Понимание принципа работы НИПТ: как анализ крови матери выявляет ДНК плода

Неинвазивный пренатальный тест (НИПТ) — это современный и безопасный метод скрининга, который позволяет с высокой точностью оценить риск хромосомных аномалий у плода, используя лишь образец венозной крови беременной женщины. Ключ к пониманию этого анализа лежит в уникальном биологическом явлении: в крови будущей матери циркулируют небольшие фрагменты ДНК ее будущего ребенка. Технология НИПТ дает возможность выделить эти фрагменты, проанализировать их и получить важную информацию о здоровье плода, не прибегая к инвазивным процедурам, несущим риск для беременности.

Источник ДНК плода в материнской крови: роль плаценты

Многих женщин интересует, каким образом генетический материал плода попадает в кровоток матери. Ответ кроется в функционировании плаценты — органа, который связывает организмы матери и ребенка. Плацента развивается из тех же клеток, что и сам плод, а значит, их генетический материал практически идентичен. Клетки плаценты, как и любые другие клетки организма, имеют свой жизненный цикл. В ходе естественного процесса обновления часть клеток плаценты подвергается апоптозу — это естественный, запрограммированный процесс гибели клеток. При их разрушении высвобождаются короткие фрагменты ДНК, которые попадают в материнский кровоток. Эти фрагменты называют внеклеточной ДНК плода (вкДНК). Они свободно циркулируют в крови матери вместе с ее собственной внеклеточной ДНК, что и позволяет проводить неинвазивный пренатальный тест.

Фетальная фракция: что это и почему это ключевой показатель

Фетальная фракция — это один из важнейших параметров для успешного проведения НИПТ. Этот термин означает процентное соотношение внеклеточной ДНК плода ко всей внеклеточной ДНК, циркулирующей в крови матери. Проще говоря, это доля «детской» ДНК в общем пуле генетического материала, выделенного из плазмы крови. Для того чтобы анализ был достоверным, количество этой фракции должно достигать определенного порогового значения, обычно не менее 3,5–4 %. Если фетальная фракция слишком низка, лаборатория может не получить достаточно материала для точного анализа, что приведет к неубедительному результату.

На уровень фетальной фракции могут влиять несколько факторов, которые важно учитывать. Вот основные из них:

• Срок беременности. Концентрация вкДНК плода постепенно увеличивается с ростом срока гестации. Именно поэтому неинвазивный пренатальный тест обычно рекомендуется проводить не ранее 9–10 полных недель беременности.
• Вес матери. У женщин с избыточным весом или ожирением объем крови больше, а также выше уровень собственной внеклеточной ДНК, что может приводить к относительному снижению (разбавлению) фетальной фракции.
• Особенности беременности. Некоторые патологии беременности или прием определенных медикаментов также могут повлиять на концентрацию ДНК плода.

Понимание этих факторов помогает врачу правильно определить оптимальное время для сдачи анализа и интерпретировать его результаты.

От пробирки до результата: пошаговый процесс анализа НИПТ

Путь от забора крови до получения заключения включает несколько высокотехнологичных лабораторных этапов. Каждый из них играет критическую роль в обеспечении точности исследования. Весь процесс можно разделить на четыре основных шага.

1. Забор венозной крови. Это первый и самый простой этап. Для будущей матери он ничем не отличается от обычного анализа крови. Медсестра берет небольшой образец крови из вены на руке. Процедура абсолютно безопасна как для женщины, так и для плода.
2. Выделение внеклеточной ДНК. В лаборатории из полученного образца крови путем центрифугирования отделяют плазму — жидкую часть, в которой и содержатся фрагменты вкДНК. Затем с помощью специальных реагентов из плазмы выделяют всю внеклеточную ДНК, которая представляет собой смесь материнских и плодовых фрагментов.
3. Секвенирование ДНК. Это самый технологичный этап. Выделенную ДНК анализируют с помощью метода секвенирования нового поколения (NGS). Эта технология позволяет «прочитать» и подсчитать миллионы коротких фрагментов ДНК. Цель — не расшифровать геном полностью, а определить, к какой хромосоме относится каждый фрагмент, и подсчитать их общее количество для каждой хромосомы.
4. Биоинформатический анализ. Полученные данные о количестве фрагментов для каждой хромосомы обрабатываются с помощью сложных компьютерных алгоритмов. Программа сравнивает полученные результаты с эталонными (референсными) значениями, соответствующими нормальному хромосомному набору (по две копии каждой хромосомы). Если количество фрагментов, относящихся, например, к 21-й хромосоме, статистически значимо превышает ожидаемое, система делает вывод о высоком риске трисомии 21 (синдрома Дауна) у плода. Аналогичный принцип применяется и для других хромосомных аномалий.

Что именно определяет неинвазивный пренатальный тест

Неинвазивный пренатальный тест является скрининговым методом, направленным на выявление риска наиболее распространенных хромосомных аномалий, связанных с изменением числа хромосом (анеуплоидий). Важно понимать, что НИПТ не ставит диагноз, а лишь оценивает вероятность наличия патологии. Ниже представлена таблица с основными состояниями, которые выявляет тест.

При получении результата, указывающего на высокий риск, рекомендуется консультация врача-генетика и проведение подтверждающей инвазивной диагностики (например, амниоцентеза), которая позволяет получить клетки самого плода и поставить окончательный диагноз.

Ключевые отличия НИПТ от инвазивных диагностических процедур

Чтобы лучше понять место неинвазивного пренатального теста в системе пренатальной диагностики, полезно сравнить его с инвазивными методами. Основное различие заключается в балансе между точностью, безопасностью и целью исследования. В следующей таблице наглядно показаны ключевые отличия.

Таким образом, неинвазивный пренатальный тест является мощным, точным и безопасным инструментом скрининга, который позволяет выделить группу высокого риска для последующего проведения диагностических процедур, избегая необоснованного применения инвазивных методов у большинства беременных.

Список литературы

1. Клинические рекомендации «Нормальная беременность». Министерство здравоохранения Российской Федерации, 2020.
2. Акушерство: Национальное руководство / под ред. Э. К. Айламазяна, В. И. Кулакова, В. Е. Радзинского, Г. М. Савельевой. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014.
3. Гинтер Е. К. Медицинская генетика: Учебник. — М.: Медицина, 2003.
4. ACOG Practice Bulletin No. 226: Screening for Fetal Chromosomal Abnormalities // Obstetrics & Gynecology. — 2020. — Vol. 136, No. 4. — P. e49–e67.
5. Gregg AR, Skotko BG, Benkendorf JL, et al. Noninvasive prenatal screening for fetal aneuploidy, 2016 update: a position statement of the American College of Medical Genetics and Genomics // Genet Med. — 2016. — Vol. 18, No. 10. — P. 1056–1065.