出生前診断における最新の論争 その１
この記事の著者 仲田洋美（総合内科専門医、がん薬物療法専門医、臨床遺伝専門医）
Cell‐free DNA出生前スクリーニングを用いて全ての染色体異常を同定すべきであるのか？
今回は、2017年のISPD International Society for Prenatal Diagnosis 国際出生前診断学会 の学術集会での議論を翻訳してお伝えしたいと思います。
https://obgyn.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/pd.5216?fbclid=IwAR1ErmiLOHXyQyiJ1xH6ZHJa8-hBbwboszSRGdlG2NNzOpMkI-9U1r2xNMs
こちらの論文からご紹介します。
抄録
母体血清からのcell‐free DNA (cfDNA)を用いた非侵襲性出生前検査(NIPT)は、2011年から臨床的に利用可能であった。この技術は、共通の異数体である21トリソミー(ダウン症候群（21トリソミー）)、18トリソミー、13トリソミーをスクリーニングする我々の能力に革命をもたらした。さらに最近、臨床検査室では、性染色体異常およびコピー数変異体(CNV)を含む他の染色体異常のスクリーニングが提供されているが、感度、特異度、および陽性適中率に関する公表されたデータはほとんどない。この議論では、すべての染色体異常についてcfDNAを介して出生前スクリーニングを実施することの是非について議論する。2017年の議論の時点で、全般的な合意は、全ての染色体異常をスクリーニングするためにこのテクノロジーを使用することを文献はまだ支持しておらず、decision‐making過程ができるだけ情報を得られるように、教育が提供者と患者の双方にとって鍵となることであった。
1 | 導入(LOUANNE HUDGINS)
2008年、Fanらの1とChiuらは、妊婦の血中のcell‐free DNA (cfDNA)を解析する計数メカニズムとして、大量並列シークエンス法を用いることで、胎児の異数性を正確に検出できることを報告した。この非侵襲的な形態の出生前遺伝子スクリーニング/検査(非侵襲的出生前スクリーニングおよび非侵襲的出生前検査[NIPT]としても知られる)は、3年後およびその後すぐに18トリソミー、13トリソミー、および性染色体異数性について21トリソミー(ダウン症候群（21トリソミー）)に対して臨床的に利用可能となった。さらに最近では、これらのコピー数変異体(CNV)に対するスクリーニングの臨床的有用性および妥当性についてはほとんど発表されていないが、cfDNA出生前遺伝子スクリーニングパネルに他の染色体異常、主に微小欠失を追加した企業もある。したがって、議論の声明は、cfDNA出生前スクリーニングを用いてすべての染色体異常を同定すべきであるということである。
2 | 賛成(メアリーNORTON)
Cell‐free DNAは、ダウン症（21トリソミー）の臨床的に利用可能な検査法として2011年に導入された。
その後、13トリソミーおよび18の検査について、本書面による議論は、カリフォルニア州サンディエゴで開催された2017年国際出生前診断学会会議で行われた口頭発表を要約している。ほとんどの研究所のパネルに性染色体が追加された。当時以来、この技術は、非侵襲性出生前検査が現在、性染色体異数性、微小欠失および重複、ゲノムを横切る大きなCNV、および最近ではいくつかの単一遺伝子障害について市販されているように進歩した。しかしながら、これらの進歩は費用がかかり、パネルに加えられる障害の数が増えるにつれて偽陽性率が上昇し、検査全体の陽性適中率が低下する。これらの広範な病態パネルに対する検査の有益性は、現在の、しばしば熱心な議論のテーマである。これらのパネルに追加条件が追加され続けることは間違いないため、これらの重要な問題については今後も議論が続くことに間違いはない。
