Der neue qNIPT Ansatz: Bestimmung einer fetalen Trisomie 21 auf Basis einer quantitativen real-time PCR

Heutige nicht-invasive pränatale Tests (NIPT) zum Nachweis bzw. Ausschluss einer fetalen Trisomie 21 (T21) basieren hauptsächlich auf der Methode des next generation sequencing (NGS). Diese ist in der klinischen Anwendung jedoch teuer und damit derzeit auf Patienten beschränkt, die sich die Analyse leisten können. Wir beschreiben hier die Ergebnisse einer verblindeten Studie hinsichtlich der Testgenauigkeit eines neu entwickelten NIPT-Assays auf der Basis einer quantitativen Echtzeit-PCR (qPCR). Er wird zur pränatalen Bestimmung einer fetalen Trisomie 21 (qNIPT) im mütterlichen Blut eingesetzt.

Methode
Der neue qNIPT nutzt bekannte Unterschiede in den Methylierungsmustern spezifischer Genregionen in mütterlicher und fetaler DNA. Bestimmte Genregionen in der mütterlichen DNA sind hypomethyliert (d.h. nicht methyliert), während die gleichen Genregionen in der fetalen DNA hypermethyliert sind. Diese methylierungsspezifischen Genregionen werden als DNA-Biomarker zur Bestimmung der fetalen Trisomie 21 herangezogen (s. Abb.)

Auf Basis mehrerer Pilot- und Machbarkeitsstudien mit ingesamt zirka 1.500 Proben wurde nun in einer verblindeten Validierungsstudie die klinische Leistungsfähigkeit des qNIPT an Blutproben von Patientinnen mit Einlingsschwangerschaft beurteilt. Alle Proben wurden zuvor von einem unabhängigen Auftragsforschungsinstitut verblindet. Nach der Extraktion zellfreier DNA mit einem QIAsymphony-System sowie nach methylierungsspezifischem Verdau der DNA-Proben wurde eine Multiplex-qPCR durchgeführt. Anschließend wurden die so erhaltenen primären qPCR-Daten mit der CE-markierten PraenaTest® Analysesoftware ausgewertet. Zusammen mit Ergebnissen aus bestätigenden NGS-Analysen wurden dann die qNIPT-Ergebnisse mit Ergebnissen aus der klinischen PraenaTest®-Routine verglichen und bewertet.

Studienergebnisse
Die Studienergebnisse der Leistungsbewertung (n= 966) zeigen eine positive prozentuale Übereinstimmung (PPA, positive percentage agreement; entspricht der Sensitivität) von 100% (niedrigeres 1-seitig es 95% -Konfidenzintervall von 91,8%; n=35/35) sowie eine negative prozentuale Übereinstimmung (NPA, negative percentage agreement; entspricht der Spezifität; n=931/931) von 100% im Vergleich zum NGS-basierten PraenaTest®. Der negative prädiktive Wert (NPV, negative predictive value) für qNIPT sowie für die bestätigenden NGS-Analysen war 100% (niedrigeres 1-seitiges 95% Konfidenzintervall von 99,68%). Der durchschnittliche Anteil zellfreier fetaler DNA aller untersuchten Blutproben betrug 8,1%. Der qNIPT lieferte auch zuverlässige Testergebnisse bei 54 Blutproben mit einem Anteil fetaler DNA von unter 4% bzw. sogar bis zu 2,4%.

Fazit
Unsere Ergebnisse zeigen, dass der neue qNIPT eine äußerst zuverlässige Untersuchungsmethode ist, welche in der klinischen Routine gemäß den Empfehlungen der internationalen Fachgesellschaften (2) eingesetzt werden kann. Während andere NIPT-M ethoden einen fetalen DNA- Gehalt von mindestens 4% in Blutproben von Patientinnen mit Einlingsschwangerschaft voraussetzen, konnten wir in unserer Studie zeigen, dass der qNIPT auch bei Blutproben mit einem fetalen DNA-Gehalt von 2,4% erfolgreich ange- wendet werden kann. Insgesamt kann festgehalten werden, dass der innovative qNIPT-Ansatz das Potenzial hat, als globale NIPT-Lösung bei Schwangeren aller Alters- und Risikogruppen eingesetzt zu werden. Derzeit wird er zur nicht-invasiven Bestimmung der fetalen Trisomien 13 und 18 weiterentwickelt.

Downloads
PraenaTest innovativer qPCR-basierter Assay zur Bestimmung der fetalen Trisomie 21
PrenaTest novel qPCR-based Assay for the determination of fetal trisom

1) LifeCodexx AG interne Datenerhebung aus der Laborroutine (August 2012 bis September 2016)
2) ACOG 2015; ESHG/ASHG 2015; ACMG 2016; ISPD 2015; Drei Länder – Empfehlung zumEinsatz von Nicht-invasiven pränatalen Tests (NIPT) 2016; Empfehlungen sind hier verfügbar