XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Хромосомные анеуплоидии (ХА) являются одними из основных причин перинатальной смертности и детской инвалидности. Популяционная частота ХА составляет 6–7:1000 новорожденных. Среди ранних репродуктивных потерь в I триметре беременности ХА составляют в разные сроки от 50 до 70%. Выявление хромосомных нарушений является наиболее частым показанием для инвазивной пренатальной диагностики. Однако инвазивные исследования с помощью биопсии хориона, амниоцентеза или кордоцентеза связаны с определенным риском выкидыша, поэтому эти исследования проводятся только при беременностях с высоким риском наличия ХА.

Пренатальный скрининг позволяет выявить значительное число плодов с синдромами Патау (трисомия 13), Эдвардса (трисомия 18), Тернера (45,Х), триплоидии, некоторых других хромосомных и широкого спектра генных синдромов, врожденных пороков развития внутренних органов плода. При этом эффективность пренатальной диагностики синдрома Дауна является маркером качества проведения пренатального скрининга в целом.

Скрининг – это совокупность необходимых мероприятий и медицинских исследований, тестов и других процедур, направленных на предварительную идентификацию лиц, среди которых вероятность наличия определенного заболевания выше, чем у остальной части обследуемой популяции. Говорить об эффективном скрининге можно, если он является массовым, т.е. охватывает больше 80% обследуемой части населения. В противном случае скрининг является выборочным (селективным) и не выполняет все возложенные на него задачи.

В последние 10 лет были описаны несколько дополнительных ультразвуковых маркеров I триместра, оцениваемых при безвыборочном пренатальном скрининге, которые повышают частоту выявления анеуплоидий и уменьшают уровень ложноположительных результатов.

Данная работа является актуальной для нашего времени, так как своевременное выявление ХА, позволяет определить дальнейшую тактику работы врача, а также позволяет установить возможные риски и последствия беременности.

Скрининг по возрасту матери

Риск многих ХА увеличивается с возрастом матери. Гипотеза об экспоненциальной зависимости частоты рождения ребенка с трисомией 21 от возраста матери, выдвинутая еще в 1933 г. известным английским генетиком L. Penrose, подтверждена многочисленными цитогенетическими исследованиями в постнатальном периоде онтогенеза, а также результатами инвазивной пренатальной диагностики (ИПД). Доказана линейная зависимость между возрастом женщины и частотой нерасхождения хромосом 13 и 18 при созревании яйцеклетки, а благодаря развитию методов вспомогательной репродукции — и хромосомы 16 (Jacobs P., Hassold T., 1995). В то же время, триплоидия, моносомия Х, а также редкие трисомии по хромосомам групп А, В и С у потомства с возрастом матери не связаны (Jacobs P., Hassold T., 1995). Кроме того, поскольку анеуплоидные плоды чаще, чем эуплоидные (с нормальным кариотипом), умирают внутриутробно, со сроком беременности риск уменьшается.

Уровень смертности плода между 12 недель (когда проводится скрининг I триместра) и сроком родов составляет около 30% для трисомии 21 и 80% для трисомий 18 и 13 (Snijders R.J.M., Holzgreve W., 2013). В отличие от этого, уровень смертности эуплоидных плодов составляет от 1 до 2%, и соответственно риск трисомии уменьшается со сроком беременности. Оценка риска для трисомий 21, 18 и 13 хромосомы у женщин в возрасте 20 лет в 12 недель беременности составляет около 1:1000, 1:2500 и 1:8000, соответственно, а риск рождения ребенка с ХА в срок (38–40 недель) для таких женщин составляет 1:1500, 1:18000 и 1:42000 соответственно. Риск этих анеуплоидий у женщин в возрасте 35 лет составляют около 1:250, 1:600 и 1:1800, а риск рождения в срок 40 недель ребенка с ХА — 1:350, 1:4000 и 1:10000. В возрасте 40 лет в 12 недель риск составляет — 1:40, 1:90, 1:280, а в 40 недель — 1:35, 1:650 и 1:1500 соответственно.

