Kapittel 5.4 Nye muligheter for bruk av NIPT

​​​​​​Genomvid NIPT for å undersøke translokasjoner

Translokasjoner er strukturelle kromosomavvik som oppstår når segmenter fra to ulike kromosomer bytter plass eller kobler seg sammen [211]. Dersom alt genetisk materiale er til stede (men omorganisert) kalles det en balansert translokasjon. Bærere av slike translokasjoner har vanligvis ingen symptomer, men kan ha økt risiko for infertilitet, spontanabort eller for å få et foster med ubalanserte kromosomavvik, der det enten mangler eller foreligger ekstra genetisk materiale. Ubalanserte kromosomavvik kan føre til alvorlige genetiske sykdommer eller medfødte misdannelser, og kan forekomme både med og uten synlige funn ved ultralydundersøkelse.

Sannsynligheten for å få et levendefødt barn med et ubalansert avvik avhenger av translokasjonens karakter – som størrelse, innhold og plassering. Risikoestimatene varierer og følger ikke mønsteret ved mendelsk arvegang, men vil vanligvis ligge under 30 prosent per svangerskap. Par med balanserte kromosomavvik tilbys invasiv fosterdiagnostikk for å avklare om fosteret har et ubalansert kromosomavvik, med mindre avviket er av en slik størrelse at det med stor sikkerhet vil føre til spontanabort, eller kan oppdages tidlig ved ultralydundersøkelse.

Fosterdiagnostikk forutsetter at bærerskap for translokasjonen er kjent og kartlagt hos en av foreldrene. Dette avdekkes ofte etter at paret selv, eller nære slektninger, har fått et barn med ubalansert kromosomavvik, eller i forbindelse med utredning for infertilitet eller gjentatte spontanaborter.

Det finnes per i dag ingen klar anbefaling om å tilby NIPT for å vurdere sannsynlighet for ubalanserte kromosomavvik og translokasjoner, men International Society for Prenatal Diagnosis skriver sin uttalelse fra 2023 [212]:  

«(…) The use of NIPT for sub chromosomal imbalances continues to be debated due to the risks of false positives, increasing parental anxiety, and potentially increasing diagnostic procedures. In selected circumstances, however, it may be of clinical utility, for example, for carriers of balanced reciprocal translocations (…)»

Flere studier har sett nærmere på om genomvid NIPT basert på cellefritt DNA (cfNIPT) er egnet for å undersøke translokasjoner:

• Genomvid bruk av NIPT er undersøkt i en retrospektiv undersøkelse publisert i 2020. Studien omfattet 42 svangerskap med ett foster og der en forelder var bærer av en balansert resiprok translokasjon [213]. Minst ett av de translokerte segmentene måtte være minst 15 mega basepar (Mb) for at svangerskapet ble inkludert i studien. 7/40 graviditeter viste funn (høy sannsynlighet) for ubalansert kromosomavvik, mens 33/40 graviditeter viste lav risiko (normalt resultat). Funnene ble bekreftet, enten med invasiv prøvetaking eller andre undersøkelser, og alle funnene verifiserte det opprinnelige NIPT-svaret.

Forfatterne angir en sensitivitet og spesifisitet på 100 prosent for NIPT når testen brukes for å detektere translokerte segmenter der minst ett segment er større enn 15 Mb og den føtale fraksjonen (mengden cellefritt DNA fra morkake) er tilstrekkelig høy.

Av 33 kvinner med lav-risiko resultat, valgte 31 å fortsette svangerskapet uten videre invasiv testing. Som forfatterne skriver, hadde mange av disse parene tidligere opplevd spontanaborter og invasiv prøvetaking, og var ukomfortable med invasiv prøvetaking der sannsynligheten for at fosteret hadde en translokasjon ble anslått som lav.

