Роль внеклеточной фетальной ДНК в ранней диагностике осложнений беременности

DOI: https://dx.doi.org/10.18565/aig.2016.10.5-10

27.10.2016
557

ФГБУ Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова Минздрава России, Москва

Цель исследования. Осветить современные представления о роли внеклеточной ДНК плода (cff-DNA) в диагностике таких осложнений беременности, как преэклампсия, синдром задержки развития плода, преждевременные роды.
Материал и методы. Проведен поиск доступных литературных источников, опубликованных в базе данных Medline, Pubmed и др. Было найдено 84 источника, посвященных изучению освещаемой проблемы, из которых 35 были включены в данный обзор.
Результаты. Внеклеточная ДНК плода (cff-DNA) является новейшим перспективным биомаркером, который применяется при изучении различных состояний в акушерстве, в частности в пренатальной диагностике и при осложненном течении беременности. Его легко обнаружить с помощью полуколичественной полимеразной цепной реакции (ПЦР) с таргетным геном SRY. Признано, что уровень cff-DNA в крови играет роль в различных осложнениях беременности. В данном обзоре мы изучили связь cff-DNA и таких осложнений беременности, как преэклампсия (ПЭ), внутриутробная задержка развития (СЗРП), преждевременные роды (ПР), предлежание плаценты и рвота беременных. Высвобождение cff-DNA происходит благодаря механизму апоптоза клеток трофобласта, хотя последние исследования in vivo подтверждают существование дополнительных механизмов. Повышение уровня cff-DNA может быть использовано для прогнозирования развития осложнений беременности и обладает большой ценностью в области пренатальной диагностики и диагностики наиболее распространенных осложнений, так как предшествует появлению клинических симптомов. Гестационный возраст является фактором, определяющим повышение уровня cff-DNA в ответ на патологические состояния.
Заключение. Таким образом, исследование нацелено на выявление причин изменения уровня cff-DNA при патологических состояниях во время беременности с целью определения потенциального прогностического и диагностического применения данного биомаркера.

На сегодняшний день стало очевидно, что теория, созданная в начале 1850-х годов и гласящая, что плацента является непреодолимым барьером для большинства белков и химических веществ между плодом и матерью, неверна. Известно, что генетическая информация плода может представлять собой способ идентификации и верификации генетических аномалий, а также выделения определенных патологий, связанных с матерью. С этой целью применение методов молекулярной биологии в неинвазивной диагностике осложнений беременности оказалось ценным инструментом в генетическом скрининге и при оценке патологических состояний, в отличие от инвазивных методов, которые обладают высокой стоимостью и связаны с большими рисками.

Внеклеточная ДНК плода (далее – cff-DNA) является молекулярным биомаркером, который полностью изменил неинвазивную пренатальную диагностику, или скрининг. Он был открыт в 1997 г. Y.M. Lo и соавт., которые доказали наличие последовательности ДНК плода в мате­ринской плазме и сыворотке [1]. Последующие исследования показали наличие более высоких уровней ДНК плода в плазме беременных женщин по сравнению с ДНК плода, выделенной из материнской крови [2]. Основываясь на данных выводах, в качестве метода обнаружения cff-DNA стали использовать количественную полимеразную цепную реакцию; при этом дальнейшие исследования сфокусировались на клиническом применении дан­­ного маркера с определенным акцентом на прогнозировании осложнений беременности, а также на пренатальной диагностике и скрининге генетических нарушений плода [3, 4]. Последний подход заслужил значительное внимание, так как он имеет ряд преимуществ по сравнению с методом выделения исходных клеток плода, таких как скорость, надежность, низкая стоимость и меньшее количество трудоемких протоколов [3].

Точное происхождение cff-DNA неизвестно. Предполагают, что cff-DNA главным образом происходит из плаценты, о чем свидетельствует быстрое выведение ДНК плода из крови матери после родов, в отличие от большинства клеток плода, сохраняющихся в крови матери спустя недели после родов [3]. Отсутствие циркулирующей ДНК плода в случае плацентарного мозаицизма подтверждает происхождение cff-DNA из плаценты, а не самого плода [3, 4]. Более поздние исследования показали, что основным источником cff-DNA являются клетки трофобластического происхождения, которые высвобождаются из синцитиотрофобласта в виде синцитиальных узелков. Эти клетки претерпевают апоптоз, и нуклеиновые кислоты, содержащиеся внутри, в том числе ДНК и РНК, высвобождаются в материнский кровоток. В дополнение к апоптотическим механизмам, происходящим в результате нормального старения синцитиотрофобласта, случайная поломка или некроз также могут быть одной из причин высвобождения бесклеточных нуклеиновых кислот. Идея о том, что апоптотические или некротические пути деградации синцитиотрофобласта могут изменять количество ДНК плода, представляет значительный интерес [5].