可能性のあるすべての染色体条件を含めるためにcfDNAパネルを拡大することを支持するいくつかの議論がある。第一に、3つの一般的な異数性についてのみ検定する根拠はない。おそらく、広範なゲノムスクリーニングが可能な時代には、ダウン症候群（21トリソミー）と13トリソミーおよび18-トリソミーを特異的にスクリーニングすることを選択しないであろうが、他の多くの病態よりはるかに重度ではなく、中絶率は経時的に低下している。 13トリソミーおよび18は、子宮内または出生直後に最もしばしば致死的である;したがって、これらの病態の出生前検出には限られた利益しかない。診断検査(羊水穿刺と核型)。出生前診断は、最も重要な病態であると感じられたため、出生前にダウン症候群（21トリソミー）の症例を同定するという目標を設定していない。むしろ、いったんそのような検査が開発されたら、ダウン症候群（21トリソミー）の出生前診断を誰に提供すべきかについて決定を下さなければならないためである。この分野は、出生前期間における特定の条件を検出するための所定のニーズ以上に、技術によって駆動され続けている。2017年においては、他の多くの検査可能な障害よりもはるかに重症度が低いこの1つの病態のスクリーニングに非常に多くの労力を費やすことはほとんど意味がない。出生前スクリーニングは、個々の病態および疾患よりもむしろゲノム検査に焦点を当てるべきである;他の病態の検出は、間違いなく、はるかに大きな臨床的有用性を提供する。
現在多くのcfDNAパネルで利用できる微小欠失は、30歳未満の女性ではダウン症候群（21トリソミー）よりも一般的である。 全般的に、CNVは小児における疾病負荷の15%に寄与すると推定されており、これらのスクリーニングにより、3つの一般的な異数体のスクリーニングよりも多くのハイリスク妊娠が同定されるであろう。さらに、CNVの検出においては、ダウン症候群（21トリソミー）よりもはるかに臨床的有用性があると考えられる。例えば、22q11.2は、典型的には、特徴的な心臓欠損が疑いを提起しない限り、出生時に診断されないが、これらの小児は、早期の検出および処置から利益を得る種々の代謝障害および免疫障害を有する。 7より重度のCNVに対しては、出生前に同定することで、最も重度の状況ではケアの方向転換または周産期ホスピスへの紹介など、より適切な治療が可能になる可能性がある。
cfDNAスクリーニングを拡大することに反対する他の議論には、cfDNAが胎盤DNAを検査するという事実が含まれ、多くのまれな異数体は大部分が胎盤に限局している。
しかしながら、16トリソミーに対する限局性胎盤モザイクなどの病態については、胎児発育に対する出生前サーベイランスおよび子癇前症に対する綿密なサーベイランスは、限局性胎盤モザイクであっても重大な臨床的意義を有する可能性があるため、周産期転帰の改善につながる可能性がある。 次に、まれな疾患ではcfDNAスクリーニングの陽性的中率は低いが、多くの受け入れられているスクリーニング検査よりもこの検査の方がまだ良好である。例えば、マンモグラフィーやパパニコロー染色塗抹スクリーニングの陽性的中率は、微小欠失のcfDNAスクリーニングよりも低い。そして確かに、まれな微小欠失でも陽性的中率は妊娠初期複合スクリーニングよりも高く，これは非常に受け入れられている検査である。 重要なことは、この技術が利用可能であり、患者は出生前検査における選択肢としてこれを認識していることである。女性が利用可能な検査を否定することは、倫理的に正当化することは困難である。
cfDNAスクリーニングパネルを広げることに反対する議論が、陽性的中率が低いこと、または女性がこの検査が診断検査と同等の代替法であると誤解されている場合、その懸念は主に実施プロセスに伴うものであると思われる。cfDNAスクリーニングに対する主な議論は、診断検査および染色体マイクロアレイ(CMA)により提供されるはるかに包括的な検査と比較して、検査の理解が不足しており、女性およびその提供者が限界をどの程度理解しているかであると思われる。この場合、解決策は試験を差し控えるよりも教育に優れている。
新しい診断および治療技術が利用可能になるにつれて、そのような方法の使用を奨励することをためらう人々がしばしば存在する。医学の多くの分野で、進歩、心臓移植、胎児手術、幹細胞移植、または比較的日常的になってきた他の治療を否定する主張がなされてきた。
現場が進化する「エンベロープを押す」。本当に、戻ることはなく、技術を差し控えるよりも教育を改善することに焦点を当てるべきである。
3 | 反対(LYN CHITTY)に対して
スクリーニングの原則には、スクリーニングを受ける病態が重要な健康問題であるべきであるという事実が含まれる。
