Productos estándar NIPT que facilitan pruebas prenatales no invasivas

Fondo

Las pruebas prenatales no invasivas (NIPT) utilizan principalmente NGS para detectar ADN libre en la sangre periférica de mujeres embarazadas (el ADN libre se refiere al ADN que se ha fragmentado en condiciones naturales en el plasma) para detectar si el feto tiene aneuploidía cromosómica. Las enfermedades cromosómicas comunes incluyen aneuploidía autosómica, aneuploidía de los cromosomas sexuales y variación del número de copias de los cromosomas. Un pequeño número de personas con aberraciones cromosómicas pueden sobrevivir hasta el nacimiento, lo que a menudo provoca múltiples malformaciones, retraso mental, retraso del crecimiento y disfunción multisistémica. En la actualidad, el cribado prenatal y el diagnóstico prenatal son la premisa y principal medida para evitar el nacimiento de niños con enfermedades cromosómicas mortales e incapacitantes.

Métodos de detección comunes

Los métodos comunes para detectar anomalías cromosómicas incluyen bandas G, hibridación fluorescente in situ (FISH), microarrays de ADN (CMA), NIPT, NIPT-Plus, CNV-seq, etc.

El análisis de cariotipo cromosómico (bandas G) se utiliza generalmente para detectar el número y las grandes anomalías estructurales de los cromosomas, y es el estándar de oro para la detección. En teoría, FISH puede detectar información en cualquier posición del genoma, pero requiere las sondas correspondientes. Actualmente, los kits de pruebas clínicas más utilizados son para los cromosomas 13, 18, 21 y los cromosomas sexuales. NIPT y NIPT-Plus se basan en métodos NGS. NIPT utiliza puntuaciones Z para determinar si los cromosomas son anormales. Las pruebas prenatales no invasivas para enfermedades de un solo gen son para enfermedades genéticas de un solo gen. Los microarrays de ADN detectan principalmente microdeleciones y microduplicaciones de cromosomas y utilizan la relación log R para determinar si son anormales.

Método de detección	Rango de detección	Desventajas
Análisis de cariotipo cromosómico (bandas G)	Analizar anomalías en la estructura cromosómica, pérdida de grandes fragmentos cromosómicos, duplicaciones y posiciones anormales.	No se pueden detectar variaciones genómicas pequeñas (<5M)
Microarrays de ADN (CMA)	Número y estructura cromosómica anormales.	Sólo puede detectar posiciones cromosómicas anormales conocidas
Microarrays de ADN (CMA)	Variación del número de copias cromosómicas, así como microdeleción cromosómica, microduplicación y disomía uniparental.	No se puede detectar el nivel genético, principalmente para algunas anomalías cromosómicas comunes.
Detección no invasiva de enfermedades de un solo gen	Enfermedad genética monogénica	Altamente dirigido, para una sola enfermedad
NIPT (NGS)	Número de cromosomas anormal	No se puede detectar la microdeleción/microduplicación cromosómica NIPT-plus (NGS)
NIPT-plus (NGS)	Variación del número de copias cromosómicas, así como microdeleciones y microduplicaciones cromosómicas.	Solo se puede utilizar como método de detección, no como método de diagnóstico, y no puede detectar niveles genéticos.
CNV-Seq	Detección del genoma completo, alta sensibilidad, alta precisión	El procesamiento de datos es complejo y los estándares de procesamiento de muestras son altos
Detección del síndrome de Down	Sólo puede detectar trisomía 18, trisomía 21 y defectos del tubo neural.	Rango de detección limitado, baja tasa de detección y cierta probabilidad de falsos positivos

Tabla 1. Comparación de métodos comunes de detección de cromosomas

En el proceso de detección son indispensables los productos de control de calidad y los productos de referencia. Para la detección de NIPT, CB-Gene ha lanzado productos de referencia de aneuploidía cromosómica y productos de control de calidad, incluidos autosomas y cromosomas sexuales, así como productos de control de calidad y productos de referencia de microdeleción y microduplicación. En el futuro, los productos de referencia quimera se lanzarán uno tras otro.

Visualización parcial de datos del producto.

