nipt niet-invasieve prenatale test: technische en klinische … · 2016-10-18 · nipt: alternatief...
TRANSCRIPT
Hilde VAN ESCH Centrum voor Menselijke Erfelijkheid
Leuven, België
Leuven, 15 oktober 2016
www.uzleuven.be/nipt [email protected]
NIPT Niet-Invasieve Prenatale Test:
Technische en klinische aspecten
NIPT: alternatief voor combinatietest, mits goede echografische opvolging Basisprincipe van NIPT
celvrij DNA cell-free DNA (cf DNA) = 5-20% foetaal + 80-95% materneel
Onze dataset: - foetale fractie (ff) >4% in 97% van de stalen - gemiddelde foetale fractie: ~9,2%
Oorsprong: apoptotische trofoblastcellen (placenta) Cave: confined placentair mosaïcisme (CPM)
Bloedafname ‘Streck’ tubes
NIPT in UZ Leuven
Genetische Counseling Plasma isolatie
Celvrij DNA extractie
moeder + foetus
Library preparation
Risicobepaling
Gevalideerd en geaccrediteerd:
november 2013
Hiseq 2500 Sequencing
Pool 23 stalen
>7 million reads Bioinformatics - Data analysis
(Bayindir et al., 2015)
NIPT: alternatief voor combinatietest, mits goede echografische opvolging NIPT analyse
DNA fragmenten uit het bloed FILTEREN - LEZEN - TELLEN
NIPT: alternatief voor combinatietest, mits goede echografische opvolging NIPT analyse: statistische Z-score
Aantal DNA fragmenten VERGELIJKEN MET GEZONDE FOETUS
Data analyse d.m.v. statistische Z-score
Chr. 21
Gemiddelde
Normaal Abnormaal Abnormaal
21
21
21 21
21
21
Patiënt Normale populatie
Nathalie Brison Centrum voor Menselijke Erfelijkheid, UZ Leuven
Z-score: normaal of abnormaal resultaat
hoe normaal is dit chromosoom van de patiënt t.o.v. normale referentiechromosomen
Normaal Normaal
NIPT genoom-wijd profiel per patiënt
Data analyse: nieuwe parameters
Analyseparameters per chromosoom:
Z-score: vergelijkt een bepaald chromosoom van de patiënt met de normale populatie
Nieuwe parameters noodzakelijk
Reductie van # vals positieve/negatieve resultaten
Onze in-huis ontwikkelde pipeline wordt binnenkort
door Agilent op de markt gebracht: “OneSight”
De Z-score per chromosoom houdt geen rekening met: ° de kwaliteit van het staal ° de variatie van de verschillende chromosomen ° de variatie binnen 1 bepaald chromosoom
NIPT: alternatief voor combinatietest, mits goede echografische opvolging
Verbeterde NIPT analyse (UZ Leuven, OneSight): Telling stukjes van het chromosoom
Verbeterde NIPT analyse (UZ Leuven, OneSight): Telling stukjes van het chromosoom
Sub-chromosomale afwijking (vb. maternele CNV)
Vals positieve monosomie 22 m.b.v. traditionele analyse Door tellen van chromosoomstukjes wordt dit gecorrigeerd
Chromosomale afwijking (vb. trisomie 21)
Extra parameter voor variatie binnen 1 bepaald chromosoom
Kwaliteit van de testresultaten
97,5%
1,5% 1,1%
Good quality (SD<1.5)
Intermediate quality (1,5<SD<2)
Bad quality (SD>2)
98,0%
1,4% 0,5%
Good quality (QC<1.5)
Intermediate quality (1,5<QC<2)
Bad quality (QC>2)
Goede kwaliteit
Intermediaire kwaliteit
Slechte kwaliteit
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Nieuw staal testen lost het kwaliteitsprobleem meestal op (technische oorzaak)
Stalen met lage kwaliteit => nieuw staal testen
Gen
om
e-w
ide
SD
16 weken - SD = 3,72 14 weken - SD = 3,11
Reproduceerbaar afwijkend NIPT profiel na testen onafhankelijk staal
16 weken - SD = 3,72 14 weken - SD = 3,11
Reproduceerbaar afwijkend NIPT profiel na testen onafhankelijk staal
2,49
3,72
10,45
8,27
2,82
1,98
3,09 3,11
2,392,96
2,73
