非侵襲的出生前検査（NIPT）検査の進化

非侵襲的出生前検査（NIPT）検査の進化

非侵襲的出生前検査（NIPT）検査の進化

異数性の出生前スクリーニングは、1970 年代以降劇的に変化しました。1980 年代と 1990 年代に開発された非侵襲的方法であり、母体血清検体の測定と超音波検査を組み合わせたものです。これらの方法の問題は、偽陰性率が 12% から 23% と高く、陽性率が 5% と高く、感度が 50% から 95% と低いことだけではありません1。不確かな結果は、胎児サンプルの核型分析を行うために、羊水穿刺や絨毛膜絨毛サンプリングなどの侵襲的な手順につながることがよくありました。どちらの方法も流産のリスクがあります。

1979 年の胎児細胞の発見2と 1997 年の母体血中の胎児 DNAの発見3は、非侵襲的出生前検査 (NIPT) のための無細胞胎児 DNA (cfDNA) を使用した代替スクリーニング方法の開発の鍵でした。しかし、次世代シーケンシング (NGS) 4,5を使用して母体の血液でトリソミーを識別できることを実証するには、2008 年までかかりました。これにより、侵襲的な検査のフォローアップを回避することを目的とした、より正確で安全な方法として提供するために、NGS を使用して最高の NIPT 検査を開発する競争が始まりました。

NIPT 方法論

母体血漿中の余分な胎児染色体の同定は、当初、染色体計数と組み合わせた大規模並列ショットガン シーケンス (MPSS) 法を使用して行われました。この方法はすべての染色体を増幅するため、ゲノム全体の増幅効率にばらつきがあります。これは、異なる染色体の異数性検出の変動性をもたらします。染色体のカウントは、胎児と母体の cfDNA の量の違いを検出しています。この違いは、cfDNA 中の胎児分画のレベルが高いほど大きくなります。

増幅の冗長性を減らすために、ターゲット シーケンス法が NIPT 用に開発されました。これにより、分析される読み取りの数が減少し、分析の効率が向上し、感度が向上しました。ターゲット シーケンスと SNP 解析を組み合わせることで、サンプル中の母体と胎児の DNA を区別することができました。NIPT 法の性能向上をさらに後押しするのは、ペアエンド全ゲノム配列決定への移行です。これにより、断片サイズに基づいて母体と胎児の cfDNA を区別できます。シーケンシングに必要な深さを 3 分の 2 に減らすことに加えて、有効な結果を返すために胎児分画に対する感度がはるかに低いと主張されています。

NGS ベースの方法は 2011 年から NIPT ラボで使用されており、NGS コストの削減にもかかわらず、NIPT の実装には依然としてコストがかかります。しかし、先進国における検査の手頃な価格は改善されており、特に健康保険による検査の範囲が拡大しています。しかし、発展途上国の市場は価格に敏感であり、一部の企業はより安価な代替品に積極的に取り組んでいます. 現在 PerkinElmer の一部であるスウェーデンの会社 Vanadis は、そのプラットフォームでローリング サークル増幅を使用しています6。キプロスを拠点とする新興企業 NIPD Genetics Ltd は、異数性を検出するためのメチル化ベースの MeDIP qPCR 技術の特許を取得しました。そして、Bio-Rad は、NIPT テスト用のデジタル PCR バージョンで動作することを発表しました7. さらなるテクノロジーの進化により、テストの品質が向上し、コストが低下する可能性があります。

NIPT テスト風景

初期の論文に続いて、多くの企業が NIPT テストに取り組み始め、急速に 2 年以内に 7 つのテストが開始されました。この分野は、今後数年間でさらに混雑し、追加のテストが開発および開始されました。

2011 – Sequenome が MaterniT21 Plus を発売

2011 – BGI が NIFTY を発売

2011 – Berry Genomics が BambniTest を開始

2012 – Verinata Health が Verifi テストを開始

2012 – Ariosa Diagnostics が Harmony テストを開始

2012 – LifeCodexx が PrenaTest を開始

2012 - Natera が Panorama テストを開始

2014 – LabCorp が InformaSeq を発売

2014 – Sequenome が VisibilT を発売 – 平均リスクの妊娠向け

2015 - Quest が Q-natal Advanced を発売

2017 – イルミナが VeriSeq NIPT ソリューションを発売

2018 – PerkinElmer が NIPT Vanadis ソリューションの CE-IVD マークを発表

このリストには主なテストが含まれていますが、新しいテストは継続的に開発されており、古いテストは改善されています。さらに、NIPT テストを提供するラボの数が劇的に増加しており、NIPT テストを作成した企業からライセンスを受けているか、LDT として開発されています。

臨床現場における NIPT の採用

NIPT 検査は当初、異数性妊娠のリスクが高い女性を対象としていました。これらは、35歳以上の女性、または以前にトリソミーの赤ちゃんを産んだ女性でした. 2013年の ACOG の公式勧告では、NIPT はリスクの高いグループの女性にのみ提供されるべきであるというものでした。4 年以内の 2016 年に ACOG は、NIPT をすべての妊婦に提供する必要があることを示す新しい勧告を発行しました。2016 年、ACOG は次のことを推奨しています。

「すべての妊婦に、NIPS が伝統的にスクリーニングされた異数性（すなわち、パトー症候群、エドワーズ症候群、およびダウン症候群）に対する最も感度の高いスクリーニング選択肢であることを知らせる」1 .