Forfatterne skriver i sin konklusjon at genomvid NIPT i uke 11 til 12 er ideell der paret er bærer av en translokasjon. Det er tid til å verifisere med morkakeprøve hvis testen viser høy sannsynlighet for ubalansert translokasjon. Forfatterne skriver videre at det er usannsynlig at nedarvede, ubalanserte translokasjoner gir mosaikk eller at testen påvirkes av begrenset mosaikk i morkaken, derfor kan testen nesten regnes som diagnostisk. De anbefaler likevel at funn verifiseres med invasiv prøve. [214]

• En retrospektiv gjennomgang av studiene TRIDENT 1 og 2 om cellefritt DNA (cfDNA) viser at NIPT kan benyttes for å avdekke ubalansert resultatet ved en familiær resiprok translokasjon. Studien ble publisert i 2021.

Gjennomgangen identifiserte 12 svangerskap fra TRIDENT 1 og 2 der det forelå både NIPT og arrayresultat med en familiær balansert translokasjon. Det er verdt å merke seg at i de opprinnelige studiene (dvs. TRIDENT 1 og 2) var bærertilstand for en balansert translokasjon et eksklusjonskriterium, slik at disse 12 svangerskapene er identifisert uten at man kjente til foreldrenes karyotype på forhånd. I 9/12 svangerskap kunne NIPT korrekt identifisere genomisk ubalanse ved at minst ett av de translokerte segmentene ble påvist.

Forfatterne oppsummerer at 11/12 avvik kunne påvises når den familiære translokasjonen var kjent på forhånd. De angir videre tre viktige faktorer i vurderingen av metoden: størrelse og plassering av de involverte kromosomsegmentene, oppløsning i programvaren og føtal fraksjon i cfDNA. De skriver at oppløsningen i utgangspunktet er 10-15 Mb, men at også mindre fragment kan påvises ved målrettet undersøkelse og eventuelt dypere sekvensering og / eller forbedrede programvarer [215]

• En studie fra 2023 [216] undersøkte ubalanserte avvik hos bærere av den rekurrente [217] translokasjonen t(11;22, mellom kromosom 11 og 22) forbundet med Emmanuel syndrom (ES). Det var der 46 svangerskap som var undersøkt, 29 hvor det ikke var funn og 17 hvor det var funn. I alle tilfellene var det sammenfall mellom resultat fra cfDNA og invasiv prøvetaking eller andre undersøkelsesmetoder.
  
  Forfatterne konkluderer med at prenatal cfDNA-screening med bruk av genomvid NIPT kan være et hensiktsmessig alternativ for familier der en av foreldrene er bærer av translokasjonen t(11;22). Eventuelle funn bør følges opp med diagnostisk testing (invasiv prøve).

Det er også gjort en kvalitativ intervjubasert studie om erfaringer med bruk av genomvid cfNIPT for å undersøke ubalanserte kromosomavvik hos fosteret:

• En studie publisert i 2024 omfattet 10 par som er bærere av en balansert translokasjon [218]. Denne gruppen pasienter har ofte en komplisert reproduktiv historikk (bl.a. infertilitet, spontanaborter), og dette kan påvirke i hvor stor grad de stoler på resultatene fra NIPT for å unngå risiko forbundet med invasiv diagnostikk. Muligheten for å få et svar om fosterets kromosomer så tidlig som mulig i svangerskapet ble også sett på som viktig og positivt.

Studien er liten, men resultatene peker mot at disse parene ønsket NIPT -screening velkommen som et tidlig, ikke-invasivt alternativ for å screene for ubalanserte translokasjoner. Resultatene fra prenatal NIPT-screening ble oppfattet som tilstrekkelig nøyaktige til å unngå ytterligere invasiv diagnostisk testing.