Синдром Тернера не связан с возрастом матери и его распространенность составляет около 1:1500 в 12 недель и 1:4000 в 40 недель. Для трисомий по половым хромосомам (47,XXX, 47,XXY и 47,XYY) нет каких-либо существенных изменений с возрастом матери и, поскольку уровень смертности плода не выше, чем у эуплоидных плодов, общая распространенность (около 1:500) не снижается в зависимости от срока беременности. Триплоидия не связана с возрастом матери и распространенность ее составляет около 1:2000 в 12 недель, но это сложно увидеть у живорожденного ребенка, так как большинство аномальных плодов внутриутробно умирают до 20 недель.

Беременности с ХА у плода связаны с изменением в сыворотке крови матери концентрации разных фетоплацентарных продуктов, включая альфафетопротеин (AФП), fβ-ХГЧ, ингибин А, неконъюгированный эстриол (uE3) и РАРР-А (Cuckle H., Benn P., 2011). Все биохимические маркеры являются эмбриоспецифичными, т.е. они продуцируются клетками самого плода или плаценты и поступают в материнский кровоток. Их концентрация в сыворотке крови матери меняется в зависимости от срока беременности и от состояния плода.

В скрининге с использованием биохимических маркеров материнской крови, измеренная концентрация маркеров конвертируется в кратное от медианы (МоМ) нормальных /непораженных беременностей в тот же период беременности. Таким образом, выводятся кривая распределения Гаусса log10 (МоМ) при трисомии 21 и нормальных беременностях (эуплоидные плоды), и соотношение уровней распространения при особом МоМ, вероятном при трисомии 21, используется для того, чтобы модифицировать материнский a-priori возрастной риск для получения индивидуального риска пациента.

II триместр беременности. Первые попытки включения материнских сывороточных маркеров в скрининг ХА были сосредоточены на II триместре беременности и продемонстрировали существенное улучшение уровня определения трисомии 21 по сравнению со скринингом по возрасту матери. При уровне ложноположительных результатов в 5% выявляемость плодов с трисомией 21 возросла с 30 до 60–65% при объединении материнского возраста, сывороточного АФП и fβ-ХГЧ (двойной тест), до 65–70% — с дополнительным значением uЕ3 (тройной тест), и от 70 до 75% со значением ингибина А (четверной тест) (Cuckle H., Benn P., 2011). Если используется интактный ХГЧ, а не fβ-ХГЧ, то вероятность обнаружения снижается примерно на 5%.

I триместр беременности. В последние 10 лет биохимические исследования стали проводиться в I триместре, потому что в сочетании с ультразвуковым маркером ТВП плода информативность такого скрининга превосходит скрининг II триместра, по возрасту матери с последующей корректировкой показателя риска в зависимости от уровня fβ-ХГЧ и РАРР-А в крови матери и величины TВП. При беременностях с трисомией 21 у плода концентрация fβ-ХГЧ в сыворотке крови матери примерно в 2 раза выше, а РАРР-А снижен наполовину в сравнении с эуплоидными беременностями (табл. 1).

На измеренную концентрацию этих плацентарных продуктов в сыворотке влияют такие характеристики матери, как расовое происхождение, вес, курение, способ зачатия, болезни матери и прием гормональных препаратов, а также приборы (биохимические анализаторы), технологические лабораторные методы и реагенты (лабораторные диагностические наборы), используемые для анализа. Следовательно, при расчете рисков анеуплоидий с использованием этих продуктов, необходимо принимать во внимание факторы этих материнских переменных при определении МоМ перед сравнением аномальных и нормальных беременностей (Griffin D., 2016). В эуплоидных беременностях с нормальным кариотипом плода среднее скорректированное значение для fβ-ХГЧ и РАРР-А составляет 1,0 МоМ на всех сроках беременности, в то время как при трисомии 21 среднее значение fβ-ХГЧ – 2,0 МоМ, а РАРР-А – 0,5 МоМ и оба эти значения увеличиваются со сроком трисомной беременности.