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
Nodular sclerosingclassical Hodgkin
lymphoma (NSHL)
Follicular lymphoma(FL) grade IIIa
High grade serousovarium carcinoma
(*miscarriage)
Multiple myeloma Myelodysplasticsyndrome (MDS)
No cancer diagnosisso far
Gen
om
e w
ide
SD
SD sample 1
SD sample 2
hig
h g
rad
e se
rou
s o
vari
an c
ance
r Maternele kanker
Genome-wide NIPT profile
Before treatment After 1st course of treatment
Whole body MRI
*
Toepassing genoomwijde NIPT analyse in diagnostisch labo binnen een genetisch centrum
2013-2015
Diagnostische ervaring 2013-2015: 11,249 stalen
Reden van aanvraag
a 1 staal: 5-6% mozaïek trisomie 21 in amniosvocht. Biopsie van de placenta toont 55% mozaïek trisomie 21. b 1 staal normaal in amniosvocht en 77% mozaïek trisomie 18 in chorionvlokken (placenta). c 70% mozaïek trisomie 13 in chorionvlokken (placenta).
19%2%
30%
49%
Combined risk (>1/300)
Familial history
Maternal age (>36 years old)
Personal request
Geen vals negatieve resultaten gemeld op > 9000 geboortes voor eenling zwangerschappen; Eén vals negatief resultaat trisomie 18 in een meerling zwangerschap
Combinatietest: risico >1/300
Familiale voorgeschiedenis
Maternele leeftijd (>36 jaar)
Ongerustheid/Persoonlijke vraag
16% 2%
28%
54% 97,5%
1,5% 1,1%
Good quality (SD<1.5)
Intermediate quality (1,5<SD<2)
Bad quality (SD>2)
Goede kwaliteit
Intermediaire kwaliteit
Slechte kwaliteit
19%2%
30%
49%
Combined risk (>1/300)
Familial history
Maternal age (>36 years old)
Personal request
97,5%
1,5% 1,1%
Good quality (SD<1.5)
Intermediate quality (1,5<SD<2)
Bad quality (SD>2)
Genoomwijde analyse laat, naast de detectie van trisomie 21, 18 en 13,
ook detectie van andere chromosoomafwijkingen toe
Detectie van andere foetale aneuploïdieën
Beperking van NIPT: Confined Placentair Mozaïcisme (CPM): biologisch vals-positieven MAAR: CPM stelt ook een risico voor UPD of IUGR door het abnormaal placentair karyotype
Niet gerapporteerd
Geen follow-up
Niet bevestigd (amniosvocht)
Bevestigd (CVS/placenta)
Bevestigd (amniosvocht)
Confined placentair mosaïcisme
FOETUS
PLACENTA
Celvrij DNA (Vruchtwaterpunctie)
(Vlokkentest) (NIPT)
Casus
NIPT aanvraag
Casus
XX, Geen T21 Geen T18 Geen T13
ff = 10,5%
Casus
NIPT
dirFISH (Amnios)
ARRAY (Amnios)
Zéér laaggradige foetale mozaïek T16 (7% vd cellen) => Goede echografische opvolging aangewezen
Casus
ARRAY (Placenta)
Placenta opgevraagd bij geboorte: Array toont T16 in >75% van de cellen
Detectie van kleinere (segmentele) foetale afwijkingen
Casus
27
NIPT aanvraag
Casus
XX, Geen T21
Partiële T18 Geen T13
ff = 10,6%
29
NIPT
NIPT wijst op partiële T18 bij vrouwelijke foetus (ff=10,6%) => Opvolgonderzoek via invasieve test aangewezen
Casus
T-banding (Extern)
-> extern bevestigd als zijnde merkerchromosoom via conventionele karyotypering
-> fibroblasten ontvangen na zwangerschapsonderbreking
Isochromosoom 18
30
NIPT
Casus
FISH (fibroblasten)
ARRAY (fibroblasten)
Foetale segmentele afwijkingen
* Ongebalanceerde translocatie
+ Bevestigd (amniosvocht)
- Niet bevestigd (amniosvocht)
? Geen follow-up
Incidentele bevindingen: Klinisch relevante maternele afwijkingen
celvrij DNA cell-free DNA (cf DNA) = 5-20% foetaal + 80-95% materneel
Casus
XY Geen monosomie 21: 2x sequencen
Geen T18 Geen T13
ff = 7,5%
NIPT op persoonlijke vraag van de patiënt
Casus
3qter duplicatie (1,37Mb) Xqter deletie (25,22Mb)
Invasieve test aangeraden want XY foetus!