Samlet sett er det allikevel begrenset med kunnskap om hvorvidt NIPT er egnet for fosterdiagnostikk ved bærertilstand for balanserte translokasjoner. Det mangler blant annet større prospektive undersøkelser med gode tall for spesifisitet, sensitivitet og risiko for falskt negativt resultat. Det er også usikkerhet knyttet til analyseverktøy, oppløsning (dvs. størrelse på avvik) og mulig nedre grense for føtal fraksjon. Samtidig ser det ut som genomvid NIPT basert på cellefritt DNA i seg selv er godt egnet, gitt at translokasjonen er kjent. I en situasjon der et par er til genetisk veiledning om fosterdiagnostikk for en balansert translokasjon, kan man ta stilling til om NIPT teknisk sett er et alternativ og om metoden kan være en akseptabel løsning dersom man også tar i betraktning risiko og belastning ved invasiv diagnostikk, ledsagende ultralydfunn og parets preferanser.

Tilbud om genomvid NIPT til bærere av translokasjoner kan redusere behovet for invasiv fosterdiagnostikk og dermed spare ressurser. I tillegg kan det gi en tidlig indikasjon på om fosteret har arvet et ubalansert kromosomavvik.

Verken Danmark eller Sverige har innført bruk av NIPT ved translokasjoner i rutinediagnostikk.

NIPT brukes allerede i dag for diagnostikk av ved translokasjoner som omfatter hele kromosomarmer (helarmstranslokasjoner/Robertsonsk type) som involverer kromosom 13, 18 og 21. Dersom NIPT også skal brukes for subkromosomale forandringer som diskutert her, må dette formålet vurderes og ev. godkjennes etter bioteknologiloven § 4-2. Metoden må dessuten kvalitetssikres ved helseforetakenes laboratorier.

NIPT for å undersøke større delesjoner eller duplikasjoner, kjønnskromosomavvik og sjeldne trisomier

NIPT- teknologien kan i prinsippet benyttes for å analysere andre kopitallsavvik enn trisomi 13, 18 og 21, herunder kjønnskromosomavvik, sjeldne trisomier og mindre kopitallsavvik (sub-kromosomale kopitallsavvik) [219]. NIPT-teknologien som benyttes i Norge i dag leser i utgangspunktet av DNA-fragment fra hele fosterets arvestoff (genomvid) med en deteksjonsgrense fra produsent oppgitt til 7 megabaser (Mb).

Kommersielle aktører i utlandet tilbyr NIPT for flere kjente kopitallsavvik, for eksempel som 22q11.2 delesjonen / DiGeorge syndrom, Wolf-Hirschhorn (4p-) syndrom, Angelman syndrom, 1p36 delesjon og cri-du-chat (5p-) delesjon. En utfordring med slik testing er at dette er sjeldne kromosomforandringer med redusert positiv-prediktiv verdi.

Et alternativ til målrettet kopitallsdeteksjon på NIPT er å åpne opp dagens NIPT-analyse for å rapportere alle kopitallsavvik, inklusive sjeldne trisomier og subkromosomale avvik. For subkromosomale avvik vil man generelt kunne påvise et kopitallsavvik i 6 prosent av svangerskap med ultralydfunn og 1,7 prosent av svangerskap uten funn [220].

En deteksjonsgrense på 7 Mb vil imidlertid kun påvise en mindre andel av kjente sykdomsassosierte kopitallsavvik, siden slike avvik ofte er betydelig mindre. På den annen side vil kopitallsavvik på mer enn 7 Mb som oftest være forbundet med utviklingsavvik.

Det er gjort flere studier som har undersøkt bruk av NIPT til kopitallsavvik med tilsvarende teknologi som vi har i Norge i dag:

• I en artikkel fra 2022 [221] er det gjort genomvid NIPT i 3664 svangerskap. Det ble da gjort i funn av sjeldne trisomier og subkromosomale kopitallsavvik større enn 7 Mb i hhv. 0,5 prosent og 0,2 prosent av prøvene. Av de åtte sistnevnte representerte fire et ubalansert avvik hos et foster til foreldre med bærerskap for en balansert translokasjon, mens de resterende fire enten representerte sykdom i placenta eller hos mor (leiomyom eller brystkreft). Av de sjeldne trisomiene representerte 1/10 mosaikk hos foster (trisomi 16), mens de resterende 9/10 representerte enten fosteravvik som ledet til tidlig intrauterin fosterdød eller isolerte morkakemosaikk.
   