感度、特異度、および陽性的中率が高いはずの状態の検査を行うべきであり、その検査は母集団に受け入れられるものでなければならない。 ここでは、 これらの基準は、13トリソミー、18、21に加えて、マイコデレチオンや重複、その他の病原性CNV、性染色体異常(SCA)、およびまれな常染色体トリソミーをスクリーニングするために母体血漿中のcfDNAの分析を用いることに関連して満たされていないと私は主張する。したがって、すべての染色体異常を同定するために使用すべきではないと主張することにする。そのためには、できる限り感受性、false‐positive率、PPVにどのようなことが起こるかを探り、「拡大」cfDNAスクリーニングを用いた場合の残存リスクを推定する。
3.1 | 病原性CNV、微小欠失、重複症候群
病原性CNVは、正常妊娠の最大1.7%、胎児が構造的異常を有する妊娠の6%に起こる。 いくつかの再発性の認識された微小欠失症候群があるが、0.1Mbの大きさの範囲の他の多くの非再発性の病原性CNV(欠失および重複)がゲノム全体にわたって発生する。現在、22q‐、11q23‐、5p‐、4p‐、1p36‐、8q24‐、Prader‐Willi/Angelman症候群を含むいくつかの再発性微小欠失症候群を検出することを目的とする4つの商業プラットフォームと、7Mb以上の全てのCNVを検出することを主張する1つがある。これらのプラットフォームの1つは、トリソミー9および22も検出する。しかしながら、ほとんどの微小欠失症候群および非再発性病原性CNVは5Mb未満であるため、検出下限が7Mbのプラットフォームでは少数しか検出されない。特定の再発性微小欠失を標的とするこれらのプラットフォームは、ゲノム全体にわたって起こる非再発性CNVを検出しないため、その限界もある。1997年から2013年までに我々のRegional Cytogenetic Laboratoryで分析した出生前症例のレビューでは、23,000例で検出された病原性CNVは173例であり、77%は非再発性であり、現在利用可能な商業プラットフォームでは検出されないと考えられた。
仮定を立て、検出される可能性があるものと検出されない可能性があるものを推定するのではなく、実際にどのようなエビデンスがあるのかを考えてみよう。感受性に関するエビデンスは限られているが、これは、大半の大規模試験ではcfDNA‐negative症例に関するfollow‐upデータが不良であり、ほとんどの試験ではCMAで正常であることが全く証明されていない;人工的に採取した血漿検体を使用している;または比較的少数であると報告しているためである。現在利用可能なエビデンスを用い、すべての症例がCMAを有していたこれらの研究を考慮すると、検査した選択された微小欠失症候群群群のグループの感度は全体で61%～97.7%であるが、CNVが5Mb未満の症例を考慮すると、感度は14%～20%に低下する。 大規模な不均衡のリスクが高い妊娠で最近報告された1例では、cfDNA検査で胎児にこれを検出することができなかった。 この家系はWolf‐Hirschhorn症候群の息子を有し、父は平衡4:8転座の既知のキャリアであった。
10週6日で受けた主要なトリソミーと微小欠失(4p‐を含む)のNIPTでは、異数性や微小欠失の危険性の増加は認められなかった。胎児分画は約4%であった。20週のルーチンの胎児異常スキャンは、口唇裂と異常プロフィールを検出した。羊水穿刺で4pterの8.9‐Mb欠失と8pterの7‐Mb重複を認めた。このcfDNAの結果は、結果を知っている企業によってレビューされたが、「4pterで欠失があることを示すエビデンスは不十分である」ことがわかった。ただし、これは比較的大きな微小欠失であり、使用されているパネルに含まれていたように検出されるはずであった。したがって、微小欠失に対する感度に関するエビデンスは乏しく、検出率が低いことを示唆しており、上述のように、利用可能な主に標的を絞った解析では病原性CNVの75%は検出されないであろう。
