NVKVV NIPT.pptx

17/03/15
Niet
Invasieve
Prenatale
Test
Ellen Roets
Prenatale diagnostiek
UZ Gent
Studiedag Vroedvrouwen
NVKVV
Kursaal Oostende
16 maart 2015
NIPT
 
 
 
 
 
Downscreening : wat we hadden…
Principe
Valkuilen
Huidige situatie
Toekomst
2
1
17/03/15
Screening voor Down : wat we hadden…
 
 
 
 
 
 
 
Leeftijd
Triple test
Quadruple test
Sequentiële test
Combinatietest
Geïntegreerde screening
Contingent screening
…
3
Er was eens… leeftijdsrisico
4
2
17/03/15
Risicoverfijning
 
Doel
 
 
 
Hoogrisicogroep :
 
 
 
eliminatie van niet-aangedane zwangeren
verminderen van ‘overbodige’ invasieve procedures
Laagrisicogroep :
 
 
 
steeds nauwere omschrijving van de hoogrisicogroep
nauwkeuriger inschatting van ‘werkelijke risico’
Selecteren van aangedane zwangeren
Uitvoeren van invasieve testen
Onophoudelijke zoektocht naar parameters ter verfijning
van leeftijdsrisico
 
 
Biochemisch : eerste en tweede trimester
Echografisch
5
Bijkomende parameters
Materneel serum
 
2e trimester
 
E3 (estriol)
αFP (alfa-foetoproteïne)
βhCG (β-subunit humaan choriongonadotropine)
 
1e trimester
 
 
PAPP-A (Pregnancy-Associated Plasma Protein A)
fβhCG (vrije fractie van βhCG)
Echografisch
 
 
 
 
 
 
 
NT (nekplooi)
NB (neusbeen)
TVR (tricuspiedklepregurgitatie)
DV (ductus venosus)
FMF (frontomaxillaire faciale hoek)
SA (a subclavia verloop)
…
6
3
17/03/15
SURUSS
7
Screeningcombinaties
FASTER
SURUSS
SPR (%) for DR of :
DR(%) for
SPR
of :
SPR (%) for DR of :
DR (%) for
SPR
of :
75%
85%
95%
1%
5%
75%
85%
95%
1%
5%
1e trimester NT
8.1
20
55
54
68
12.9
25
55
33
60
1e trimester serum
(1MSS)
7.1
16
42
46
67
5.5
12.1
33
52
74
Gecombineerd
(1MSS+NT)
1.2
3.8
18
72
85
2.3
6.1
22
66
83
Serum geïntegreerd
(1-2MSS)
1.2
3.6
15
70
86
0.8
2.7
12.5
77
90
Volledig geïntegreerd
(1+2MSS + NT)
0.2
0.6
4
87
95
0.3
1.2
7.2
84
95
2MSS : TT
7.0
14
32
45
69
2.9
7.1
22
51
74
2MSS : QT
3.1
7.3
22
60
81
2.6
6.1
18
63
83
8
4
17/03/15
COUNSELING
RISICO-INSCHATTING
HOOG RISICO
Risicoberekening
Maternele leeftijd
Familiaal / Persoonlijk risico
…
LAAG RISICO
(Genetische) counseling
Verderzetting ZS
Invasieve test
Beëindigen ZS
Adoptie
9
ICO
IS
MR
AA 0
R
K 1/20
MIS
5
17/03/15
Performantie van screeningstesten…
 
 
 
127000 geboorten
Screening : 100000 zwangerschappen (80000 TrI, 20000
TrII) = 1/5
Communicatie genetische centra
 
 
 
7500 invasieve procedures / jaar
125 Down cases gedetecteerd
+ 100 Down cases geboren
COUNSELING…
11
NIPT
 
 
 
 
 
Downscreening : wat we hadden…
Principe
Valkuilen
Huidige situatie
Toekomst
12
6
17/03/15
Niet-Invasieve Prenatale Test
 
Foetaal onderzoek in materneel bloed ?
 