• I en artikkel fra 2021 [222] som omfatter 153 575 genomvide NIPT-analyser ble det påvist 109 tilfeller av subkromosomale avvik (0,07 prosent av analysene), hvor kopitallsavviket kunne verifiseres i 43/92 svangerskap, som tilsvarer en positiv prediktiv verdi (PPV) på 47 prosent. I tillegg var det funn av klinisk relevante kopitallsavvik hos mor i 0,32 prosent av prøvene samt i 12 tilfeller der det var mistenkt kreft hos den gravide. I samme studie ble det rapportert 339 tilfeller av sjeldne trisomier, hvorav 11 av disse også kunne gjenfinnes hos fosteret, som tilsvarer en PPV på 4,1 prosent. Den store andelen falsk positive ble forklart med isolert morkakemosaikk.
   
• I en annen artikkel fra 2021 [223] som omfatter 86 902 genomvide NIPT- undersøkelser ble det påvist subkromosomale kopitallsavvik i 490 tilfeller, som tilsvarer en funnrate på 0,56 prosent. Oppfølgingsdata var tilgjengelig for 244 av disse, og kunne i 181 kunne kopitallsfunnet verifiseres: Dette tilsvarer en positiv prediktiv verdi (PPV) på 71,8 prosent. Men OBS: kohorten her bestod av svangerskap både med og uten ultralydfunn, og det var en høyere oppfølgingsprosent i svangerskap med ultralydfunn.

Trisomier for andre kromosomer enn 13, 18 og 21 og kjønnskromosomene er generelt ikke forenlig med liv, og funn vil da representere enten isolert placentamosaikk eller mosaisisme hos fosteret [224]. 

Analyse med hensyn på kjønnskromosomavvik er også utfordrende og beheftet med en lav positiv prediktiv verdi, rapportert helt ned til ca. 30 prosent for monosomi X - Turner syndrom (mangler et X-kromosom). Dette skyldes maternelle faktorer (eksempelvis at mor er mosaikk for monosomi X i blod) eller isolert morkakemosaikk. For andre kjønnskromosomavvik er deteksjonsraten høyere, spesielt der disse involverer Y-kromosomet. For eksempel er den positive prediktive verdien (PPV) for 47,XXY (Klinefelter syndrom) om lag 70 prosent.

Å benytte NIPT som screening for annet enn trisomi 13, 18 og 21 er altså mer komplisert pga. redusert positiv prediktiv verdi. Dette vil ofte bety at videre undersøkelser - fortrinnsvis invasiv prøvetaking – er nødvendig for å verifisere resultatet. Imidlertid kan enkelte funn som ikke kan reproduseres i foster-DNA allikevel være av klinisk relevans, for eksempel kromosomavvik i morkake forbundet med økt risiko for morkakesvikt og redusert fødselsvekt, eller funn av kopitallsavvik som kan være tegn på kreft hos mor.

Alternativ kan genomvid NIPT være et nyttig hjelpemiddel som en ikke-invasiv diagnostisk metode hos foster med ultralydfunn eller der det foreligger en kjent arvelig risiko for kopitallsavvik som lar seg detektere med NIPT - spesielt i situasjoner der invasiv prøvetaking ikke er ønskelig.

Oppdatert om NIPD for alvorlig arvelig monogen sykdom

Non-invasiv prenatal diagnostikk (NIPD) kan også anvendes ved monogene tilstander. NIPD er basert på analyser av cellefritt foster-DNA (cfDNA), som finnes i mors blod under graviditeten. Denne teknikken har gjort det mulig å identifisere paternelt nedarvede og nye (de novo-) varianter, men det er fortsatt utfordringer knyttet til påvisning av maternelt nedarvede varianter på grunn av den lave andelen cfDNA sammenlignet med maternelt DNA​.

