غربالگری‌های ناهنجاری‌های کروموزومی در سه ماهه اول دوم حاملگی و نقش سونوگرافی ژنتیک و اکوکاردیوگرافی جنین در اداره بیمار

زمینه و هدف

مشخصات فنوتیپیک تریزومی 21 برای اولین بار توسط Langdon Down در سال 1866 با علایم زیر تعریف شد:

1-      پوست گشادتر از اندازه بدن

2-     بینی کوچک

3-    صورت صاف.¹

در دهه اخیر مشاهده علایم فوق با انجام سونوگرافی در هفته ^d6+^w13-^w11 امکان‌پذیر گشته است و شواهد بسیاری دال بر موثر بودن این روش غربالگری برای تشخیص ناهنجاری‌های کروموزومی در سه ماهه اول حاملگی در دست است. مطالعات آینده‌نگر روی بیش از 200.000 خانم حامله که شامل 871 مورد جنین مبتلا به سندرم داون بوده است نشان داده است که بالا بودن اندازه مایع پشت گردن جنین (Nuchal translucency یا NT) به تنهایی می‌تواند 77% جنین‌های با سندرم داون را با یک میزان مثبت کاذب 2/4% تشخیص دهد.² مطالعات آینده‌نگر جدیدتر نیز نشان داده‌اند که حدود 70% جنین‌های با سندرم داون در بررسی 14-11 هفته فاقد استخوان بینی هستند.³ با افزودن مارکرهای بیوشیمیایی سرم مادر شامل β-hCG و PAPP-A در زمان انجام سونوگرافی به اندازه NT و NB دقت تشخیصی سندرم داون بیشتر از 90% می‌گردد و با در نظر گرفتن مارکرهای سونوگرافیک جدید شامل نارسایی دریچه تریکوسپید، داپلر جریان خون داکتوس و نوزوس و زاویه صورتی (facial angle) این رقم به 97% افزایش می‌یابد که تحولی شگرف در غربالگری و تشخیص ناهنجاری‌های کروموزومی محسوب می‌گردد.^6-4

تاریخچه

سال‌های 1990-1985:

غربالگری سه ماهه دوم با آزمایشات بیوشیمیایی سرم مادر

قبل از دهه 1980 به تمام خانم‌های بالای 35 سال توصیه می‌شد که برای تشخیص سندرم داون یا مشکلات کروموزومی دیگر در جنین تحت آمنیوسنتز قرار بگیرند.^11-7

در اوایل دهه 1980 محققین ارتباط بین کاهش سطوح سرمی آلفافتوپروتیین مادر و افزایش خطرتریزومی 21 را گزارش نمودند.^13و12 Cuckle و همکاران به این نتیجه دست یافتند که این روش غربالگری می‌تواند 21% جنین‌های مبتلا به سندرم داون را با یک میزان مثبت کاذب 5% کشف نماید. سپس Lustig و همکاران نتایج انجام غربالگری با سطوح سرمی آلفا-فتوپروتیین مادر را در 275000 حاملگی منتشر نمودند که طی آن اختلالات کروموزومی زیر کشف شده بود: تریزومی‌های 13، 18 و 21، منوزومی x و 45 و xxy و 47 و تریپلوییدی.¹⁴ اشکال اصلی این روش تهاجمی بودن آن و 1% میزان سقط مربوط به آن بود.

سونوگرافی ژنتیک در سه ماهه دوم

بین سال‌های 1990-1985، محققین ارتباطاتی بین تریزومی 21 و مشاهده استخوان فمور کوتاه و افزایش ضخامت چین پوستی پشت گردنی و برخی مالفورماسیون‌های ساختمانی ماژور در سونوگرافی یافتند.¹⁵

سال‌های 1995-1991:

غربالگری سه ماهه دوم با آزمایشات بیوشیمیایی سرم مادر

در اوایل دهه 1990 اولین گزارشات در مورد ترکیب کردن اندازه‌گیری آلفاپروتیین سرم مادر، استریول غیرکونژوگه و βhCG (triple marker screen) با سن مادر منتشر شد که میزان کشف تریزومی 21 را به 73-45% رسانده بود.^18-16

غربالگری با Nuchal Translucency (NT) در سه ماهه اول

Nicolaides یافته‌های 16 مطالعه گذشته‌نگر را که در سال‌های 1995-1992 منتشر شده بودند خلاصه نمود که بر طبق آن در  1661 جنین با NT افزایش یافته شیوع کلی آنوپلوییدی برابر 3/28% بود و در میان آن‌ها شایع‌ترین آنوپلوییدی تریزومی 21 بود. تنها مطالعه آینده‌نگر در آن زمان نشان ‌می‌داد که NT افزایش یافته (<5/2 میلی‌متر) می‌تواند 75% جنین‌های تریزومی 21 را تشخیص دهد.