変更の理由は、NIPT と従来のスクリーニング方法を平均および高リスク群の女性を対象に比較した臨床的有用性試験でした。ハイリスク群だけでなく、ローリスク群の女性においてもNIPTが従来のスクリーニング法よりも優れていることがデータで実証されています。研究は、21 番染色体（ダウン症候群）、18 番染色体（エドワーズ症候群）、13 番染色体（パトー症候群）の 3 つの最も一般的なトリソミーに焦点を当てました。これにより、NIPT をより広く採用するための扉が開かれました。

NIPT テストを実装するには何が必要ですか?

NIPT 検査の実施は世界的に増加しています。一部のテストは依然としていくつかの中央研究所で実施されていますが、サービス ラボや小規模な診療所で採用されているものもあります。規模に関係なく、ラボはトリソミーを確実に特定できる能力を備えている必要があります。テスト自体に関連する ACOG ガイドラインには、次のものが含まれます1 :

「検査室は、検査前のマーケティング資料で、検査結果を報告する際に、スクリーニング対象の状態について、すぐに目に見える明確に述べられた検出率 (DR)、臨床的特異性 (SPEC)、陽性適中率 (PPV)、および陰性適中率 (NPV) を提供する必要があります。患者と医療提供者が意思決定を行い、結果を解釈するのを支援する。

検査室は、これらの状態について DR、SPEC、および PPV を報告できない場合、パタウ、エドワーズ、およびダウン症候群のスクリーニングを申し出るべきではありません。

すべての検査室は、NIPS レポートにはっきりと見える胎児分画を含める必要があります。

すべての検査室は、胎児分画の分析的および臨床的妥当性を確立し、監視する必要があります。

すべての検査室は、NIPS の結果を報告する際に、ノーコールの理由を明記する必要があります。」

ラボはこれらのガイドラインにどのように準拠できますか?

最も簡単な方法は、適切な NIPT 参考資料を使用することです。これにより、各テストの DR、SPEC、PPV、および NPV を報告できます。このような参照資料は、報告された各結果がラボで確立された範囲内にあり、その胎児分画が検出カットオフを上回っていることを確認するのにも役立ちます。

SeraCare では、NIPT アッセイの開発および/または検証を支援し、性能基準を確立し、アッセイ性能を監視するためのツールと材料を提供します。NIPT 標準物質の現在の製品、特に幅広い検査に対応する新しい SNP 適合物質をチェックしてください。

参考文献:

グレッグ、AR等。胎児異数性に対する非侵襲的出生前スクリーニング、2016 年更新：American College of Medical Genetics and Genomics の見解表明。ジュネット。中 18、1056–1065 (2016)、PMID: 27467454

Herzenberg, LA, Bianchi, DW, Schröder, J., Cann, HM & Iverson, GM 妊婦の血液中の胎児細胞: 蛍光活性化セルソーティングによる検出と濃縮。議事録 国立 アカデミー。科学。USA 76、1453–1455 (1979)、PMID: 286330

デニス・ロー、YM他 母体の血漿および血清中の胎児 DNA の存在。ランセット 350、485–487 (1997)、PMID: 9274585

チウ、RWK等。母体血漿中のDNAの超並列ゲノム配列決定による胎児染色体異数性の非侵襲的出生前診断。議事録 国立 アカデミー。科学。米国 105、20458–20463 (2008)、PMID: 19073917

Fan, HC, Blumenfeld, YJ, Chitkara, U., Hudgins, L. & Quake, SR 母体血からのショットガン配列決定 DNA による胎児異数性の非侵襲的診断。議事録 国立 アカデミー。科学。 105、16266–16271 (2008)、PMID: 18838674

Dahl、F.ら。高精度 NIPT のための単一 DNA 分子のイメージング。科学。Rep. 8、(2018)、PMID: 29540801

マドレーヌ・ジョンソン。バイオ・ラッドは、FDA 認可により、臨床 ddPCR システム メニューの拡大を期待しています。ゲノムウェブ(2019)。で入手できます。2020 年 1 月30日にアクセス

ACOG は、ハイリスク妊娠の新しいトリソミー スクリーニングを承認します。午前。Ｊ．Ｍｅｄ．ジュネット。パート A 161、vii–ix (2013)、PMID: 23436391