New molecular methods in prenatal invasive diagnostics

(1)

4 6 % ' ) 4 3 + 0 Á ( 3 ; )

położnictwo

Nowoczesne metody molekularne

w prenatalnej diagnostyce inwazyjnej

New molecular methods in prenatal invasive diagnostics

,]DEHODàDF]PDĔVND $JQLHV]ND6WHPEDOVND

* równy udział autorów w przygotowaniu publikacji

Katedra i Zakład Genetyki, Uniwersytet Medyczny we Wrocławiu, Polska

Streszczenie

Rozwój technik diagnostycznych umożliwia stosowanie coraz nowszych testów w badaniach prenatalnych. Ich zakres podyktowany jest wskazaniami i obejmować może diagnostykę cytogenetyczną, cytogenetyczno-moleku- larną i molekularną. Najczęściej diagnozowanymi prenatalnie zmianami genetycznymi są zmiany liczbowe chromo- somów (aneuploidie).

W artykule przedstawiono najnowsze metody, wykorzystywane przede wszystkim w prenatalnej diagnostyce licz- bowych zmian chromosomowych, ale również metody, które mogą być stosowane do wykrywania zmian struktu- ralnych chromosomów oraz mutacji genowych. Jednym z głównych atutów tych metod jest krótki czas, jaki upływa do uzyskania miarodajnych wyników. Niektóre z przedstawionych technik są powszechnie stosowane na świecie, jak: QF-PCR (Quantitive Fluorescence Polymerase Chain Reaction) – oparta na analizie polimorﬁcznych sekwencji, których zestaw jest charakterystyczny dla każdej osoby; MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Ampliﬁcation) – oparta na ligacji sond komplementarnych do badanych fragmentów genomu; CGH do mikromacierzy (Compa- rative Genomic Hybridization, aCGH) – oparta na hybrydyzacji genomu do mikromacierzy, pozwalająca na analizę całego genomu. Inne z przedstawianych metod są dopiero wprowadzane do inwazyjnej diagnostyki prenatalnej:

NGS (Next-generation DNA Sequencing) – sekwencjonowanie nowej generacji, umożliwiające analizę dowolnego fragmentu genomu na poziomie DNA; BoBs (BACs-on-Beads) – technika kariotypowania molekularnego oparta na hybrydyzacji badanego DNA z sondami umieszczonymi na polistyrenowych mikrokulkach.

W Polsce szybka diagnostyka najczęstszych aneuploidii w chwili obecnej nie jest badaniem standardowym, w prze- ciwieństwie do badania cytogenetycznego (oznaczanie kariotypu). Jednakże, przy określonych wskazaniach szyb- ka diagnostyka może w przyszłości stanowić standardową diagnostykę prenatalną.

Słowa kluczowe: GLDJQRVW\NDSUHQDWDOQD/ QF-PCR / BoBs / MLPA / / PLNUoPDFLHU]H / NGS /

Otrzymano: 22.04.2013

Zaakceptowano do druku: 30.07.2013 Adres do korespondencji:

dr n.med. Izabela Łaczmańska

Katedra i Zakład Genetyki, Uniwersytet Medyczny we Wrocławiu Marcinkowskiego 1, 50-368 Wrocław,

tel.: 71 784 12 56, fax: 71 784 00 63 e-mail izabela.laczmanska@umed.wroc.pl

(2)