В последнее время определение уровня cff-DNA начинает использоваться в пренатальном скрининге эмбриональных анеуплоидий, в частности синдрома Дауна [6, 7]. В данном обзоре мы в большей степени остановимся на связи cff-DNA и таких па­­то­­­логических изменений во время беременности, как преэклампсия (ПЭ), внутриутробная задержка роста плода (СЗРП) и преждевременные роды (ПР).

ПЭ представляет собой патологическое состояние, которое возникает во время беременности, характеризуется гипертензией, протеинурией и отеками и наступает во второй половине беременности. На сегодняшний день нет ни одного достоверного параметра, который можно использовать для прогнозирования развития ПЭ. Таким образом, большое количество исследований сосредоточено на разработке новых методов в этой области. В различных исследованиях сравнивались уровни cff-DNA при беременности, в дальнейшем осложненных ПЭ. Исследователи пытались сделать выводы о степени причастности cff-DNA к развитию осложнений. Спустя два года после открытия cff-DNA Y.M. Lo и соавт. в 1997 г., в небольшой группе из 20 женщин с ПЭ те же исследователи показали, что уровни cff-DNA были увеличены в 5 раз по сравнению с группой контроля [8]. Эти результаты были подтверждены более поздними исследованиями, в том числе T.N. Leung и соавт. [9] и X.Y. Zhong и соавт. [10], в которых было отмечено примерно одинаковое увеличение cff-DNA у женщин с ПЭ [8–10]. Также стоит отметить, что уровень cff...

Список литературы

1. Lo Y.M., Corbetta N., Chamberlain P.F., Rai V., Sargent I.L., Redman C.W., Wainscoat J.S. Presence of fetal DNA in maternal plasma and serum. Lancet. 1997; 350(9076): 485‑7.

2. Lo Y.M. Fetal DNA in maternal plasma: biology and diagnostic applications. Clin. Chem. 2000; 46(12): 1903‑6.

3. Hahn S., Huppertz B., Holzgreve W. Fetal cells and cell free fetal nucleic acids in maternal blood: new tools to study abnormal placentation? Placenta. 2005; 26(7): 515‑26.

4. Sifakis S., Koukou Z., Spandidos D. A. Cell-free fetal DNA and pregnancy-related complications (Review). Mol. Med. Rep. 2015; 11(4): 2367-72.

5. Курцер М.А., Гнетецкая В.А. Диагностика хромосомных анеуплодий с помощью неинвазивного пренатального теста. Акушерство и гинекология. 2015; 8: 65-9.

6. Пантюх К.С., Шубина Е.С. Неинвазивная пренатальная диагностика анеуплоидий плода, основанная на секвенировании внеклеточной ДНК крови беременной женщины. Акушерство и гинекология. 2015; 8: 5-11.

7. Сухих Г.Т., Каретникова Н.А., Баранова Е.Е., Шубина Е.С., Коростин Д.О., Екимов А.Н., Парсаданян Н.Г., Гус А.И., Бахарев В.А., Трофимов Д.Ю., Воеводин С.М., Тетруашвили Н.К. Неинвазивная пренатальная диагностика анеуплоидий методом высокопроизводительного секвенирования (NGS) в группе женщин высокого риска. Акушерство и гинекология. 2015; 4: 5-10

8. Lo Y.M., Leung T.N., Tein M.S., Sargent I.L., Zhang J., Lau T.K. et al. HQuantitative abnormalities of fetal DNA in maternal serum in preeclampsia. Clin. Chem. 1999; 45(2): 184-8.

9. Leung T.N., Zhang J., Lau T.K., Chan L.Y., Lo Y.M. Increased maternal plasma fetal DNA concentrations in women who eventually develop preeclampsia. Clin. Chem. 2001; 47(1): 137-9.