	Nombre del producto	anomalías cromosómicas	ID de catálogo
Estándares de aneuploidía cromosómica comunes y raras	Estándar de referencia para trisomía 21(47,XX,+21)	Estándar de trisomía del cromosoma 21, femenino	CBPJ0001
	Estándar de referencia para trisomía 21 (47,XY,+21)	Estándar de trisomía del cromosoma 21, masculino	CBPJ0009
	Estándar de referencia para trisomía 18(47,XX,+18)	Estándar de trisomía del cromosoma 18, femenino	CBPJ0002
	Estándar de referencia para trisomía 13 (47,XY,+13)	Estándar de trisomía del cromosoma 13, femenino	CBPJ0010
	Trisomía 9(47,XY,+9)Estándar de referencia	Trisomía estándar del cromosoma 9, masculino	CBPJ0014
Estándares de aneuploidía de los cromosomas sexuales	Estándar de referencia del síndrome de Klinefelter (47,XXY)	Estándar de ploidía no global del cromosoma X	CBPJ0005
Estándares de microdeleción y microduplicación.	Trisomía 9 (47,XY,+9, ganancia 9p24.3p13.1) Estándar de referencia	Estándar de microdeleción 9q11, masculino	CBPJ0003
	Síndrome de Angelman (46,XX,del(15)(q11q13)) Estándar de referencia	Estándares del síndrome de Angelman, femenino	CBPJ0006
	Síndrome de Prader-Willi (46,XY,del(15)(q11.2q13)) Estándar de referencia	Síndrome de Prader-Willi estándar, masculino	CBPJ0007
	Síndrome 18P (46,XX,del(18)(p11.2)) Estándar de referencia	Estándar del síndrome 18P, femenino	CBPJ0008
	Síndrome de DiGeorge (46,XX,del(22)(q11)) Estándar de referencia	Síndrome de DiGeorge estándar, femenino	CBPJ0011
	Síndrome 18Q (46,XX,del(18)(q22)) Estándar de referencia	Estándar con síndrome 18Q, femenino	CBPJ0013
	11q23.3 del (46,XX,del(11)(q23.3)) Estándar de referencia	11q23.3 del estándar, hembra	CBPJ0015
control negativo	Estándar de referencia del cariotipo normal (46,XY)		CBPJ0004

Fig 1. Resultados de NGS con estándar de referencia de trisomía 21 (47,XY,+21) y estándar de referencia de trisomía 13 (47,XY,+13).

La tecnología NGS puede secuenciar el ADNcf y, combinada con métodos de análisis de información, la tasa de riesgo de aneuploidía cromosómica fetal se puede evaluar mediante puntuaciones Z. Cuando las puntuaciones Z son >3 o <-3, el cromosoma se considera anormal. Las puntuaciones Z >3 determinan que el cromosoma está duplicado y las puntuaciones Z <-3 determinan que falta el cromosoma.

Fig 2. Resultados de ddPCR con el estándar de referencia de trisomía 21 (47,XY,+21) y el estándar de referencia de trisomía 13 (47,XY,+13).

Después de determinar el cromosoma anormal según los resultados de NGS, los cebadores y sondas de los cromosomas anormales relacionados se diseñan según la secuencia del genoma humano. El método ddPCR se verifica nuevamente y la situación cromosómica se juzga por el valor CNV (de forma predeterminada, se selecciona una región de amplificación en cada intervalo de todo el cromosoma).

Fig 3. Resultados de NGS con síndrome de Prader-Willi (46,XY,del(15)(q11.2q13)) Estándar de referencia.

Los productos de control de calidad de microdeleción y microduplicación y los productos de referencia se verificaron mediante métodos NGS y CMA. NGS puede determinar que el cromosoma 15 está eliminado y el método CMA puede determinar que el área de microdeleción de la muestra es 15q11.2q13. Después de determinar el área de eliminación o duplicación de acuerdo con el método de verificación anterior, se diseñan cebadores y sondas de acuerdo con el área de eliminación o duplicación y se realiza la detección por ddPCR para verificar nuevamente la anomalía de la muestra.

Posteriormente, todas las muestras se simulan mediante digestión enzimática o ultrasonido para simular muestras clínicas. Una vez fragmentado el ADN, los productos de referencia se calibran con precisión mediante la tecnología ddPCR para detectar con precisión la proporción de ADN libre fetal en los productos de referencia. Las muestras analizadas por ddPCR se mezclan con plasma libre de ADN, que se acerca más a las muestras clínicas.

Los productos de referencia de la serie NIPT lanzados por CB-Gene no solo se pueden aplicar a una variedad de métodos de detección, sino que también se pueden utilizar para evaluar si la concentración de ADN libre fetal determinada mediante secuenciación de alto rendimiento es precisa.