Wstęp

=JRGQLH ] UHNRPHQGDFMDPL 3ROVNLHJR 7RZDU]\VWZD *LQH- NRORJLF]QHJR37*GLDJQRVW\NDSUHQDWDOQDSRZLQQDE\ü

RIHURZDQDNDĪGHMNRELHFLHZFLąĪ\EH]Z]JOĊGXQDZLHN'LD- JQRVW\NDSU]HVLHZRZDZNLHUXQNXQDMF]ĊĞFLHMVSRW\NDQ\FKZDG

UR]ZRMRZ\FKLDEHUUDFMLFKURPRVRPRZ\FKF]\OLXOWUDVRQRJUD-

¿DPLĊG]\DGQLW\JRGQLHPFLąĪ\RUD]PLĊG]\D

W\JRGQLHPFLąĪ\ZUD]]EDGDQLDPLELRFKHPLF]Q\PL,L,,WU\PH- VWUXQLHQLHVLH]HVREąĪDGQHJRU\]\NDGODSDFMHQWNLRUD]SáRGX

LSRZLQQDE\üWUDNWRZDQDMDNRVWDQGDUGRZDSURFHGXUDZNDĪGHM

FLąĪ\>@

:VND]DQLD GR EDGDĔ SUHQDWDOQ\FK LQZD]\MQ\FK PXV]ą

XZ]JOĊGQLDüPRĪOLZRĞFLGLDJQRVW\F]QHMDNLU\]\NR]ZLą]DQH

] Z\NRQ\ZDQLHP SURFHGXU LQJHUXMąF\FK Z ĞURGRZLVNR SáRGX

'R IXQNFMRQXMąFHJR Z 3ROVFH 3URJUDPX %DGDĔ 3UHQDWDOQ\FK

Z UDPDFK NWyUHJR UHDOL]RZDQH Vą WDNĪH LQZD]\MQH SURFHGXU\

SUHQDWDOQHNZDOL¿NRZDQHVąNRELHW\ZFLąĪ\

ZZLHNXSRZ\ĪHMODW

X NWyU\FK Z SRSU]HGQLHM FLąĪ\ VWZLHUG]RQR DEHUUDFMH

FKURPRVRPDOQHXSáRGX

X NWyU\FK VWZLHUG]RQR Z\VWĊSRZDQLH VWUXNWXUDOQ\FK

DEHUUDFMLFKURPRVRPRZ\FKZURG]LQLH

R ]QDF]QLH]ZLĊNV]RQ\P U\]\NX XURG]HQLDG]LHFNDGR- WNQLĊWHJR FKRUREą XZDUXQNRZDQą PRQRJHQLF]QLH OXE

ZLHORF]\QQLNRZR

X NWyU\FK Z REHFQHM FLąĪ\ VWZLHUG]RQR QLHSUDZLGáRZH

VWĊĪHQLH ELRFKHPLF]Q\FK PDUNHUyZ GREURVWDQX FLąĪ\

U\]\NRZ\ĪV]HOXEUyZQHOXEQLHSUDZLGáRZ\Z\- QLNEDGDQLD86*

RVRE\]URG]LQZ\VRNLHJRU\]\NDJHQHW\F]QHJR>@

1DOHĪ\ ]D]QDF]\ü ĪH ZHGáXJ UHNRPHQGDFML 37* ]

URNX ZLHN FLĊĪDUQHM SRZ\ĪHM URNX MHVW VáDE\P F]\QQLNLHP

ZDUXQNXMąF\PZ\VWĊSRZDQLHDEHUUDFMLFKURPRVRPRZ\FKXSáR- GXLZ\NRQ\ZDQLHEDGDĔLQZD]\MQ\FKZWDNLPSU]\SDGNXEH]

LVWQLHQLD LQQ\FK ZVND]DĔ QDUDĪD QDMF]ĊĞFLHM QLHSRWU]HEQLH SD- FMHQWNĊQDU\]\NRSRZLNáDĔ'LDJQRVW\NDLQZD]\MQD]HZ]JOĊGX

QDZLHNUR]ZDĪDQDMHVWQDWRPLDVWXNRELHWSRZ\ĪHMURNXĪ\FLD

>@

3URFHGXU\EDGDĔLQZD]\MQ\FKVNáDGDMąVLĊ]NLONXHWDSyZ

SREUDQLD PDWHULDáX L]RODFML PDWHULDáX JHQHW\F]QHJR Z\NRQD- QLD EDGDĔ L DQDOL]\ RWU]\PDQ\FK Z\QLNyZ .RPyUNL WURIREOD- VWX X]\VNLZDQH Vą SRGF]DV ELRSVML WURIREODVWX - W\G]LHĔ