سونوگرافی ژنتیک در سه ماهه دوم

بین سال‌های 1995-1991 تنها مطالعاتی که میزان کشف بالاتری برای تریزومی 21 با استفاده از سونوگرافی ژنتیک نسبت به تریپل تست نشان داد، مطالعاتی بود که ترکیبی از مارکرهای مختلف سونوگرافیک به علاوه مالفورماسیون‌های ماژور ساختمانی شامل سیستم قلبی عروقی و باقی سیستم‌ها را بررسی کرده بود¹⁵ (جدول 1).

سال‌های 2010-1996:

غربالگری سه ماهه دوم با آزمایشات بیوشیمایی سرم مادر

در 1992 Van lith و همکاران ارتباط بین inhibin-A و تریزومی 21/1 کشف کردند. در 1996 طی دو مطالعه بزرگ با افزودن این مارکر چهارم به تریپل تست حساسیت غربالگری افزایش یافت.^20و19 این تست به تست QUAD شهرت یافت که حساسیت 81% با میزان Screen– positive 5% به همراه داشت.

غربالگری سه ماهه اول با آزمایشات بیوشیمیایی سرم مادر Nuchal Translucency (NT)

Nicolaides در مطالعات آینده‌نگر حساسیت غربالگری با NT را 8/76% با میزان مثبت کاذب 2/4% گزارش کرد.²¹ به‌دنبال این امر همین محققین با افزودن اندازه‌گیری β-hCG و PAPP-A همزمان سرم مادر به NT میزان کشف سندرم داون را به 87% با میزان مثبت کاذب 5% رساندند. در سال 2005، Nicolaides و همکاران یک غربالگری سه ماهه اول دو مرحله‌ای با میزان کشف 90% برای تریزومی 21 گزارش نمودند.²² آن‌‌ها بیماران دارای ریسک بینابینی تریزومی 21 (1:1000 تا 1:100) را که تحت غربالگری NT و بیوشیمی سرمی قرار گرفته بودند از نظر وجود یا عدم استخوان بینی، رگورژیتاسیون دریچه تریکوسپید و جریان غیرعادی خون در داکتوس و نوزوس بررسی نمودند. اگر هر کدام از این یافته‌ها مثبت بود به بیمار توصیه می‌شد برای کشف تریزومی 21 احتمالی در جنین تحت بررسی‌های تهاجمی یعنی نمونه‌برداری از پرزهای جفتی (CUS) یا آمنیوسنتز قرار بگیرد. مزیت اصلی این روش کشف تریزومی 21 در سه ماهه اول و عوارض کمتر ختم حاملگی در این زمان بود. در همین سال (2005) Malone و همکاران نتایج مطالعه خود را با میزان کشف 95% برای تریزومی 21 منتشر نمودند. آنها غربالگری ترکیبی سه ماهه اول را با تست QUAD در سه ماهه دوم ترکیب کرده بودند.²³ اشکال اصلی روش آنها این بود که خانم‌های حامله باید تا سه ماهه دوم برای دریافت خطر سندرم داون منتظر می‌ماندند و در صورت اثبات تریزومی 21 در این زمان در بسیاری کشورها محدودیت قانونی برای سقط جنین وجود داشت.

سونوگرافی ژنتیک در سه ماهه دوم

از سال 1996 محققین مختلف ارتباط بین یافته‌های سونوگرافیک و تریزومی 21 را با میزان کشف بین 1/53% تا 8/92% گزارش نموده‌اند (جدول 2). ولی تنها مطالعاتی که این میزان را بالاتر از 90% گزارش نموده اند همگی اکوکاردیوگرافی جنین را به عنوان قسمتی از بررسی سونوگرافیک انجام داده‌اند.^25و24

سونوگرافی ژنتیک سه ماهه دوم از اندازه‌گیری سرمی آلفا فیتوپروتیین مادر، تریپل تست و غربالگری QUAD دقت تشخیصی بسیار بالاتری دارد. حتی دقت تشخیصی آن در مقایسه با غربالگری‌های سه ماهه اول (NT، استخوان بینی و رکورژیتاسیون تریکوسپید و بررسی سرمی) قابل توجه است ولی از میزان مثبت کاذب بالاتری برخوردار است (14-3/13%).