В скрининге на трисомию 21 по материнскому возрасту и сывороточным маркерам (fβ-ХГЧ, РАРР-А) частота обнаружения составляет 65% при числе ложноположительных результатов 5%. Проводить анализ лучше с 9 по 10 нед беременности, так как разница в РАРР-А при наличии трисомии у плода и эуплоидным плодом больше на более ранних сроках беременности (Kagan K.O., Wright D., 2012). Несмотря на то, что разница в показателях fβ-ХГЧ при трисомии 21 и при беременности с нормальным кариотипом плода увеличивается со сроком беременности, величина разницы меньше, чем у противоположного соотношения РАРР-А.

При трисомии 18 и 13 содержание fβ-ХГЧ и РАРР-А в сыворотке крови матери снижается. В случаях аномалий половых хромосом материнский сывороточный свободный β-ХГЧ имеет нормальное значение, а РАРР-А — низкое. При диандрической триплоидии материнский сывороточный fβ-ХГЧ резко увеличивается, в то время как РАРР-А умеренно снижается (Halliday J.L., Watson L.F., 2011). Дигенная триплоидия связана с заметным снижением материнского сывороточного fβ-ХГЧ и РАРР-А.

Относительно новым биохимическим маркером анеуплоидий является ADAM 12 (от англ. A Disintegrin And Metalloproteinase, «дизинтегрин и металлопротеиназа»). При беременностях с трисомией его уровень в сыворотке крови матери в I триместре ниже, чем в эуплоидных беременностях. Уровень ADAM 12 при трисомии 21 — 0,96 МоМ (достоверно не отличается от эуплоидных плодов (1,01 МоМ), однако ниже при трисомии 13 (0,567 МоМ) и трисомии 18 (0,697 МоМ), моносомии Х — (0,747 МоМ) и триплоидии (0,426 МоМ)) (Snijders R.J.M., Sebire N.J., 2013). Вместе с тем маловероятно, что использование этого маркера улучшит скрининг, так как понижение незначительное и существует значимая связь между ADAM 12 и традиционными биохимическими маркерами fβХГЧ и РАРР-А. Повышение уровня ADAM 12 связано с риском возникновения преэклампсии и HELLP-синдрома у беременной (Halliday J.L., Watson L.F., 2011) .

Табл. 1.Биохимические и эхографические особенности трисомий 21,18 и 13
ТВП-комбинированная модель	Эуплоид	Трисомия 21	Трисомия 18	Трисомия 13
КТР-независимое распределение, %	5	95	70	85
Медиана КТР-независимой ТВП, мм	2.0	3,4	5,5	4,0
Медиана сывороточного fβ-ХГЧ, МоМ	1,0	2,0	0,2	0,5
Медиана сывороточного РАРР-А, МоМ	1,0	0,5	0,2	0,3
Отсутствие изображения носовой кости, %	2,5	60	53	45
Трикуспидальная регургитация, %	1,0	55	33	30
Реверсный кровоток в венозном протоке (а-волна), %	3,0	66	58	55

Т абл. 2.Результаты европейских мультицентровых исследований по исходам беременностей у плодов с увеличенной ТВП

ТВП, мм	ХА,%		Нормальный кариотип
		внутриутробная гибель, %	ВПР, %	нормальные роды, %
<2,5	0,2	1,3	1,6	97,0
2,5–3,4	3,7	1,3	2,5	93,0
3,5–4,4	21,0	2,7	10,0	70,0
4,5–5,4	33,3	3,4	18,5	50,0

