Nami zachytené anomálie

Univerzálny skríning trizómie 21 a čo s informáciou o fetálnej frakcii pod 7,0% z NIPT

Úvod a cieľ

Jednou z hlavných príčin zlyhania NIPT je nízka fetálna frakcia, ktorá je zastúpená v rozsahu 0.1% - 6.1%. Avšak DR z NIPT pri skutočnej fetálnej frakcii (tFF) pod 7.0% už nie je všeobecne udávaným číslom >99%, ale dľa Wright et al. 2015 sa pohybuje od 97.6% pri tFF 6.9% po 62.4% pri tFF 4.0% (tabuľka 1). Fenomén nízkej tFF a nízkej DR pri tFF pod 7.0% má praktické i teoretické riešenie v univerzálnom skríningu, t.j. kalkulácií výstupných rizík z NIPT a kombinovaného testu do tzv. nového rizika voči hlavným chromozomálnym aberáciám. Typ NIPT testu, ktorý vychádza z odhadovanej fetálnej frakcie (eFF) má významne vyššiu falošnú negativitu. Je to z tendencie odvádzania hodnôt eFF od najvyšších hodnôt tFF, kde pri hodnotách pod 7.0% eFF vykazuje test vyššiu DR ako pri tFF, a pri hodnotách nad 7.0% je situácia opačná (tabuľka 1). Zlatým štandardom dľa Schmid et al. 2018 pre stanovenie tFF frakcie je kvantifikácia pomocou Y-chromozómových sekvencií, táto metodika je však nepoužiteľná pre tehotenstvá so ženským plodom a v takom prípade zlatý štandard neexistuje a využívajú sa rôzne iné spôsoby bioinformatického stanovovania tFF, pri ktorých však existuje obava v súvislosti s koexistenciou rôznych NIPT metodík.

Metodika

Praktické aplikovanie a overenie sily testovania formou NIPT s výsledkom kombinovaného testu (KT) pri známej tFF s pomocou aplikácie Bayesovej teórie na základe binomického modelu podľa návrhov teoretickej štúdie Wright et al. 2015 (tabuľka 2). Individualizácia NIPT (NIFTY PRO®, PRENASCAN®; CUHK-BGI Genome Research Center, Hong Kong) výsledkov 15 testovaných pacientok s výslednou tFF pod 7.00% so vstupným rizikom z KT formou Bayesovej kalkulácie s cieľom zvýšenia DR pre zlepšenie výkonu testovania (tabuľka 3, 4). V dvoch prípadoch s hodnotou tFF <4% kedy bol test ohlásený ako neúspešný, by bolo vhodné aby laboratórium poskytlo informácie o hĺbke sekvenácie, Z-skóre a percentuálne číslo tFF. Tým by sme boli schopní aplikáciou Bayesovej teórie zo vstupného rizika z KT stanoviť mieru rizík chromozómových aberácií pri inak zbytočne stratenom NIPT s významne vysokou DR 86.8-98.0% pri tFF 0.1-4.0%.

Výsledky záver

Skupina 15 pacientok testovaných formou NIFTY PRO® a PRENASCAN® s výsledkom tFF <7.00% tvorilo skupinu 9.74% všetkých NIPT testov (obdobie január 2015 - január 2019) nášho pracoviska. Do tejto skupiny sme aplikovali výsledky štúdie Wright et al. 2015, kde výstupné nové riziko bolo vykalkulované formou Bayesovej teórie zo známych vstupných rizík z NIPT a KT (tabuľka 3). Vďaka tomu sme boli schopní zlepšiť výkon testovania u 13 z nich napr. zo známej DR 62.1% pri tFF 4.00% na DR 98.0% alebo pri známej DR 87.4% v prípade tFF 5,38% na DR 99.1% (tabuľka 4). V zmysle Bayesovej teórie pomocou +/- pravdepodobností (likelihood ratios LR) dokážeme reprodukovať negatívny alebo pozitívny výsledok i individualizovaným číselným pomerom pravdepodobnosti postihnutia 1:Y. Naopak takáto rekalkulácia výsledku NIPT pri tFF ≥9.00% dosahuje DR 100% pri FPR 0.00% a tým dosahuje výsledky diagnostického testovania (tabuľka 2).

Množstvo fetálnej frakcie (%) Odhadovaná fetálna frakcia (eFF) Skutočná fetálna frakcia (tFF)
Frekvencia výskytu (%) Detekčnosť T21 (%)  Frekvencia výskytu (%) Detekčnosť T21 (%)
0.0 – 0.9 0.03 nehodnotiteľné 0.00 nehodnotiteľné
1.0 – 1.9 0.26 nehodnotiteľné 0.00 nehodnotiteľné
2.0 – 2.9 0.85 nehodnotiteľné 0.05 nehodnotiteľné
3.0 – 3.9 1.85 nehodnotiteľné 0.32 nehodnotiteľné
4.0 – 4.9 3.16 95.7 1.08 62.1
5.0 – 5.9 4.60 97.6 2.55 87.4
6.0 – 6.9 6.00 98.7 4.62 97.6
7.0 – 7.9 7.14 99.2 6.94 99.8
8.0 – 8.9 7.94 99.6 9.02 100.0
9.0 – 9.9 8.36 99.8 10.44 100.0
≥10 59.80 ≥99.9 64.98 100.0