NT افزایش یافته در جنین نرمال از نظر کروموزمی

NT افزایش یافته گذشته از این که یک ابزار موثر غربالگری مشکلات کروموزومی است. می‌تواند نشانگر احتمال بالاتر سقط، مرگ جنین و تعداد زیادی از مالفورماسیون‌های مادرزادی و مشکلات ژنتیکی باشد. در جنین‌های نرمال از نظر کروموزمی شیوع مرگ جنین با افزایش NT، به طور تصاعدی بالا می‌رود. اکثریت جنین‌هایی که از بین می‌روند کمتر از 20 هفته هستند و NT افزایش یافته در آنها به سرعت تبدیل به هیدروپس شدید می‌شود. شیوع اختلالات ماژور جنینی در جنین‌های نرمال از نظر کروموزومی با افزایش NT به سرعت بالا می رود و در NT بیشتر یا مساوی mm5/6 به 45% می‌رسد، شیوع مالفورماسیون‌های زیر در NT افزایش یافته تفاوت معنی‌داری با جمعیت کلی نشان می‌دهد: اختلالات قلبی ماژور، هرنی دیافراگماتیک، اگزومفالوس، Body stalk anomaly، اختلالات اسکلتی، سندرم‌های ژنتیکی مثل هیپرپلازی مادرزادی آدرنال، سندرم نونان Spiral muscular atrophy، سندرم smith-lemli- opitz و fetal akinesia deformation sequence. هتروژنیسیتی این اختلالات نشان می‌دهد که مکانیسم‌های منجر به افزایش NT متعددند. مکانیسم‌های پیشنهاد شده تاکنون عبارتند از:

1-      اختلالات عملکرد قلب که در ناهنجاری‌های قلب و عروق بزرگ مشاهده می‌شود.

2-     احتباس خون وریدی در سر و گردن

3-     تغییر ترکیب ماتریکس خارج سلولی

4-     عدم درناژ لنفاتیک به خاطر نمو غیرعادی یا تأخیری سیستم لنفاتیک یا اختلال در تحرک جنین

5-     آنمی یا هیپوپروتئینمی جنین

6-     عفونت‌های مادرزادی

اهمیت بالینی این یافته‌ها و تئوری‌ها در این است که NT افزایش یافته امروزه یک اندیکاسیون اکوکاردیوگرافی فوق تخصصی جنین محسوب می‌گردد و این اندیکاسیون در کنار اندیکاسیون‌های دیگری چون دیابت شیرین مادر در حاملگی و سابقه بیماری مادرزادی قلبی در مادر یا در فرزند قبلی قرار می‌گیرد. مسئله بسیار مهم دیگر در NT افزایش یافته همانطور که پیشتر نیز به آن اشاره شد انجام یک سونوگرافی ژنتیک دقیق برای کشف سایر آنومالی‌های ساختمانی یا سندرم‌های ژنتیکی است.

جدول- 1: میزان کشف تریزومی 21 با سونوگرافی ژنتیک در 1995-1991 در مقایسه با غربالگری سرمی با تریپل تست با حساسیت 69% و مثبت کاذب 5%.

The first author only of each reference is given. BPD, biparietal diameter; EIJ, echogenic intracardiac focus; FL, femur length; HL, humerus length; NS, not stated; NSF, nuchal skin fold.

جدول- 2: میزان کشف تریزومی 21 توسط سونوگرافی ژنتیک در 2010- 1996 در مقایسه با غربالگری ترکیبی سه ماهه اول و دوم با حساسیت 90%.

The first author only of each reference is given. NS, not stated.