偽陽性率は、侵襲的検査の増加、親の不安の高さ、妊産婦の不必要な終止符をもたらす可能性があるという点で最も臨床的に重要性が高いと思われるが、0.4%から5%の範囲にあり、22q-を検出するだけの実績を報告する研究が数多くある。ほとんどの研究は、これらの病態がまれであることから予想されるように、ごく少数の異常症例を報告しているが、偽陽性率は累積的であることを覚えておかなければならない。一部の研究では、母体の再構成22が発見されたこともあり、偽陽性率が高くなっている。22q11.2欠失の最近の症例のように、限定的胎盤モザイクが含まれ、研究はこれらの他の染色体再編成についてのcfDNAスクリーニングの失敗率を報告しておらず、トリソミーのスクリーニングで失敗または決定的でない結果が、より高い有害転帰率、ならびに再サンプリング(追加費用)または侵襲的検査と関連する可能性があることがわかっている。26件の失敗または結論の出ない結果を調べた1件の研究では、9件が再検査したときに微小欠失症候群を示唆しており、すべてが偽陽性であった。 これらの病態に対する陽性的中率についてはどうなのか。ここでも、ほとんどの研究が小規模な一連の研究を報告しており、陽性的中率は低リスクkの妊娠では3.8%～4.9%、超音波異常を伴うhigh‐riskの妊娠では50%～97%と様々である。
最後に、拡大cfDNAを用いてCNV陰性をスクリーニングした妊娠における残存リスクについてはどうか。cfDNAスクリーニングがこれらの病原性再配列の大部分を検出するならば、不十分なバリデーションデータと高い偽陽性率を有することは容認できると主張することができる。なぜなら、転帰は多くのものでは予測が困難であるが、他のものは非常に予後不良であるからである。正常な核型を有する胎児における病原性CNVの診断にマイクロアレイ検査が用いられた2つの大規模コホートのデータを用いて考えると、この低い陽性的中率では侵襲的検査で確定する意味はあまりないであろう。微小欠失は、現在の拡張NIPTプラットフォームの適用後、実質的に変化しないであろう。最初のコホートでは、1966年に同定された34例のCNVのうち、CNVのリスクは低かったが、母体の高齢のため異数性のリスクは高く、頻度は1.7%、5は3例のみで、cfDNA検査で検出可能であり、残存頻度は1.57%であった。high‐risk群では、妊娠755例中45例に病原性のCNVが認められ、そのうち1例のみがcfDNA検査で検出可能であり、その頻度は5.96%から5.83%に減少した。別のhigh‐risk集団にcfDNA検査を適用すると、微小欠失が1個しか検出されないため、頻度を42/1123(3.7%)から3.6%に減少させることができた。 性染色体の異常の発見についてはどうか？いくつかの研究では、45、Xおよび47、XXX、47、XXY、および47、XYYの感受性が50～100%であると報告されているが、陰性例は核型分類されておらず、follow‐upも一般に不良であるため、真の感度は不明である。 これらの研究および他の研究では、最も一般的な性染色体異常である45,Xについて0.12～1.1%のfalse‐positive率および9～40%のPPVが報告されており、他の研究では7～70%が報告されている。cfDNA分析は母体血液、母体および胎児のすべてのcfDNAを検査するため、母体SCAは結果が一致しない原因となることが多い。 さらに、30は、 31、母親のモザイクが45,Xに増大するにつれて、母親の年齢とのX‐chromosomeが指数関数的に失われる。これは、女性が後年に妊娠を選択するにつれて、不一致率が増大する可能性が高いことを意味している。これらの因子はすべて、c-fDNAスクリーニングのfalse‐positive率および侵襲性を増大させる可能性に加えている
微小欠失陽性53例、母性遺伝による検査率20例。
拡大cfDNA検査のもうひとつの有益性は、まれな常染色体トリソミーの検出であると報告されている。しかしながら、これらはまれである;ほとんどが胎盤に限局しており、流産またはまれに子宮内発育遅延を伴う。これらのトリソミーを検出する臨床的有用性は不明であり、発生率が0.1%～0.78%であると報告されているため、再び侵襲的検査の必要性が増大するに過ぎない。cfDNA検査から女性自身は何を望んでいるか?彼らはSCAについて知りたいが、検査を受ける前の状態についての十分な情報を望み、その情報を提供することを彼らの医療専門家の義務と考えている。それらは微小欠失に精通しておらず、cfDNAを用いて可変的または未知の表現型発現を考慮してそれらを検出することについて懸念を表明した。 さらに、少なくとも12%の女性が胎児の性別を知りたがらず、cfDNA検査に関する情報を受け取ったことを唯一報告している。