Еще одним относительно новым биохимическим маркером ХА при сроке беременности 11–13+6 является PIGF (плацентарный фактор роста, ПФР), в первую очередь являющийся общепризнанным ранним высокочувствительным предиктором преэклампсии, гипертензивных состояний и плацентарной дисфункции. Хотя первые исследования ПФР в скрининге синдрома Дауна, выполненные почти 10 лет назад (Spencer K., Liao A.W., 2010), показали противоречивые результаты, публикации последних лет (Griffin D., 2016) свидетельствуют о достоверном снижении экскреции ПФР в сыворотке крови матери в 11–13 неделе гестации в случае ХА у плода: при трисомии 21 — 0,707 МоМ; трисомии 18 — 0,483 МоМ; трисомии 13 — 0,404 МоМ; триплоидии — 0,531 МоМ; моносомии Х — 0,534 МоМ. В то же время оценка ПФР в сочетании с возрастом матери, РАРР-А, fβ-ХГЧ и измерением ТВП повышает чувствительность скрининга всего на 0,5% при ложноположительном результате — 5%. В настоящее время признано целесообразным дополнительно включить в программу первого биохимического скрининга также определение АФП (в сочетании с РАРР-А, fβ-ХГЧ), снижение которого (0,707 МоМ) как и во II триместре беременности характерно для трисомии 21.

Превышение уровня АФП во время раннего биохимического скрининга коррелирует с дефектами закрытия невральной трубки, преэклампсией, преждевременными родами и маловесным плодом.

Толщина воротникового пространства плода

В 1866 г. английский врач J. Langdon Down описал у лиц с врожденной умственной отсталостью избыточную кожную складку на шее, как одно из характерных проявлений этой патологии, наряду с другими типичными признаками. В 1990-х стало ясно, что этот избыток кожи может быть следствием чрезмерного накопления подкожной жидкости позади шеи плода, которое можно увидеть в ходе ультразвукового исследования. Этот маркер впервые был описан J. Szabo в 1990 г., а термин воротниковое пространство (дословно «воротниковая прозрачность» — nuchal translucency) был предложен K. Nickolaides в 1992 г.

Многочисленные исследования в последние 20 лет установили, что измерение ТВП плода обеспечивает ранний и эффективный скрининг трисомии 21 и других распространенных ХА (Веропотвелян Н.П., Веропотвелян П.Н., 2013). Кроме того, увеличение ТВП в т.ч. у плодов с нормальным кариотипом связано с врожденными пороками сердца и целым рядом других пороков развития плода и генетическими синдромами, а также неблагоприятными исходами беременности (Алтынник Н.А., Юдина Е.В., 2012).

В таблице 2 представлены обобщенные данные европейских мультицентровых исследований по исходам беременностей у плодов с увеличенной ТВП, опубликованные в материалах XIV съезда международного общества ультразвука в акушерстве и гинекологии (ISUOG).

Установлено, что каждая пятая беременность с увеличением ТВП у плода, нормальным кариотипом и отсутствием грубых морфологических нарушений при ультразвуковом исследовании заканчивается неблагоприятно, т.е. рождением ребенка не только с аномалиями развития, но и с задержкой роста и/или психомоторного развития, которая впоследствии может проявиться как умственная отсталость разной выраженности и быть признаком различных генетических синдромов, в т.ч. микроделеционных (Алтынник Н.А., Юдина Е.В., 2012). Одним из наиболее часто встречающихся синдромов при этом является Нунан синдром. В то же время даже при увеличении ТВП более 6 мм в 15% случаев беременность заканчивается благоприятным исходом.

Оптимальным гестационным сроком для оценки ТВП плода является интервал с 11–13/6 недель. Минимальный КТР плода должен быть 45 мм, а максимальный — 84 мм. Нижний предел выбран для того, чтобы обеспечить ультразвуковую диагностику многих основных аномалий плода, которые в противном случае были бы упущены (за исключением структур сердца), а верхний предел для того, чтобы предоставить женщинам с аномальными плодами возможность раннего и безопасного метода прерывания беременности. После 13 недель ТВП начинает уменьшаться, поэтому наиболее оптимальным сроком для оценки ТВП является период – 11/3–12/3 недель беременности. Успешность измерения ТВП плода в 11–13 недель беременности составляет 98–100% и снижается до 70–80% после 14 недель, когда плод чаще занимает вертикальное положение, что усложняет получение стандартного изображения.