نتیجه‌گیری

در خانم‌های بارداری که در سه ماهه اول حاملگی جهت غربالگری مشکلات کروموزومی مراجعه می‌کنند، NT افزایش یافته می‌تواند نشانگر مشکلات کروموزومی، مالفورماسیون‌های جنینی و نتایج نامطلوب حاملگی باشد. با این حال باید والدین را مطلع کرد که در NT بین 95 تا 99 سنتایل احتمال تولد نوزاد سالم بیش از 90% است. اکثر اختلالات مربوط به NT بالا را می‌توان با انجام نمونه‌برداری از پرزهای جفتی و سونوگرافی ژنتیک در وقت مناسب تشخیص داد و در صورتی‌که هیچکدام از این مشکلات وجود نداشته باشد به جنین سالم اجازه بقا داد. در مورد سونوگرافی ژنتیک نیز نکات زیر باید قویا مدنظر قرار گیرد.

اکوکاردیوگرافی جنین وقتی با سایر مارکرهای سه ماهه دوم ترکیب گردد می‌تواند منجر به کشف بیشتر از 90% جنین‌های مبتلا به تریزومی 21 گردد که قابل مقایسه با نتایج غربالگری سـه ماهـه اول بـا استفـاده از مارکرهـای سونوگرافیک (NT،

استخوان بینی و ...) به علاوه بررسی سرمی مادر می‌باشد.

سونوگرافی ژنتیک همراه با اکوکاردیوگرافی جنین باید حتما در بیمارانی‌که دیر مراجعه می‌کنند و زمان انجام تست QUAD در آنها گذشته باشد، توصیه شود (پس از 20 هفته)

1-    استفاده از سونوگرافی ژنتیک همراه با اکوکاردیوگرافی جنین هنگامی‌که همراه با غربالگری سه ماهه اول و دوم به کار رود دقت تشخیصی سندرم داون را به 99% می‌رساند.¹⁵ این برای بیمارانی‌که خواهان بالاترین حساسیت تشخیصی قبل از انجام اقدامات تهاجمی هستند بسیار مفید است.

2-    از آنجا که میزان مثبت کاذب غربالگری ترکیبی سه ماهه اول در زنان بالای 38 سال افزایش می‌یابد (16% در 38 سال و 58% در 45 سال) انجام سونوگرافی ژنتیک همراه با اکوکاردیوگرافی جنین در این گروه انتخابی است که حساسیت بالاتر (91%) و میزان مثبت کاذب کمتر (14%) به همراه دارد..

Abstract:

Screening of chromosomal abnormalities in 1st and 2nd trimester of pregnancy: The role of fetal echocardiographic genetic sonography

Piri S. MD^*

Introduction & Objective: In addition to being associated with chromosomal abnormalities, increased NT is associated with a wide range of fetal malformations and genetic syndromes, while it could also be a normal variation. The vast majority of fetal abnormalities associated with increased NT can be diagnosed with chorionic villous sampling in first trimester or amniocentesis and fetal echocardiographic genetic sonography in second trimester. Fetal echocardiographic genetic sonography can detect more than 90% of trisomy 21 and when used as an adjunct to screening for chromosomal abnormalities in first and second trimester may increase the detection rate of Down’s Syndrome to as high as 99%.

Key Words: Screening for chromosomal abnormalities, genetic sonography,                             fetal echocardiography.

^*Obstetrician and Gynecologist, Prenatologist from KCL, England.

References:

1. Langdon DJ. Observations on an ethnic classification of idiots. Clinical Lectures and Reports. 1866; 3:259-262.

2. Jon Hyett, Kypros Nicolaides. First trimester ultrasound screening with nuchal translucency, prenatal Diagnosis (text book). 2006; 289-308.

3. Cicero S, Curcio P, Papageorghiou A, Sonek J, Nicolaides K. Absence of nasal bone in fetuses with trisomy 21 at 11-14 weeks of gestation: an observational study, Lancet. 2001 Nov 17; 358(9294): 1665-7.

4. Falcon O, Auer M, Gerovassili A, Spencer K, Nicolaides KH. Screening for tirisomy 21 by fetal tricuspid regurgitation, nuchal translucency and maternal serum free- beta- hCG and PAPP-A at 11+0 to 13+6 weeks, ultrasound obstet Gynecol, 2006 Feb; 27(2): 151-5.

5. Maiz N, Valencia C, Kagan KO, Wright D, Nicoloides KH. Ductus venosus Doppler in screening for trisomies 21, 18 and 13 and turner syndrome at 11- 13 weeks of gestation. Ultrasound Obstet Gynecol 2009 May, 33(5): 512-7.

