غربالگری مادران

DNAبدون سلول در گردش (cfDNA: (cell-free DNAشامل قطعات160 جفت بازی دئوکسی ریبونوکلئیک اسید دو رشته‌ای می‌باشد که در پلاسما خون،سرم و سایر مایعات بدن وجود دارد. در ابتدا توسط مندل و همکاران در سال 1948 در پلاسما خون افراد سالم کشف شد. cfDNA به عنوان یک مخزن اطلاعات ژنتیکی از تمام سلول‌های بدن عمل می‌کند همچنین یک نشانگر زیستی غیرتهاجمی پرکاربرد برای تشخیص و پیش‌آگهی انواعی از بیماری‌ها می‌باشد. مکانیسم‌های مختلفی برای توضیح آزادسازی  cfDNAاز جمله آپوپتوز، نکروز و ترشح فعال از وزیکول‌های خارج سلولی پیشنهاد شده‌ است، با این وجود مکانیسم‌های این فرآیند ناشناخته می‌باشد. تصور می‌شود که در پلاسما cfDNA بیشتر از فرآیند سلولی آپوپتوز حاصل می‌آید. این فرآیند تکه تکه شدن به دلیل برش نواحی کروماتین بین هسته‌ای توسط اندونوکلئازها است. ثابت شده است که cfDNA مشتق شده از انسان می‌تواند در تشخیص و پایش DNA تومورها، بررسی وضعیت در انواعی از بیماری‌های عصبی‌، غربالگری پیش از تولد، نظارت بر رد پیوند، انواعی از بیماری‌های عفونی و در تشخیص اختلال در عملکرد اندام‌ها استفاده ‌شود.

تجزیه و تحلیل DNA میکروبی استخراج‌شده از نمونه‌های خون با میکروارگانیسم‌های سلول‌های خونی در گردش (Circulating microbial cfDNA:cfmDNA) که به طور بالقوه از سلول‌های میکروبی تخریب‌شده در سراسر فاگوسیتوز و تله‌های نوتروفیل خارج سلولی(NETosi) آزاد می‌شوند، مرتبط است.یک مطالعه کوهورت بزرگ که cfDNA در حال گردش را بررسی می‌کند، گزارش داد که به طور متوسط 0.45درصد از توالی‌ها با مرجع انسانی تطابق نداشته، که نشان ‌دهنده منشأ غیرانسانی cfDNA است. یک گروه تحقیقاتی وجود صدها باکتری و ویروس جدید را در میکروبیوتا (میکروبیوتا به عنوان مجموعه‌ای از سلول‌ها و ذرات ویروس) انسان نشان دادند، زیرا تنها تقریباً 1 درصد از موارد غیرانسانی را می‌توان در پایگاه‌های داده میکروبیوم شناسایی کرد.بیش از دو سوم از توالی‌های به دست آمده منشاء باکتریایی (بیش از 95 درصد) داشتند. با این حال فاژها (ویروس حمله کننده به باکتری‌ها) و ویروس‌های جدیدی نیز شناسایی شدند.گزارش شده است که پلاسما خون اهداکنندگان سالم، حاوی cfDNA باکتری کمتری نسبت به افراد دارای عفونت میکروبی می‌باشد. به علاوه وجود cf-mDNA در انواعی از بیماری‌های مسری و غیر مسری به اثبات رسیده است.به طور کلی، سطوح بالایی از cfmDNA در بیماران مبتلا به بیماری التهابی روده، ویروس نقص ایمنی اکتسابی انسان، بیماری‌های قلبی عروقی، فیبروز کیستیک و پنومونی در مقایسه با افراد سالم یافت شد. با توجه به خطرات احتمالی ناشی از cfDNA و NETs مداوم برای بدن، پاکسازی cfDNA از گردش خون برای هموستاز cfDNA حیاتی است. در واقع، نیمه عمر cfDNA بسیار کوتاه است و بین 16 دقیقه تا 2 ساعت تخمین زده می شود.حداقل سه مکانیسم بالقوه به منظور ، پاکسازی cfDNA از گردش خون وجود دارد که شامل جذب فعال توسط سیستم رتیکولواندوتلیال در کبد و طحال، فیلتراسیون غیرفعال توسط سیستم کلیوی، و تخریب مستقیم توسط نوکلئازها است.تزریق داخل وریدی تک‌نوکلئوزوم‌های نشاندار شده به موش‌ها نشان داد که کبد ارگان اصلی برای حذف cfDNA در گردش است و 70 تا 90 درصد از دوز تزریق شده در کبد بازیابی می‌شود.وجود cfDNA جنین در ادرار مادر از این نظریه حمایت می‌کند که cfDNA پلاسما می‌تواند از طریق کلیه‌ها پس از عبور از گلومرول‌ها پاک شود.