Foetale cellen
 
 
 
Kunnen verscheidene jaren in materneel bloed aanwezig blijven
Foetaal RNA
‘Foetaal’ DNA
13
Lo et al. Lancet 199714
7
17/03/15
RT-qfPCR
Allele-specific
PCR
 
 
Specifieke
populaties
15
cffDNA (cell-free fetal DNA)
Afkomstig van
trofoblastcellen (snelle
turnover, apoptosis)
Verschijnt vroeg in de
zwangerschap, snelle
clearance postpartum
 
 
 
 
 
Lo et al : 3-6% (Y-fractie proportioneel tov tot DNA)
Gem. 10-15% bij sampling 10-20w, range 4-30%
Kort : 150-200bp
16
8
17/03/15
2008
Björn Menten, CMG17
MPS
 
 
Massively parallel (shotgun) sequencing, Next/Second
Generation Sequencing
Amplificatie en sequencing van miljoenen korte DNAfragmentjes
Uitplotten van unieke sequenties met gekende
lokalisatie in genoom
Z-score : afwijkend aantal ‘reads’ tov ‘gemiddeld’
18
9
17/03/15
Björn Menten, CMG19
Z-score
6
3
0
-3
13
18
21
chromosome
Björn Menten, CMG20
10
17/03/15
21
small scale validation – before chromosome normalization
# reads
§ 
1
2
3
4
5
6
7
8
8 samples
§ 
2 T21
§ 
1 T18
§ 
1 T13
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 X
chromosome
Y
22
Björn Menten, CMG
11
17/03/15
small scale validation – after chromosome normalization
# normalized reads
§ 
1
2
3
4
5
6
7
8
8 samples
§ 
2 T21
§ 
1 T18
§ 
1 T13
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 X
chromosome
Y
Björn Menten, CMG23
small scale validation – trisomy 21
# normalized reads
T21
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 X
chromosome
Y
24
Björn Menten, CMG
12
17/03/15
small scale validation – trisomy 18
# normalized reads
T18
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 X
chromosome
Y
Björn Menten, CMG25
small scale validation – trisomy 13
# normalized reads
T13 ??
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 X
chromosome
Y
Björn Menten, CMG26
13
17/03/15
NIPT
 
 
 
 
 
Downscreening : wat we hadden…
Principe
Valkuilen
Huidige situatie
Toekomst
27
Read coverage
 
 
Verschillen per chromosoom : sensitiviteit 99,5% voor
trisomie 21 – minder voor chromosoom 13
‘GC-bias’ : ‘read coverage’ afhankelijk van GC-content
van chromosoom
 
 
 
 
Lage content : minder ‘reading’ (4-13)
Hogere content : 19-22
Verschillende methodes om z-score te berekenen
(standaard – GC-gecorrigeerd) > grotere nauwkeurigheid
voor tris 13 (NIFTY)
Beperkte relevantie (incidentie 1/4000 vs 1/1400 - 1/700)
28
14
17/03/15
Foetale fractie !!
 
Foetale fractie :
 
 
 
 
 
Gemiddeld 10-15% bij afname 10-20w
Range 5-30%
1-3% van de stalen <4%
Toenemend met amenorroeduur !
Betrouwbaarheid van test
 
 
Afhankelijk van aantonen van toename in foetale fractie voor
een bepaald chromosoom
Trisomie : 50% toename in foetale fractie voor dat chromosoom
29
Foetale fractie !!
20%
10%
4%
fetal fraction
maternal fraction
normal foetus
Björn Menten, CMG30
15
17/03/15
Foetale fractie !!
20%
10%
4%
fetal fraction
maternal fraction
trisomy 21 foetus
Björn Menten, CMG31
Fetal Fraction
Expected ratio
4%
1.02
10%
1.05
20%
1.10
40%
1.20
Canick et al. Prenat Diagn 201332
16
17/03/15
Foetale fractie en obesitas
 