6. Borenstein M, Persico N, Kagan KO, Gazzoni A, Nicolaides KH. Frantomaxillary facial angle in screening for trisomy 21 at 11+0 to 13+6 weeks. Ultrasound Obstet Gynecol. 2008 Jul; 32(1): 5-11.

7. Daniel A, Lam- Po- Tang PR. Prenatal diagnosis in new south wales: comparative view of the first 1000 cases of chromosomal, sex- linked and metabolic referrals. Med J Aust 1978; 2: 352-357.

8. Golbus MS, Loughman WD, Epstein CJ, Halbasch G, Stephens JD, Hal BD. Prenatal genetic diagnosis in 3000 amniocenteses. N Engl J Med 1979; 300: 157- 163.

9. Crandall BF, Lebherz TB, Rubinstein L, Robertson RD, Sample WF, Sarti D, Howard J. Chromosome findings in 2500 second trimester amniocanteses. Am J Med Genet 1980; 5: 345-356.

10.    Kromberg J, Bernstein R, Jenkins T, Bernstein J, Goudie EG, Sneider P, Two years of mid- trimester amniocentesis in Johannesburg. S Afr Med J 1980; 57: 1031-1039.

11.    Sepe SJ, Marks JS, Oakley GP, Manley AF. Genetic services in the united states. JAMA 1982; 248: 1733-1735.

12.    Cuckle HS, Wald NJ, Lindenbaun RH. Maternal serum AFP measurement. A screening test for down syndrome. Lancet 1984; 1: 926- 929.

13.    Merkatz IR, Nitowsky HM, Mocri JN, Johnson WE., An association between low maternal serum alfa- fetoprotein and fetal chromosomal abnormalities. Am J Obstet Gynecol 1984; 148: 886-894.

14.    Lustig L, Clarke S, Cunningham G, Schanberg R, Tompkinson G. California's experience with low MS- AFP results. Am J Med Geset 1988; 31: 211- 222.

15.    Devore GR, Genetic Sonography: the historical and clinical role of fetal echocardiography. Ultrasound Obstet Gynecol 2010; 35: 509-521.

16.    Sheldon TA, Simpson J, Appraisal of a new scheme for prenatal screening for down's syndrome. BMJ 1991; 302: 1133- 1136.

17.    Phillips OP, Elias S, Shulman LP, Andersen RN, Morgan CD, Simpson JL. Maternal serum screening for fetal down syndrome in women less than 35 years of age using MSAFP, hCG and unconjucated estriol: a prospective 2- year study. Obstet Gynecol 1992; 80: 353-358.

18.    Digott M, Wilkinson P, Bennett J. Implementation of an antenat al serum screening programme for down's syndrome in two districts. J Med Screen 1994; 1: 45- 49.

19.    Wald NJ, Watt HC, George L. Maternal serum inhibin- A levels in pregnancies with insulin dependent diabetes mellitus: implications for screening for down's syndrome. Prenat Diagn 1996; 16: 923-926.

20.    Watt HC, Wald NJ, George L. Maternal serum inhibin-A levels in twin pregnancies: implications for screening for Down's syndrome. Prenat Diagn 1996; 16: 927-929.

21.    Nicolaides KH. Nuchal translucency and other first- trimetster sonographic markers of chromosomal abnormalities. Am J Obstet Gynecol 2004; 191: 45-67.

22.    Nicolaides KH, Spencer K, Avgidou K, Faiola S, Falcon O. Multicenter study of first trimester screening for trisomy 21 in 75821 pregnancies: results… ultrasound Obstet Gynecol 2005; 25: 221- 226.

23.    Malone FD, Cnick JA, Ball RH, Nyberg DA, First and second trimester evaluation of the risk (FASTER) research consortium. N Engl J Med 2005; 353: 2001-2011.

24.    De Vore GR. Trisomy 21: 91% detection rate using second- trimester ultrasound markers. Ultrasound Obstet Gynecol 2000; 16: 133-141.

25.    Vintzileos AM, Compbell WA, Rodis JF, Guzman ER, Smulian JC, Knuppel RA. The use of second- trimester genetic sonogram in guiding clinical management of patients at increased risk for fetal trisomy 21. Obstet Gynecol 1996; 87: 948-952.