Array CGH normaal (amniocentese)
Risico voor toekomstige zwangerschap!
Personal request
chromosome 3 chromosome X ff=7,5%
NIPT
ARRAY (gDNA uit
WBC moeder)
GB (bloed
moeder)
Klinisch relevante maternele afwijkingen
Mosaic deletion 13q (37Mb) Yes
Deletion 21q22.12 (712kb) Yes
Deletion Xq23q25 (8,7Mb) Yes
Unbalanced translocation t(3q;Xq) Yes
Maternal aneuploidies No
Susceptibility loci No
Overlap with 3q29 duplication syndrome region + large Xqter deletion (25Mb)
e.g. X0 and XXX
e.g. 1q21.1 duplication, 16p13.3 duplication
Several OMIM morbid genes associated with X-linked intellectual disability
Mosaic 13q deletion (15-20% of cells)
Intragenic RUNX1 deletion Autosomal dominant familial platelet disorder with associated myeloid malignancy (FPDMM; MIM 601399)
Maternal incidental finding Results array on maternal genomic DNAReported to
patient
Mosaic deletion 13q (37Mb) Yes
Deletion 21q22.12 (712kb) Yes
Deletion Xq23q25 (8,7Mb) Yes
Unbalanced translocation t(3q;Xq) Yes
Maternal aneuploidies No
Susceptibility loci No
Overlap with 3q29 duplication syndrome region + large Xqter deletion (25Mb)
e.g. X0 and XXX
e.g. 1q21.1 duplication, 16p13.3 duplication
Several OMIM morbid genes associated with X-linked intellectual disability
Mosaic 13q deletion (15-20% of cells)
Intragenic RUNX1 deletion Autosomal dominant familial platelet disorder with associated myeloid malignancy (FPDMM; MIM 601399)
Maternal incidental finding Results array on maternal genomic DNAReported to
patient
Brison et al. , Genetics in Medicine
Improving pregnancy management Challenges for genetic counseling
Development of national guidelines
Kostenplaatje
• Test kost 390 € en wordt in België niet terugbetaald
• Vergelijking Nederland: test kost 650 € en zal vanaf 2017 gedeeltelijk terugbetaald worden (eigen inbreng patiënt 175 €); hiervoor wordt een budget van 35 miljoen voorzien
• Totaal budget genetische testen in België (8 centra) = 38 miljoen
Clinical Cytogenetics lab: Joris Vermeesch * Kris Van den Bogaert Cindy Melotte Eftychia Dimitriadou Els Mattheuws Stefanie Belet Lara Fruyt Lut Polleunis Jeff Willen Natalie Sohier Anneleen Bogaerts
Cytogenetics & Genome Research (KUL) Paul Brady Baran Bayindir Simon Ardui
ACKNOWLEDGEMENTS
Clinical Genetics Eric Legius Koen Devriendt Hilde Van Esch Thomy de Ravel Hilde Peeters Griet Van Buggenhout Annick Vogels
National prenatal consortium
Centre for
Human Genetics
More information: www.uzleuven.be/NIPT Email: [email protected]
Genomics core facility Luc Dehaspe * Jeroen Van Houdt Céline Helsmoortel Koen Herten Sigrun Jackmaert Vanessa Brys Wim Meert