10. Zhong X.Y., Holzgreve W., Hahn S. The levels of circulatory cell free fetal DNA in maternal plasma are elevated prior to the onset of preeclampsia. Hypertens. Pregnancy. 2002; 21(1): 77-83.

11. Levine R.J., Qian C., Leshane E.S., Yu K.F., England L.J., Schisterman E.F. et al. Two-stage elevation of cell‑free fetal DNA in maternal sera before onset of preeclampsia. Am. J. Obstet. Gynecol. 2004; 190(3): 707-13.

12. Zimmermann B., El‑Sheikhah A., Nicolaides K., Holzgreve W., Hahn S. Optimized real-time quantitative PCR measurement of male fetal DNA in maternal plasma. Clin. Chem. 2005; 51(9): 1598-604.

13. Crowley A., Martin C., Fitzpatrick P., Sheils O., O' Herlihy C., O' Leary J.J., Byrne B.M. Free fetal DNA is not increased before 20 weeks in intrauterine growth restriction or pre-eclampsia. Prenat. Diagn. 2007; 27(2): 174-9.

14. Poon L.C., Musci T., Song K., Syngelaki A., Nicolaides K.H. Maternal plasma cell-free fetal and maternal DNA at 11-13 weeks' gestation: relation to fetal and maternal characteristics and pregnancy outcomes. Fetal Diagn. Ther. 2013; 33(4): 215-23.

15. Stein W., Müller S., Gutensohn K., Emons G., Legler T. Cell‑free fetal DNA and adverse outcome in low risk pregnancies. Eur. J. Obstet. Gynecol. Reprod. Biol. 2013; 166(1): 10-3.

16. Sifakis S., Zaravinos A., Maiz N., Spandidos D.A., Nicolaides K.H. First-trimester maternal plasma cell-free fetal DNA and preeclampsia. Am. J. Obstet. Gynecol. 2009; 201(5): 472. e1-7.

17. Scharfe-Nugent A., Corr S.C., Carpenter S.B., Keogh L., Doyle B., Martin C. et al. TLR9 provokes inflammation in response to fetal DNA: mechanism for fetal loss in preterm birth and preeclampsia. J. Immunol. 2012; 188(11): 5706-12.

18. Gourvas V., Dalpa E., Konstantinidou A., Vrachnis N., Spandidos D.A., Sifakis S. Angiogenic factors in placentas from pregnancies complicated by fetal growth restriction (Review). Mol. Med. Rep. 2012; 6(1): 23-7.

19. Sekizawa A., Jimbo M., Saito H., Iwasaki M., Matsuoka R., Okai T., Farina A. Cell-free fetal DNA in the plasma of pregnant women with severe fetal growth restriction. Am. J. Obstet. Gynecol. 2003; 188(2): 480-4.

20. Smid M., Galbiati S., Lojacono A., Valsecchi L., Platto C., Cavoretto P. et al. Correlation of fetal DNA levels in maternal plasma with Doppler status in pathological pregnancies. Prenat. Diagn. 2006; 26(9): 785‑90.

21. Alberry M.S., Maddocks D.G., Hadi M.A., Metawi H., Hunt L.P., Abdel‑Fattah S.A. et al. Quantification of cell free fetal DNA in maternal plasma in normal pregnancies and in pregnancies with placental dysfunction. Am. J. Obstet. Gynecol. 2009; 200(1): 98. e1-6.

22. Al Nakib M., Desbriere R., Bonello N., Bretelle F., Boubli L., Gabert J., Levi-Mozziconacci A. Total and fetal cell-free DNA analysis in maternal blood as markers of placental insufficiency in intrauterine growth restriction. Fetal Diagn. Ther. 2009; 26(1): 24-8.

23. Парсаданян Н.Г., Шубина Е.С., Тетруашвили Н.К., Трофимов Д.Ю., Сухих Г.Т. Уровень свободной эмбриональной ДНК при угрожающем, привычном выкидыше и неосложненном течении беременности в сроках до 22 недель. Акушерство и гинекология 2015; 2: 33-8.

24. Hoesli I., Danek M., Lin D., Li Y., Hahn S., Holzgreve W. Circulating erythroblasts in maternal blood are not elevated before onset of preterm labor. Obstet. Gynecol. 2002; 100(5, Pt1): 992-6.