 
 
Afname foetale fractie bij toenemende BMI
Vaste hoeveelheid foetaal/placentair DNA, gedilueerd
door toenemend materneel volume ?
Eerder totaal celvrij DNA ~ maternele BMI
Apoptosis vetcellen
Groter aantal WBC in
groter circulerend volume
 
Vora et al. Prenat Diagn 2012
Canick et al. Prenat Diagn 201333
Foetale fractie en obesitas
Canick et al. Prenat Diagn 2013
34
17
17/03/15
fetal fraction
Maternele fractie x2
10%
5%
2%
20%
10%
maternal fraction
4%
trisomy 21 foetus
trisomy 21 foetus
35
Foetale fractie : andere invloeden
en beperkingen
 
Origine : CYTOTROFOBLAST
Confined placental mosaicism : geen 50% toename foetale
fractie chromosoom
 
 
Materneel mozaïcisme
Maternele tumoren
Meerlingzwangerschappen
Transfusies / transplanten / …
36
18
17/03/15
NIPT
 
 
 
 
 
Downscreening : wat we hadden…
Principe
Valkuilen
Huidige situatie
Toekomst
37
Commerciële firma’s
 
BGI : NIFTY
LifeCodexxx : Prenatest
Verinata : Verifi
Ariosa : Harmony
Sequenom : MaterniT21
 
Variabele kosten
Detectie 13-18-21 – geslachtschromosomen
Sensitiviteit > 99%
 
 
38
19
17/03/15
Human Reproduction Update 2013
39
Vlaanderen
 
Commerciële voorziening
 
 
 
Belgische werkgroep (vert. genetische centra)
 
 
 
 
 
GENDIA/AML > Ariosa
FMF Brussel > Ariosa
Validatie in KUL, IPG, ULB, UZB en UZG
Trisomie 21
Counseling + informed consent
465 €
Indicatiestelling ?
 
 
 
Mat leeftijd > NIPT ?
Combinatietest afwijkend > NIPT ?
Laagrisicopopulatie ?
Echografische afwijkingen > IPD
40
20
17/03/15
Nederland : aanbevelingen NVOG
 
NIPT aanbieden naast CVS / AC bij verhoogd risico
 
 
 
 
Obv risicoberekening 1/200
Obv voorgeschiedenis
Obv dragerschap (bal) TL
Echografische afwijkingen : IPD
Indien risico T18 of T13 zonder T21 : gespecialiseerde
echo + info accuraatheid NIPT
Aanbevelingen voor terugbetaling – uniforme
informering – buitenlandse mogelijkheden
41
Nederland : NIPT consortium
 
 
 
 
 
 
 
alle Nederlandse academische ziekenhuizen : LUMC, UMC Radboud,
VUmc, Maastricht UMC+, Erasmus MC, amC, UMCG, UMCU
Sanquin
Nederlandse Verening voor Obstetrie en Gynaecologie (NVOG)
Koninklijke Nederlandse Organisatie van Verloskundigen (KNOV)
Vereniging Samenwerkende Ouder- en Patiëntenorganisaties (VSOP)
Vereniging Klinische Genetica Nederland (VKGN)
Vereniging Klinisch Genetische Laboratoriumdiagnostiek (VKGL)
Nederlandse Vereniging voor Humane Genetica (NVHG) en EMGO
Institute for Health and Care Research and Midwifery Science
42
21
17/03/15
Nederland : NIPT consortium
 
 
TRIDENT studie : TRIal by Dutch laboratories for
Evaluation of Non-invasive prenatal Testing
zo goed mogelijke inrichting van het aanbod van NIPT
nagaan + uitvoering in de dagelijkse praktijk.
 