FLąĪ\NRPyUNLSáRGXSRGF]DVDPQLRSXQNFMLRSW\PDOQLH-

W\G]LHĔ FLąĪ\ OXE NRUGRFHQWH]\ SRZ\ĪHM W\JRGQLD FLąĪ\

:]DOHĪQRĞFLRGURG]DMXEDGDQLDF\WRJHQHW\F]QHPROHNXODUQH ] GRVWDUF]RQHJR GR ODERUDWRULXP PDWHULDáX L]RORZDQH Vą MąGUD

NRPyUNRZHLX]\VNLZDQHPHWDID]\SRKRGRZOLNRPyUNRZHM±

EDGDQLHF\WRJHQHW\F]QHOXE'1$L]RODFMDEH]SRĞUHGQLD>@

=DNUHVEDGDĔSUHQDWDOQ\FKSRG\NWRZDQ\MHVWZVND]DQLDPL

LSROHJDüPRĪHQDGLDJQRVW\FH

F\WRJHQHW\F]QHMF\WRJHQHW\F]QR-PROHNXODUQHM

DDEHUUDFMLOLF]ERZ\FKZW\PQDMF]ĊVWV]\FKDQHXSOR- LGLL MDN ]HVSyá 'RZQD 3DWDXD (GZDUGVD 7XUQHUD

L.OLQHIHOWHUDLGXĪ\FKDEHUUDFMLVWUXNWXUDOQ\FK

E]HVSRáyZPLNURGHOHF\MQ\FKÀXRUHVFHQF\MQDK\EU\- G\]DFMDin situ ±),6+RUD]

F]PLDQ Z JHQRPLH U]ĊGX NLONXVHW W\VLĊF\ SDU ]DVDG

&*+GRPLNURPDFLHU]\

PROHNXODUQHM

D FKRUyE PRQRJHQRZ\FKZLHORF]\QQLNRZ\FK MHĞOL

W\ONR]QDQHVąSRGVWDZ\JHQHW\F]QHFKRURE\LVWQLH- Mą PHWRG\ GLDJQRVW\F]QH ZHU\¿NXMąFH UR]SR]QDQLH

D UR]SR]QDQLH FKRURE\ Z RNUHVLH Ī\FLD SUHQDWDOQH- JRPRĪHPLHü]QDF]HQLHGODGDOV]HJRSRVWĊSRZDQLD

ZFLąĪ\OXESRXURG]HQLXG]LHFNDQSPXNRZLVF\GR- ]D]HVSRáNUXFKHJR;DFKRQGURSOD]MD60$LLQQH

>@

Abstract

New diagnostic techniques employed in laboratories all over the world enable to create new tests for prenatal genetic diagnosis. They include cytogenetics, molecular-cytogenetics and molecular methods. Chromosomal numerical aberrations (aneuploidies) remain to be the most frequent genetic changes diagnosed prenatally.

Therefore, our paper presents the latest methods used mainly in prenatal diagnosis of the most common chromosome numerical changes, as well as other methods applicable in detecting chromosome structural changes or gene mutations. One of the main advantages of these new approaches is the short period of time needed to obtain a result. Some of these techniques are used world-wide: QF-PCR (Fluorescence Quantitive Polymerase Chain Reaction) – based on the analysis of the short polymorphic sequences characteristic for each individual;

MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Ampliﬁcation) - based on the probes ligation to complementary genomic fragments in patient DNA; microarray CGH (Comparative Genomic Hybridization) - based on genomic hybridization to microarray, which enables analysis of the entire genome. Other new methods are also gradually introduced to invasive prenatal diagnosis: NGS (Next-generation DNA sequencing) - for the analysis of the whole genome at the DNA level; BoBs (BACS-on-Beads) – molecular-cytogenetic technique based on hybridization of probes immobilized on polystyrene microspheres with fetal DNA.