Siden 2012 har NIPD vært i klinisk bruk i England for diagnostisering av flere monogene tilstander, inkludert FGFR2- og FGFR3-relaterte skjelettsykdommer, Duchenne og Becker muskeldystrofier, cystisk fibrose og spinal muskelatrofi [225].

Slik bruk kan redusere behovet for invasive tester hos gravide med høy risiko basert på familiehistorie.

Som nevnt er metoden er sikrest for påvisning av paternelt nedarvede eller de novo-varianter, enten via PCR eller NGS-baserte metoder. NGS er «Next Generation Sequencing», hvor sekvenseringen kan foregå parallelt og produsere tusener eller millioner av sekvenser samtidig [226]. For å identifisere maternelt nedarvede varianter benyttes metoder som relativ mutasjonsdosering (RMD) og relativ haplotype doseringsanalyse (RHDO). Disse tilnærmingene krever ofte prøver fra både foreldre og eventuelt tidligere affiserte søsken for å kunne fastslå arvegang med høy presisjon. Videre forskning er nødvendig for å optimalisere disse metodene og redusere feilmarginer​. Ny teknologi som «long-read»-sekvensering og mulig analyse av føtale celler er under utprøving for å videreutvikle feltet, blant annet med mål om å øke metodens sensitivitet og spesifisitet. «Long-read» sekvensering går ut på å sekvensere nukleotidene som én lang sekvens, uten å måtte bryte templatet opp i små biter som amplifiseres, noe som ofte gjøres ved NGS sekvenseringsmetoder [227].

NIPD er godkjent for deteksjon av monogene tilstander i Norge, men det eksisterer ikke et tilbud for analyse av dette. Det er flere år siden det har blitt sendt prøver til utlandet for NIPD ved monogene tilstander.

NIPT (NIPS) med helgenomanlayse

NIPT utvikler seg raskt med økt bruk av sekvenserings-teknologi. I flere europeiske land, som Belgia, Nederland, Litauen, Hellas, Kypros og Italia, tilbyr private laboratorier nå NIPT med helgenomanlyse for å screene for kromosomavvik utover de vanlige trisomiene (13, 18 og 21) [228].

Undersøkelser fra Australia, hvor NIPT i stor grad tilbys som et kommersielt tilbud, viser at i 2022 gav halvparten av tilbyderne gravide valget mellom «standard NIPT» – for trisomi, eller utvidet NIPT, blant annet med helgenom-analyse [229].

Vi er ikke kjent med at NIPT med helgenomanalyse er utbredt som et offentlig tilbud internasjonalt.

Cellebasert NIPT

Sirkulerende celler fra fosteret er interessant som en kilde til foster-DNA som ikke er blandet med DNA fra den gravide [230]. Det er imidlertid teknisk krevende å oppdage og isolere disse cellene, fordi de forekommer i svært små mengder.

En oversiktsartikkel fra 2021 [231] diskuterer ulike tilnærminger for analyse av sirkulerende fosterceller, og hva slags potensiale som ligger i metoden. Forfatterne viser til at cellebasert ikke-invasiv prenatal testing (cbNIPT) basert på foster- og placentaceller som sirkulerer i blodet til den gravide har en del fordeler sammenlignet med både diagnostisk invasiv testing (morkakeprøve eller fostervannsprøve) og cellefri DNA (cfDNA)-basert NIPT.

En viktig begrensning ved cfNIPT er at fosterfraksjonen – andelen cellefritt DNA som stammer fra fosteret – vanligvis utgjør bare 5 til 20 prosent av det totale cellefrie DNA-et i den gravides blod. Dette gjør analysen sårbar for ulike maternelle faktorer som kan påvirke resultatet, blant annet høy BMI, kromosomal mosaikk hos mor, tilstedeværelse av fibromer, underliggende maligniteter og mosaikk i morkaken (CPM).

Ved å bruke sirkulerende fosterceller som kilde til fosterets DNA, kan man unngå kontaminasjon fra maternelt DNA – forutsatt at cellene isoleres presist og genotypes for å bekrefte at de faktisk stammer fra fosteret.