Несколько проспективных исследований сотен тысяч беременностей показали, что, во-первых, ТВП плода успешно измеряется более чем в 99% случаев; во-вторых, риск ХА связан как с возрастом матери, так и с увеличением ТВП плода; в-третьих, при беременностях с малой ТВП плода базовый риск по возрасту матери уменьшается.

Скрининг ТВП плода и биохимический скрининг

Скрининг в I триместре на основе возраста матери и результатов определения β-ХГЧ и РАРР-А в сыворотке крови беременной позволяет выявить только 65% плодов с ХА. Неотъемлемой составляющей правильно организованного биохимического скрининга является проведение ультразвукового исследования с целью определения срока беременности, без которого эффективность биохимического скрининга существенно снижается. Не существует значимой связи между ТВП плода и материнским сывороточным fβ-ХГЧ, или РАРР-А при трисомии 21 или в эуплоидных беременностях, следовательно ультразвуковые и биохимические маркеры можно совместить для обеспечения более эффективного скрининга (Spencer K., Liao A.W., 2010). Несколько проспективных исследований сотен тысяч беременностей показали, что при 5% уровне ложноположительных результатов комбинированный тест I триместра позволяет выявить около 90% беременностей с трисомией 21 (Kagan K.O., Wright D., 2012).

Оптимальные сроки ультразвукового исследования и биохимического анализа крови в I триместре беременности. Одним из вариантов комбинированного скрининга на трисомию 21 в I триместре является проведение эхографии и биохимического тестирования с последующим консультированием в так называемых клиниках одного визита оценки риска (от англ. one-stop clinics for assessment of risk — OSCAR) (Spencer K., Liao A.W., 2010). Это стало возможным благодаря введению биохимических анализов, которые обеспечивают автоматизированные, точные и воспроизводимые измерения в течение 30 минут после получения образца сыворотки крови. Идеальный период для OSCAR — 12 недель, поскольку целью сканирования в I триместре является не только выявление трисомии 21, но и диагностика большого числа пороков развития плода. Частота выявления трисомии 21 с применением подхода OSCAR в 12 недель составляет около 90% с числом ложноположительных результатов в 5% (Spencer K., Liao A.W., 2010).

Альтернативной стратегией для комбинированного скрининга в I триместре является проведение биохимического тестирования и ультразвукового сканирования во время двух отдельных визитов, первое — в 9–10, а второе — в 12 недель. Было установлено, что такой подход улучшит уровень обнаружения с 90 до 93–94%. Третьим вариантом могла бы стать оптимизация проведения биохимического тестирования путем измерения РАРР-А в 9 недель, а fβ-ХГЧ — во время сканирования в 12 недель или даже позже с примерной частотой обнаружения 95%. Стоимость и приемлемость для пациента альтернативной политики тестирования в I триместре будет зависеть от существующей инфраструктуры дородовой помощи. Потенциальное преимущество двух- или трехступенчатого скрининга с точки зрения частоты обнаружения ХА у плода ставится под сомнение поскольку велика вероятность несоблюдения отдельных дополнительных этапов исследования.