25. Farina A., LeShane E.S., Romero R., Gomez R., Chaiworapongsa T., Rizzo N., Bianchi D.W. High levels of fetal cell-free DNA in maternal serum: a risk factor for spontaneous preterm delivery. Am. J. Obstet. Gynecol. 2005; 193(2): 421-5.

26. Illanes S., Gomez R., Fornes R., Figueroa-Diesel H., Schepeler M., Searovic P. et al. Free fetal DNA levels in patients at risk of preterm labour. Prenat. Diagn. 2011; 31(11): 1082-5.

27. Jakobsen T.R., Clausen F.B., Rode L., Dziegiel M.H., Tabor A. High levels of fetal DNA are associated with increased risk of spontaneous preterm delivery. Prenat. Diagn. 2012; 32(9): 840-5.

28. El-Garf W., Sheba M., Salama S., Fouad R., El-Shenawy M., Bibers M., Azmy O. Assesment of plasma cell-free fetal DNA using hypermethylated RASSF1A in maternal plasma in cases of spontaneous preterm labor. Med. Res. J. 2013; 12(2): 49-52.

29. Quezada M.S., Francisco C., Dumitrascu-Biris K., Nicolaides K.H., Poon L.C. Fetal fraction of cell-free DNA in maternal plasma in the prediction of spontaneous preterm delivery. Ultrasound Obstet. Gynecol. 2015; 45(1): 101-5.

30. Vora N.L., Johnson K.L., Basu S., Catalano P.M., Hauguel-De Mouzon S., Bianchi D.W. A multifactorial relationship exists between total circulating cell-free DNA levels and maternal BMI. Prenat. Diagn. 2012; 32(9): 912-4.

31. Haghiac M., Vora N.L., Basu S., Johnson K.L., Presley L., Bianchi D.W., Hauguel-De Mouzon S. Increased death of adipose cells, a path to release cell free DNA into systemic circulation of obese women. Obesity (Silver Spring). 2012; 20(11): 2213-9.

32. Kim M.J., Kim S.Y., Park S.Y., Ahn H.K., Chung J.H., Ryu H.M. Association of fetal derived hypermethylated RASSF1A concentration in placenta‑mediated pregnancy complications. Placenta. 2013; 34(1): 57-61.

33. Sekizawa A., Sugito Y., Iwasaki M., Watanabe A., Jimbo M., Hoshi S. et al. Cell‑free fetal DNA is increased in plasma of women with hyperemesis gravidarum. Clin. Chem. 2001; 47(12): 2164-5.

34. Sugito Y., Sekizawa A., Farina A., Yukimoto Y., Saito H., Iwasaki M. et al. Relationship between severity of hyperemesis gravidarum and fetal DNA concentration in maternal plasma. Clin. Chem. 2003; 49(10): 1667-9.

35. Парсаданян Н.Г., Шубина Е.С., Тетруашвили Н.К., Агаджанова А.А., Трофимов Д.Ю. Уровень свободной эмбриональной ДНК у пациентки с привычным выкидышем и тяжелой плацентарной недостаточностью. Акушерство и гинекология. 2015; 4: 90-4.

Поступила 17.03.2016

Принята в печать 25.03.2016

Об авторах / Для корреспонденции

Грачева Мария Ивановна, врач акушерского обсервационного отделения ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова. Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-09-88. E-mail: dr.gracheva@rambler.ru
Кан Наталья Енкыновна, д.м.н., зав. акушерским обсервационным отделением ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова. Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-10-77. E-mail: kan-med@mail.ru
Красный Алексей Михайлович, к.б.н., зав. лабораторией цитологии ФГБУ НЦАГиП им. академика В.И. Кулакова. Адрес: 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4. Телефон: 8 (495) 438-49-51. E-mail: a_krasnyi@oparina4.ru

Для цитирования: Грачева М.И., Кан Н.Е., Красный А.М. Роль внеклеточной фетальной ДНК в ранней диагностике осложнений беременности. Акушерство и гинекология. 2016; 10: 5-10.
http://dx.doi.org/10.18565/aig.2016.10.5-10

Полный текст публикаций доступен только подписчикам

Нет комментариев

Комментариев: 0

Вы не можете оставлять комментарии
Пожалуйста, авторизуйтесь