تست NIPT یا cfDNA  

آزمایش NIPT یا Non-Invasive Prenatal Testing، یک روش غربالگری پیش از تولد است که با آنالیز DNA آزاد جنینی یا cfDNA در خون مادر، خطر ابتلای جنین به برخی ناهنجاری‌های کروموزومی را ارزیابی می‌کند. این آزمایش غیرتهاجمی است و نسبت به روش‌های تهاجمی مانند آمنیوسنتز و نمونه‌برداری از پرزهای جفتی (CVS) خطر سقط جنین را ندارد.

اساس سلولی و مولکولی

در دوران بارداری، مقدار کمی از DNA جنین از طریق جفت وارد جریان خون مادر می‌شود. این DNA که cfDNA نامیده می‌شود، از سلول‌های تروفوبلاست جفت منشا می‌گیرد. NIPT با بررسی این cfDNA در خون مادر، می‌تواند ناهنجاری‌های کروموزومی شایع مانند تریزومی 21 (سندرم داون) ، تریزومی 18 (سندرم ادواردز) و تریزومی 13 (سندرم پاتو) را تشخیص دهد. همچنین، این آزمایش می‌تواند ناهنجاری‌های کروموزوم‌های جنسی مانند سندرم ترنر،مونوزومی  X  و سندرم کلاین فلتر (XXY) را نیز شناسایی کند.

روش انجام تست NIPT

‌برای انجام NIPT، نمونه خون از مادر گرفته می‌شود . DNA آزاد جنینی از پلاسمای خون مادر استخراج و سپس با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته مولکولی مانند توالی‌یابی نسل جدید (NGS) آنالیز می‌شود. با بررسی تعداد کپی‌های هر کروموزوم، می‌توان به وجود ناهنجاری‌های کروموزومی پی‌برد.

مزایا و محدودیت‌های NIPT

مزایا

• غیرتهاجمی بودن و عدم خطر سقط جنین
• دقت بالا در تشخیص ناهنجاری‌های کروموزومی شایع
• امکان انجام آزمایش از هفته دهم بارداری به بعد

محدودیت‌ها

• NIPT یک تست غربالگری است و نتیجه مثبت قطعی نیست. در صورت نتیجه مثبت، انجام تست‌های تشخیصی تهاجمی مانند آمنیوسنتز یا CVS برای تأیید تشخیص ضروری است.
• NIPT نمی‌تواند تمام ناهنجاری‌های کروموزومی را تشخیص دهد.
• در مواردی مانند بارداری چندقلویی و امکان برخی بیماری‌های ژنتیکی در مادر، تفسیر نتایج NIPT ممکن است دشوار باشد.
• احتمال وجود نتایج مثبت کاذب و منفی کاذب نیز وجود دارد.

تحقیقات اخیر

تحقیقات اخیر بر روی افزایش دقت NIPT در تشخیص سایر ناهنجاری‌های کروموزومی و همچنین تشخیص برخی بیماری‌های ژنتیکی تک‌ژنی متمرکز شده است.به علاوه،تلاش‌هایی برای کاهش هزینه و افزایش دسترسی به این آزمایش در حال انجام است.

تست‌های مرتبط با NIPT

• آمنیوسنتز
• نمونه‌برداری از پرزهای جفتی (CVS)
• سونوگرافی

نکات تکمیلی

در کنار روش رایج NIPT که بر اساس توالی‌یابی کل ژنوم (WGS)  است، روش‌های دیگری نیز در حال توسعه و استفاده هستند. این روش‌ها عبارتند از:

• روش مبتنی بر SNP (Single Nucleotide Polymorphism) : این روش با بررسی چندشکلی‌های تک نوکلئوتیدی در DNA آزاد جنینی، ناهنجاری‌های کروموزومی را تشخیص می‌دهد.
• روش مبتنی بر متیلاسیون DNA: این روش از تفاوت‌های الگوی متیلاسیون DNA بین DNA جنینی و مادری برای تشخیص ناهنجاری‌های کروموزومی استفاده می‌کند.
• روش Targeted sequencing : در این روش، بجای بررسی کل ژنوم، تنها بخش‌های خاصی از کروموزوم‌ها که مرتبط با ناهنجاری‌های شایع هستند، توالی‌یابی می‌شوند. این روش می‌تواند هزینه و زمان انجام آزمایش را کاهش دهد.

نقش NIPT در سرطان  و بیماری‌های سیستم عصبی

تحقیقات نشان داده است که cfDNA می‌تواند در تشخیص زودهنگام برخی سرطان‌ها نیز مفید باشد. در افراد مبتلا به سرطان، سلول‌های سرطانی DNA خود را به جریان خون آزاد می‌کنند. با آنالیز cfDNA در خون، می‌توان نشانه‌های سرطان را قبل از بروز علائم بالینی تشخیص داد. این روش به عنوان “بیوپسی مایع” شناخته می‌شود و می‌تواند در پایش درمان و تشخیص عود سرطان نیز مفید باشد. البته این کاربرد NIPT هنوز در مراحل تحقیقاتی است و به عنوان یک روش روتین برای غربالگری سرطان استفاده نمی‌شود.