Nowadays, rapid diagnosis of the most common chromosomal aneuploidies is not a standard procedure in Poland, as opposed to cytogenetics (karyotyping). However, for speciﬁc clinical indications, fast and reliable methods of genetic analysis present are likely to become standard procedures in prenatal diagnosis.

Key words: SUHQDWDO GLDJQosWLFs / QF-PCR / BoBs / MLPA / microarrays / NGS /

(3)

-HGQ\P]JáyZQ\FKRJUDQLF]HĔLQZD]\MQHMGLDJQRVW\NLSUH- QDWDOQHMRERNPRĪOLZRĞFLGLDJQRVW\F]Q\FKMHVWF]DVSRWU]HEQ\

GRZ\NRQDQLDEDGDQLD3RZLQLHQE\üRQPRĪOLZLHMDNQDMNUyW- V]\]HZ]JOĊGXQDQLHSRNyMSDFMHQWNLRUD]HZHQWXDOQHSRGMĊFLH

GHF\]MLFRGROHF]HQLDSáRGXOXE]DNRĔF]HQLDFLąĪ\ZSU]\SDG- NX Z\QLNyZ QLHSUDZLGáRZ\FK VSHáQLDMąF\FK ZDUXQNL Ä8VWDZ\

R SODQRZDQLX URG]LQ\ RFKURQLH SáRGX OXG]NLHJR L ZDUXQNDFK

GRSXV]F]DOQRĞFLSU]HU\ZDQLDFLąĪ\´>@

:DUW\NXOHSU]HGVWDZLRQRQDMQRZV]HVWRVRZDQHOXEZSUR- ZDG]DQHGRGLDJQRVW\NLSUHQDWDOQHMPHWRG\PROHNXODUQHZ\NR- U]\VW\ZDQHGREDGDQLDDQHXSORLGLLFKURPRVRPRZ\FKMDNLDQD- OL]\LQQ\FK]PLDQZW\P]PLDQQDSR]LRPLH'1$

Techniki umożliwiające analizę wybranych regionów. Szybka analiza aneuploidii

$QHXSORLGLHFKURPRVRPRZHNWyUHVąQDMF]ĊĞFLHMZ\VWĊSX- MąF\PL]PLDQDPLJHQHW\F]Q\PLXSáRGXVWDQGDUGRZRGLDJQR]R- ZDQHVą]DSRPRFąDQDOL]\SUąĪNRZHMFKURPRVRPyZF\WRJH- QHW\NDNODV\F]QD&]ĊVWRĞüDEHUUDFMLFKURPRVRPRZ\FKV]DFXMH

VLĊQDZSRURQLHQLDFKVDPRLVWQ\FKZSU]\SDGNXPDU- WZ\FKXURG]HĔRUD]ZĞUyGĪ\ZRXURG]RQ\FKG]LHFL>@

%DGDQLH L DQDOL]D F\WRJHQHW\F]QD PLPR ĪH GDMH MHGQR- ]QDF]QąRGSRZLHGĨZSU]\SDGNXDEHUUDFMLOLF]ERZ\FKLGXĪ\FK

DEHUUDFML VWUXNWXUDOQ\FK ]Z\NOH SRZ\ĪHM 0S] ]DOHĪQLH RG

X]\VNDQHMUR]G]LHOF]RĞFLEDGDQLDWUZDRNRáRW\JRGQLFRZ\- QLND]NRQLHF]QRĞFL]DáRĪHQLDKRGRZOLNRPyUHNSáRGXRUD]F]D- VXSRWU]HEQHJRQDDQDOL]ĊPLNURVNRSRZą>@$E\VNUyFLüF]DV