Forfatterne skriver at analyser av rent foster-DNA ved hjelp av kromosomal microarray eller NGS med lav-dekning (genomsekvensering), kan oppdage kopitallsendringer ned til 1-2 Mb, som er innenfor området for de som vanligvis identifiseres ved kromosomal mikroarray på morkakeprøver. Analyse av cbNIPT ved hjelp av kromosomal mikroarray kan ikke avdekke kopinøytrale omstruktureringer av kromosomer, balanserte translokasjoner eller invensjoner (altså, tilsvarende som bruk av kromosomal mikroarray i analyser av morkakeprøver).

Forfatterne peker på at helgenomamplifikasjon (WGA) for å sikre tilstrekkelig input-DNA for den videre analysen er et essensielt steg i analysen sirkulerende fosterceller.

De skriver at cbNIPT basert på rent foster-DNA fra intakte celler, kan brukes til å teste mindre kopitallsvarianter, for øyeblikket med en omtrent 1 megabase oppløsning. De peker også på at cbNIPT åpner for mer fleksibilitet og oppløsning for kombinert analyse av kopitallsendringer og testing av monogene lidelser på samme prøve, og at videre studier er nødvendig for å vurdere den analytiske og kliniske nytten av metoden.

En klinisk studie publisert i februar 2024 [232] viser resultater fra cbNIPT-analyser på blodprøver fra 234 gravide som var henvist for undersøkelse med morkakeprøver sammenlignet med kontrollprøver fra friske frivillige. Studien brukte Luna-testen [233] som undersøker generelt for aneuploidier og en del andre DNA-anomalier (analyserer tropoblaster fra fosteret), som for eksempel mikrodelesjoner, og sammenlignet med analyse fra morkakeprøvene.

Resultatene fra morkakeprøve ble sammenlignet med Luna-test, og i de fleste tilfellene stemte resultatene godt overens. Noen eksempler:

• 160 av de gravide med singelton-svangerskap (ett foster) som ble undersøkt viste normale resultater i begge undersøkelsene, og analysen av kjønn ved hjelp av Luna stemte overens med analyseresultat fra morkakeprøve
• I 14 av svangerskapene hvor det ble påvist aneuploidi (ni trisomi 21, tre med trisomi 18, en trisomi 13, en XXX) stemte resultatene fra Luna-testen overens med resultatene fra morkakeprøve.
• Det var 10 tilfeller hvor Luna-testen og morkakeprøven ga ulike resultater. I alle tilfellene ble det observert placentamosaikk.

I to tilfeller viste Luna-testen normalt svar mens morkakeprøven viste balansert translokasjon. Dette ble tolket som samsvar siden Luna-testen ikke er satt opp for å oppdage balanserte translokasjoner.

Forfatterne peker på at cbNIPT påvirkes av aneuploid placenta-mosaikk (klassifiseres som type 1, 2 eller 3 avhengig av hvilke celler som påvirkes). Luna-testen kan avdekke mosaikk som omfatter trofoblaster. Morkakeprøver kan avdekke alle typer mosaikker, men det er ikke alltid mulig å påvise. I denne studien var det flere eksempler på ulik resultat, både Luna-test-negative prøve der morkake/fostervannsprøve var test-positive for mosaikk, og det motsatte. I de tilfellene ble resultatet fra morkakeprøven ansett som det riktige.

Forfatterne viser til at studien beviser prinsippet («proof of principle») for cbNIPT. Analyse av sirkulerende trofoblaster fra fosteret reflekterer genotypen til morkaken, men ikke nødvendigvis genotypen til fosteret på grunn av mosaikk.

De peker videre på at studien ikke er stor nok til å gi statistisk signifikans, men mener allikevel at resultatene viser at testen har potensial til å gi forbedret deteksjon av delesjoner og duplikasjoner sammenlignet med de mest brukte formene for cellefri NIPT.