Рис.1. Двухэтапный ранжированный пренатальный скрининг ХА

Оценка каждого из этих ультразвуковых маркеров может быть включена в комбинированный скрининг I триместра с учетом возраста матери, ТВП плода и сывороточных маркеров (fβ-ХГЧ, РАРР-А). В результате этого можно существенно повысить чувствительность скрининга с увеличением частоты обнаружения ХА до 93–96% и уменьшить число ложноположительных результатов до 2,5% (Snijders R.J.M., Holzgreve W., 2014). Эффективное выполнение скрининга можно достичь путем другой возможной стратегии применения двухэтапного ранжированного скрининга, когда на первой его стадии оценка риска осуществляется по возрасту матери, ТВП плода и сывороточным маркерам. У пациенток с риском 1: 50 и более анализ считается положительным, а у тех, у кого риск менее 1:1000 — отрицательным. Пациентки с промежуточным риском от 1: 51 до 1: 1000 проходят вторую стадию скрининга с прицельной оценкой носовой кости, кровотока в венозном протоке и через трикуспидальный клапан, которая модифицирует риски первой стадии. Если скорректированный риск составляет 1:100 или более, результат скрининга считается положительным, т.е. предполагает последующее проведение инвазивной пренатальной диагностики, а если риск менее 1:100 — отрицательным (рисунок).

В последние годы появились новые эхографические маркеры ХА: интракраниальное пространство (ИП), ретроназальный треугольник (РТ), мандибулярная щель (МЩ), оцениваемые также в 11–13 нед беременности. ИП (расположенное между стволом мозга и хориоидальным сплетением и отражающее IV желудочек) легко визуализируется при стандартном сагиттальном сечении используемом для оценки ТВП. Его оценка характеризуется высокой воспроизводимостью и не требует дополнительного времени. Размеры ИП не зависят от возраста матери и коррелируют со сроком беременности. Дилатация ИП более 2,5 мм при КТР 45–84 мм, по данным ретроспективного исследования (Papastefanou I., Souka A.P., 2015), коррелирует с ХА, в то время как уменьшение ИП является проявлением открытых дефектов спинного мозга. Оценка РТ проводится с помощью объемной эхографии. При оценке РТ возможна ранняя диагностика симметричной и ассиметричной аплазии носовых костей, расщелины твердого неба и визуализация МЩ, расширение которой наблюдается при гипоплазии нижней челюсти, что характерно для трисомии 18 и ряда моногенных синдромов.

Таким образом, формирование базы данных врожденной и наследственной патологий с полным охватом всех плодов, новорожденных и детей в более старшем возрасте, комплексным обследованием семей и уточнением диагноза позволяет установить частоту, структуру и динамику хромосомных анеуплоидий и врожденных пороков.

Работа выполнена под руководством к.биол.н, доцента кафедры биологической химии Оренбургского государственного медицинского университета Лебедевой Е.Н

Список литературы:

Веропотвелян Н.П. Современные возможности и подходы к пренатальному скринингу в 10–14 недель беременности / Н.П.Веропотвелян, П.Н.Веропотвелян, Л.А. Кодунов и др. // Матеріали науково-практичної конференції. Київ,- 2013.- C. 91–93.

Веропотвелян Н.П. Современные возможности и подходы к пренатальному скринингу хромосомных аномалий плодов в ранние сроки беременности/ Н.П. Веропотвелян, П.Н. Веропотвелян, Л.А. Кодунов и др. // Ультразвук. Диагн. 2015.- С. 17–19.

Перинатальные исходы при эхографических маркерах врожденной и наследственной патологии. IV. Расширенное воротниковое пространство/ Н.А. Алтынник и др. // Пренат. диагн.- 2012.- Т. 2(3). -C. 174–179.

Cuckle, H. Down syndrome screening in the first and/or second trimester: model predicted performance using meta-analysis parameters/ H.Cuckle, P.Benn, D. Wright // Semin. Perinat. -2011. -V. 29.- P. 252–257.

Fetal intracranial translucency and cisterna magna at 11–13 wks: reference ranges and correlation with chromosomal bnormalities/ I. Papastefanou, A.P. Souka Pilalis, K.H. Nicolaides et al. // 10th World Congress in Fetal Medicine. Malta, 2015.- V. 18.- P. 35-39.

First trimester screening for trisomy 21 by free beta-human chorionic gonadotropin and pregnancy associated plasma protein-A: impact of maternal and pregnancy characteristics/ K.O. Kagan, D. Wright, K. Spenser et al // Ultrasound Obstet. Gynecol. 2012.- V. 31.- P. 493–502.