医療者は、検査前に両親の質問に平均6分の回答を費やしたと報告している。したがって、拡大cfDNAスクリーニングの意味をどのように説明できるだろうか。要約すると、cfDNAスクリーニングの性能は、微細欠失、性染色体異常、およびまれな常染色体トリソミーを含めると、主要トリソミーの感度が約99%から約60%に低下するであろう。感受性の低下に伴い、false‐positive率は約0.14から1.5%以上に上昇する。これまでのデータの大部分は高リスク妊娠からのものであるため、すべての女性に提供すれば、成績はさらに悪くなるだろう。これに伴い、臨床的意義が低下し、検証データが少ないか全くないこと、親の不安や不必要な侵襲的検査が増加することになる。
それでは、拡大cfDNA検査をすべてに提供すべきか。
もし正常な超音波スキャンと「陽性」cfDNA検査を持つ人々に対しては、確認のための侵襲的検査が提供されるであろう。この集団では陽性的中率が非常に低いため、大部分は不必要である。検査が「陰性」であれば、微小欠失の残存リスクは事実上変わらないので、これは現実にほとんど安心をもたらさない。したがって、cfDNAスクリーニングは、不安の増加、追加費用、不必要な侵襲的検査、および不必要な中絶の可能性をもたらす。超音波異常を伴う妊娠では、「陽性」cfDNA結果は侵襲的確認を必要とし、「陰性」のものは他の染色体再構成を除外しないので、侵襲的検査は依然として必要である。この状況では、すべてのcfDNAスクリーニングの提供は、診断の遅れ、追加費用、および両親に対する不安の可能性である。
その答えはNOでなければならない。広範なcfDNAスクリーニングをすべての立場に提供することは、選択と親の自律性を損ない、カウンセリングにかなりの複雑さを導入し、残存リスクを本当に変化させず、非現実的な期待を高め、侵襲的検査率を増加させ、この技術が提供している優れた技術を失活させることになる。私たちは私たちの誘導団体が言っていることに耳を傾けなければならない。ACOGは、微小欠失スクリーニングのためのルーチンのcfDNAスクリーニングを実施すべきではないことが明らかである。 見解には性染色体異常が含まれており、「情報やカウンセリングの課題に関する倫理的懸念を提起するだけでなく、異数性のためのNIPTの実施によって達成された侵襲的検査の大幅な減少を逆転させるリスクもある」と述べている。
4 | 結論(LOUANNE HUDGINS)
まれな疾患ではcfDNAスクリーニングの陽性的中率は低いが、マンモグラフィーやパパニコロー・スメアスクリーニングなど、多くの受け入れられているスクリーニング検査の陽性的中率よりもまだ良好であるとNorton博士は指摘している。彼女は、cfDNAスクリーニングパネルを広げることに反対する議論は、実施プロセスに関する主に1つであると述べている。すなわち、診断検査と比較してこの検査の限界を理解していないことである。したがって、同氏は、解決策は「検査を差し控えるよりも、より良い教育」であると考えている。
Chitty博士は、すべての染色体異常についてcfDNA出生前スクリーニングを提案することは反対であると主張している。これは、主に、ほとんどの非再発性および/または比較的小さなCNVが現在臨床的に利用可能なパネルによって同定されないためである。彼女は、感度が低いこと、PPVが低いことから、CNVが存在しないという誤った安心感につながる可能性があると述べている。一方、「侵襲的検査の増加、親の不安の高さ、おそらく不必要な妊娠中絶」の一因となる偽陽性も多く、医療費の増加もある。また、Chitty医師は、cfDNA出生前スクリーニングから患者が望むことは何か、という重要な質問をする。彼女は、多くの女性がスクリーニングを受ける微小欠失に慣れておらず、医療専門家は検査のリスクと利益を記述するのにほとんど時間を費やさないと指摘している。最後に、彼女は、米国やヨーロッパではCNVに対するcfDNA出生前遺伝子スクリーニングの提供を推奨していないと指摘している。
ISPDでの議論の時点で、ほとんどの参加者メンバーは、議論の前後の両方で、この時点ですべての染色体異常についてcfDNAを提供することに反対した。意思決定プロセスができるだけ情報を得られるように、教育は医療提供者と患者の双方にとって重要であるという一般的な合意があるように思われた。我々は、我々の国内的及び国際的な統治機関が、この分野における教育資料を開発し、奨励することを希望する。
この記事の筆者