چندین مطالعه در سرطان سر و گردن این نشانگر زیستی را به عنوان فرصتی برای مدیریت غیرتهاجمی سرطان به منظور تهیه بیوپسی مایع مورد بررسی قرار داده است. زیرا انجام نمونه‌ برداری‌های مکرر برای تعیین اثرات درمانی در برخی بافت‌ها مانند مغز و نخاع تقریباً غیرممکن است.روش بیوپسی مایع دارای مزایای زیادی است،از جمله اینکه نسبت به بیوپسی بافتی تهاجم کمتر و هزینه کمتری دارد و از طریق تجزیه و تحلیل نشانگرهای ژنتیکی و اپی ژنتیکی، دید وسیع‌تری از منشاء بیماری ارائه می‌دهد.بیوپسی‌های مایع مدت‌هاست که به‌عنوان ابزاری بالقوه برای حل و فصل پیدایش سرطان‌های با منشأ ناشناخته و شناسایی آسیب بافت‌های پیچیده مورد توجه قرار گرفته‌اند.با استفاده از بیوپسی‌های مایع می‌توان از مولکول‌های متعددی در خون مانند cfDNA، DNA تومور در گردش( circulating tumor DNA :ctDNA) و وزیکول‌های خارج سلولی نمونه برداری کرد.استفاده از روش‌های مبتنی بر بیوپسی مایع در چندین بیماری عصبی از جمله تومورهای سیستم اعصاب مانند گلیوما،سکته،آسیب تروماتیک،صرع،آلزایمر، مولتیپل اسکلروزیس و آسیب‌های مغری ناشی از عفونت مالاریا پیشنهاد شده است.

کاربرد NIPT در تشخیص سایر بیماری‌ها

علاوه‌بر،ناهنجاری‌های کروموزومی و سرطان  NIPTمی‌تواند در تشخیص سایر بیماری‌ها نیز کاربرد داشته باشد. برای مثال، این آزمایش می‌تواند برای تشخیص عفونت‌های جنینی مانند توکسوپلاسموز، سرخجه و سیتومگالوویروس استفاده شود. همچنین،تحقیقاتی در حال انجام است تا از NIPT برای تشخیص زودهنگام پره اکلامپسی (Pre-eclampsia) و سایر عوارض بارداری استفاده شود.

محدودیت‌های NIPT در تشخیص سرطان و سایر بیماری‌ها

• غلظت cfDNA مربوط به تومور در خون می‌تواند بسیار کم باشد و تشخیص آن را دشوار کند.
• تفسیر نتایج NIPT در تشخیص سرطان و سایر بیماری‌ها پیچیده‌تر از تشخیص ناهنجاری‌های کروموزومی است.
• هنوز مطالعات بیشتری برای تأیید دقت و کارایی NIPT در تشخیص سرطان و سایر بیماری‌ها مورد نیاز است.

 توصیه و نگاه به آینده

• توسعه روش‌های جدید NIPT به طور مداوم در حال انجام است وانتظار می‌رود که در آینده این آزمایش بتواند طیف وسیع‌تری از بیماری‌ها را تشخیص دهد.
• مشاوره با پزشک و متخصص ژنتیک قبل از انجام NIPT برایبررسی مزایا، محدودیت‌ها و تفسیر نتایج  ضروری است.
• NIPT جایگزین سونوگرافی و سایر آزمایش‌های روتین بارداری نیست.

نتیجه‌گیری

NIPT یک روش غربالگری پیش از تولد ایمن و دقیق برای تشخیص ناهنجاری‌های کروموزومی شایع است. این آزمایش به والدین کمک می‌کند تا در مورد سلامت جنین خود اطلاعات بیشتری کسب کنند و در صورت نیاز، تصمیمات آگاهانه‌تری بگیرند. با این حال، محدودیت‌های این آزمایش را باید در نظر داشت و در صورت نتیجه مثبت،انجام تست‌های تشخیصی تهاجمی برای تأیید تشخیص ضروری است. مشاوره با پزشک و متخصص ژنتیک در تفسیر نتایج و تصمیم‌گیری نهایی بسیار مهم است.

آزمایشگاه آریانا، با برخورداری از آخرین تجهیزات آزمایشگاهی و تیم تخصصی مجرب، آماده ارائه خدمات با بالاترین دقت و کیفیت به مراجعان گرامی در زمینه غربالگری مادران باردار، با استفاده از cfDNA (با روش NGS ) خواهد بود.