 
 
 
 
Studie van alle stappen van counseling aan zwangere vrouwen
en de test die gedaan wordt in het laboratorium tot aan het
vervolgbeleid
Studie van keuzes die de vrouwen (en hun partners) maken en
welke overwegingen daarbij een rol spelen (vragenlijsten)
Ingang 1/4/2014
Onderhevig WBO (ziekten/aandoeningen zonder
genezingskans) : vergunningsplichtig
Buiten TRIDENT geen NIPT
43
NIPT
COUNSELING
Cutoff ??
RISICO-INSCHATTING
HOOG RISICO
Risicoberekening
Maternele leeftijd
Familiaal / Persoonlijk risico
LAAG RISICO
…
(Genetische) counseling
Invasieve test
Verderzetting ZS
Beëindigen ZS
Adoptie
44
22
17/03/15
Toekomst
Srinivasan et al. Am J Hum Gen 2013
45
Toekomst
 
Toepassing voor andere afwijkingen
 
 
 
 
Nu : 10-13 mio reads/staal
22q11 deletie : 150 000 000 reads/staal
Subchromosomale afwijkingen (microdeletie, translocatie,
duplicatie) door MPS met 1 000 000 000 reads/staal
Thalassemie
Obesitas…
Srinivasan et al. Am J Hum Gen 2013
46
23
17/03/15
REFERENTIES
Fan HC, Blumenfeld YJ, Chitkara U, Hudgins L, Quake SR. Noninvasive diagnosis of fetal aneuploidy
by shotgun sequencing DNA from maternal blood. PNAS 2008 Okt; 105(42):16266-71
Srinivasan A, Bianchi DW, Huang H, Sehnert AJ, Rava RP. Noninvasive detection of fetal
subchromosome abnormalities via deep sequencing of maternal plasma. Am J Hum Genet 2013 Feb
7;92(2):167-76
Canick JA, Palomaki GE, Kloza EM, Lambert-Messerlian GM, Haddow JE. The impact of maternal
plasma DNA fetal fraction on next generation sequencing tests for common fetal aneuploidies.
Prenatal Diagnosis 2013, 33, 667–674.
Jiang F, Ren J, Chen F, Zhou Y, Xie J, Dan S, Su Y, Xie J, Yin B, Su W, Zhang H, Wang W, Chai X, Lin
L, Guo H, Li Q, Li P, Yuan Y, Pan X, Li Y, Liu L, Chen H, Xuan Z, Chen S, Zhang C, Zhang H, Tian Z,
Zhang Z, Jiang H, Zhao L, Zheng W, Li S, Li Y, Wang J, Wang J, Zhang X. Noninvasive Fetal Trisomy
(NIFTY) test: an advanced noninvasive prenatal diagnosis methodology for fetal autosomal and sex
chromosomal aneuploidies. BMC Medical Genomics 2012, 5:57
Lo YMD, Corbetta N, Chamberlain P, Rai V, Sargent IL, Redman CWG, Wainscoat JS. Presence of
fetal DNA in maternal plasma and serum. Lancet 1997; 350: 485–87
Repiska G, Sedlačkova T, Szemes T , Celec P, Minarik G. Selection of the optimal manual method of
cell free fetal DNA isolation from maternal plasma. Clin Chem Lab Med 2013; 51(6): 1185–1189
Mersy E, Smits LJM, van Winden LAAP, de Die-Smulders CEM, The South-East Netherlands NIPT
Consortium, Paulussen ADC, Macville MVE, Coumans ABC, Frints SGM. Noninvasive detection of
fetal trisomy 21: systematic review and report of quality and outcomes of diagnostic accuracy
studies performed between 1997 and 2012. Human Reproduction Update, Vol.19, No.4 pp. 318–329,
2013
Benn P, Cuckle H, Pergament H. Non-invasive prenatal testing for aneuploidy: current status and
future prospects. Ultrasound Obstet Gynecol 2013; 42: 15–33
Hill M, Barrett AN, White H, Chitty LS. Uses of cell free fetal DNA in maternal circulation. Best
47
Practice & Research Clinical Obstetrics and Gynaecology 26 (2012) 639–654
24