Tabuľka 1. Wright D. et al.: A unified approach to risk assessment for aneuploidies: UOG 2015;45:48-54

tFF (%) 10 – 13 týždeň gravidity (%) NIPT Zmena rizika pre T21 Kombinovaný test + NIPT (Univerzálny skríning T21)
FPR (%) DR (%) Stúpne +LR Poklesne -LR FPR (%) DR (%)
4.0-4.9 0.8 0.1 62.1 620 3 0.58 98.0
5.0-5.9 3.3 0.1 87.4 870 8 0.26 99.1
6.0-6.9 5.1 0.1 97.6 980 42 0.10 99.7
7.0-7.9 6.8 0.1 99.8 990 410 0.03 99.9
8.0-8.9 8.2 0.1 100 1 000 7350 0.01 100
9.0-9.9 8.3 0.1 100 1 000 >10 000 0.00 100
≥10 64.3 0.1 100 1 000 >10 000 0.00 100

Tabuľka 2. Wright, D., Wright, A., Nicolaides, K.H.: A unified approach to risk assessment for fetal aneuploidies: UOG 2015;45:48-54 Nicolaides et al.: Screening for aneuploidies by cffDNA analysis of maternal blood: Advances in Fetal Medicine Course: 6.-7.12.2014, London

Príklad výpočtu nového individuálneho rizika pre trizómiu 21 formou Bayesovej teórie (KT + NIPT = univerzálny skríning):
V prípade vysokého (pozitívneho) rizika pre T21 z výsledku NIPT:
Prior risk z kombinovaného testu (X) vydelíme hodnotou +LR zodpovedajúcej FF X / hodnota +LR (pri danej FF) = Y
V prípade nízkeho (negatívneho) rizika pre T21 z výsledku NIPT:
Prior risk z kombinovaného testu (X) vynásobíme hodnotou -LR zodpovedajúcej FF X x hodnota -LR (pri danej FF) = Y
Nové riziko trizómie 21 (posterior risk v univerzálnom skríningu) je 1:Y

Tabuľka 3. Bayesová kalkulácia so vstupným rizikom z KT s cieľom zvýšenia DR pri FF pod 7.00% ale aj pre ostatné prípady hodnôt FF

FF <7.0% FF uvedená labora-tóriom KT nami uvádzaný výsledok rizika T21 NIPT uvádzaný výsledok rizika T21 labora-tóriom +LR /-LR DR z NIPT pre T21 uvádzaná labora-tóriom Skutočná DR z NIPT pre T21 dľa meta-analýz (Gil et al. 2015-17) Zlepšenie DR testácie T21 univerzálnym skríningom (new risk)
1 5.20% 1:6528 negatívny 8 /-LR/ 99.12% 87.4% 99.1% (1:52224)
2 4.00% 1: 15931 negatívny 3 /-LR/ 99.12% 62.1% 98.0% (1:47793)
3 6.89% 1: 10189 negatívny 42 -LR >99% 97.6% 99.7% (1:427938)
4 6.22% 1:7880 negatívny 42 /-LR/ >99% 97.6% 99.7% (1:330960)
5 5.38% 1:1280 negatívny 8 /-LR/ >99% 87.4% 99.1% (1:10240)
6 4.63% 1:19153 negatívny 3 /-LR/ 99.12% 62.1% 98.0% (1:57459)
7 5.35% 1:7285 negatívny 8 /-LR/ >99% 87.4% 99.1% (1:58280)
8 5.90% 1:11250 negatívny 8 /-LR/ >99% 87.4% 99.1% (1:90000)
9 6.78% 1:650 negatívny 42 /-LR/ >99% 97.6% 99.7% (1:27300)
10 6.45% 1:20135 negatívny 42 /-LR/ >99% 97.6% 99.7% (1:845670‬)
11 4.30% 1:98525 pozitívny 620 +LR 99.12% 62.1% 98.0% (1:159)
12 6.12% 1:3580 negatívny 42 /-LR/ >99% 97.6% 99.7% (1:150360)
13 6.70% 1:55650 negatívny 42 /-LR/ 99.12% 97.6% 99.7% (1:2337300)

Tabuľka 4. Zlepšenie testácie formou univerzálneho skríningu v prípadoch NIPT s FF pod 7.00%

Juhás M., Kilárska K., Stašková A. Centrum fetálnej a gynekologickej diagnostiky, JUHAMED, s.r.o., Košice, Slovensko;
Genčík M. MedGene s.r.o., Laboratórium lekárskej genetiky, Bratislava, Slovensko;
Rusňák I., Čunderlík A., 1. Gynekologisko-pôrodnícka klinika LF, SZU a UNB, Bratislava, Slovensko