblast (Zyto- und Syncytiotrophoblast)
– Fetus (nukleierte Ec, Lc, Vorläuferzellen)

Klinische Bedeutung des transplazentären
Zelltransfers
• Feto-maternaler Zelltransfer
– Alloimmunisierung (Ec-Transfer, Tc-Transfer)
– Makrotransfusion: Fetale Anaemie / Exsanguination
– Fetaler Chimärismus in der Mutter (über Jahrzehnte
nachweisbar)
• Materno-fetaler Zelltransfer
– Graft-versus-host disease bei Feten und Neugeborenen mit
schwerem Immundefekt (Thompson et al., J Immunol 1984)
– Mütterlicher Chimärismus im Fetus / Neugeborenen
• Zelltransfer zwischen Zwillingen
– Zwillings-Chimärismus
Van Djick et al., Am J Med Genet 1996

Klinisches Interesse am fetomaternalen
Zell-/ DNA-Transfer
• Nicht-invasive Diagnostik fetaler chromosomaler und
genetischer Anomalien oder Eigenschaften
– Chromosomenanomalien
– Monogenetische Krankheiten / Mutationen
– Fetales Geschlecht bei genetischen Krankheiten
– Blutgruppen-Antigene (Rhesus D, Kell u.a.)
– Tc-Antigene
• Schwangerschaftspathologie: Rolle der fetalen Zellen /
fetalen DNA bei Präeklampsie

Anreicherung kernhaltiger fetaler
Erythrocyten (MACS, CD 71)

Einzelzelldiagnostik (PCR, FISH)

Fetale Geschlechtsdiagnose

Freie fetale DNA: Implikationen für die
pränatale Diagnose
• Freie fetale DNA ist im mütterlichen Blut
vorhanden, zunehmend mit fortschreitender
Schwangerschaft
• Direkte Analyse mittels Real-time PCR möglich
-> keine Zellanreicherung notwendig
• Analyse fetaler Gensequenzen vorab vor
negativem mütterlichen Hintergrund möglich
Lo et al., Lancet 1997; 350: 485-7

Bisherige Möglichkeiten:
Fetale DNA aus mütterlichem Blut
• Blutgruppenantigene bei Allo-Immunisierung
– Rhesus D
– Kell
• Fetales Geschlecht bei geschlechtsabhängigen
rezessiv vererbten Krankheiten
– Y-Chromosom-Sequenzen
• Seltene Monogenetische dominant vererbte
Krankheiten bei negativem Background

Erhöhter transplacentärer Zell- /
DNA-Transfer bei
Schwangerschaftspathologien
• Präeklampsie
• Vorzeitige Wehen / Frühgeburt
• Polihydramnie
• Fetale Aneuploidie
• Weitere ...

Pathophysiologie der Präeklampsie
Rolle des fetalen Zellchimärismus bei
der Mutter

Fetal Zell / DNA Transfer bei
Frühgeburtlichkeit
• Fetale DNA ist erhöht bei Frauen mit vorzeitiger
Wehentätigkeit und Frühgeburt
Leung et al., Lancet 1998
• Marker für Frühgeburtlichkeit in Patientinnen
mit vorzeitiger Wehentätigkeit?

P=0.042
P=0.017
Leung et al, Lancet 1998

Fetaler Langzeitchimärismus

Bedeutung des
Langzeitchimärismus?
• Rolle bei der Pathogenese von
Autoimmunkrankheiten? (Systemische Sklerosis,
SLE, Hashimoto thyreoiditis etc.)
• Rolle bei mütterlichen Regenerationsprozessen
(Schilddrüse, Leber etc.)
• Rolle bei Immunität und Toleranz

Under mom's skin. Eine Zelle mit einem
grüngefärbten Y-Chromosom (von einem Sohn) in
der Haut einer Patientin mit Systemsklerose

Persistence. Eine Zelle mit einem grüngefärbten Y-
Chromosom (von einem Sohn) in der Leberbiopsie
der Mutter

Fetale Zellen in der Biopsie einer Patientin
mit Schilddrüsenpathologie

Mikrochimärismus bei
Autoimmunkrankheiten
• Schilddrüsenkrankheiten
Srivatsa et al., Lancet 2001
• Juveniler ulcerativer lichen planus (dizygoter Zwilling)
Vabres et al., Lancet 2002

Karyotypisierung?

Molekularbiologische Entwicklungen

NEXT GENERATION SEQUENCING
(NGS)
=
MASSIVE PARALLEL SEQUENCING
(MPS)

Next Generation Sequencing: Schlüssel zur
nicht-invasiven Chromosomendiagnostik
• Totale freie DNA (mütterlich und fetal)
• Analyse mittels Bioinformatik-Tools zur
Analyse der grossen Datenmenge
• Exakte Quantifizierung der DNA
• Fokussierung auf spezifische Sequenzen
einzelner Chromosomen (21, 18, 13)

Pränataldiagnostik = Stufendiagnostik
• Information über Möglichkeiten der PND
• Risikoabklärung Chromosomenanomalien
• Ersttrimestertest: Alter, NT, beta-HCG, PAPP-A
• Evtl. Zwischenstufe: Nasenknochen, Ductus venosus,
Tricuspidalregurgitation
• Niedrigrisiko
– Ultraschall 20. SSW (Softmarker, Herz)
• Hochrisiko
– Option invasive Diagnostik (CVS oder AC) mit Abortrisiko
– Option Praenatest = Nicht-invasive Pränatale Diagnostik

Empfehlungen der SGGG

Informationsblatt der SGGG für
Schwangere

Eckpunkte der Empfehlungen
• Nur für Schwangere mit erhöhtem Risiko,
idealerweise Risikoevaluation mit ETT!!
• Nicht geeignet für Schwangere mit niedrigem Risiko
• Kein Testrisiko
• Test zur Zeit „nur“ Trisomie 21 -> in Revision
• Sensitivität (95%)-99%, Spezifität 99.3%
• Zeitdauer bis Ergebnis bis zu 3 Wochen
• Test funktioniert nicht immer (2-10%?)
• Nur bei Einlingsschwangerschaft
• Kosten 1500.- (keine Kassenpflicht)

Praenatest: Möglicher Zeitverlauf
• 16.11.2012 (14 2/7 SSW): Praenatest
• 29.11.2012 (16 1/7 SSW): Kein verwertbares
Ergebnis
• .....Weihnachten / Neujahr: Labor geschlossen.....
• 2.1.2013 (20 6/7 SSW): Praenatest Nr. 2 (keine
Zusatzkosten)
• 16.1.2013 (22 6/7 SSW): Praenatest unauffälliges
Ergebnis -> keine Trisomie 21

Aktuelle Entwicklungen
• Bessere Tests mit höherer Sensitivität und
Spezifität
• Auch für Trisomie 13 und 18 - Detektion
• Weniger ungültige Testergebnisse
• Ergebnisse schneller zur Verfügung
• Kostenreduktion
• Kostenübernahme durch Kassen
• Revision der SGGG-Empfehlungen noch vor Mitte
Jahr

PrenDia Test
• Ab 10. SSW vermarktet
• Relevante Chromosomenanomalien
• Daten der Testperformance noch nicht
publiziert
• Technische Testversager gering
• Testdauer 2 Wochen

Zukunft
• Ersatz des konventionellen Ersttrimester-Tests
• Weitgehender Ersatz der invasiven Diagnostik
• Monogenetische Erkrankungen
• Genetische Prädispositionen
• Kein Ersatz des Ultraschallscreenings! (inkl. NT)

NZZ, 12. November 2012

Universitäts-Frauenklinik Inselspital Bern