RF]HNLZDQLD QD Z\QLN GR GLDJQRVW\NL SUHQDWDOQHM ZSURZDG]R- QR WHFKQLNL PROHNXODUQH XPRĪOLZLDMąFH EDGDQLH QDMF]ĊVWV]\FK

DQHXSORLGLL FKURPRVRPRZ\FK Z NUyWNLP F]DVLH QDZHW GR

JRG]LQ%DGDQLHWDNLHGDMHPRĪOLZRĞüVWZLHUG]HQLDOXEZ\NOX- F]HQLD]HVSRáyZ'RZQD3DWDX(GZDUGVDDWDNĪHDEHUUDFMLOLF]- ERZ\FK FKURPRVRPyZ SáFL QS ]HVSyá 7XUQHUD .OLQHIHOWHUD RUD] WUL- OXE WHWUDSORLGLL 2JUDQLF]HQLH GLDJQRVW\NL SUHQDWDOQHM

Z\áąF]QLHGRDQDOL]\RNUHĞORQ\FKFKURPRVRPyZSRZLQQRĞFL- ĞOHZ\QLNDü]HZVND]DĔ:3ROVFHV]\ENDGLDJQRVW\NDQDMF]ĊVW- V]\FKDQHXSORLGLLMHVWWUDNWRZDQDZFKZLOLREHFQHMMDNREDGDQLH

GRGDWNRZHZVWĊSQHGRF\WRJHQHW\F]QHMDQDOL]\FDáHJRNDULRW\- SX SáRGX -HGQDNĪH SU]\ RNUHĞORQ\FK ZVND]DQLDFK EDGDQLH WR

PRJáDE\E\üVWDQGDUGRZąGLDJQRVW\NąSUHQDWDOQą]DPLDVWEDGD- QLDNDULRW\SX>@

QF-PCR

0HWRGD 4)-3&5 Quantitive Fluorescence Polymerase Chain ReactionMHVWRSDUWDQDDQDOL]LHSROLPRU¿F]Q\FKVHNZHQ- FML 675 Short Tandem Repeats ± NUyWNLH SRZWyU]HQLD WDQGH- PRZHNWyU\FK]HVWDZMHVWFKDUDNWHU\VW\F]Q\GODNDĪGHMRVRE\

LG]LHG]LF]RQ\ZSRáRZLHRGNDĪGHJRURG]LFD$QDOL]DLORĞFLRZD

RUD] MDNRĞFLRZD W\FK VHNZHQFML SR]ZDOD QD RNUHĞOHQLH OLF]E\

NRSLLGDQHJRUHJLRQXFKURPRVRPXZREUĊELHNWyUHJR]ORNDOL- ]RZDQDMHVWGDQDVHNZHQFMDPDUNHU0HWRGDWDSROHJDQDVSH- F\¿F]Q\P SRZLHODQLX VHNZHQFML 675 ]ORNDOL]RZDQ\FK QD SR- V]F]HJyOQ\FKNU\W\F]Q\FKEDGDQ\FKFKURPRVRPDFK]XĪ\FLHP

]QDNRZDQ\FK ÀXRUHVFHQF\MQLH VWDUWHUyZ : QDVWĊSQ\P HWDSLH

EDGDQLD UR]G]LHOD VLĊ HOHNWURIRUHW\F]QLH RWU]\PDQH SURGXNW\

SU]\ XĪ\FLX VHNZHQDWRUD L DQDOL]XMH OLF]EĊ GDQ\FK PDUNHUyZ

ZSUDZLGáRZ\P'1$Z\VWĊSXMąRQHZSDUDFKZNWyU\FKPRJą

UyĪQLüVLĊOLF]EąSRZWyU]HĔRUD]Z\GDMQRĞüUHDNFML3&5GZLH

NRSLHGDQHMVHNZHQFML675EĊGąGDZDüGZDUD]\ZLĊFHMSURGXN- WXQLĪMHGQDNRSLD>@5\FLQD

Rycina 5. Analiza sekwencji STR płodu (górny wykres) oraz pacjentki (dolny wykres). U płodu widoczne trzy kopie każdego z markerów w postaci trzech pików (dwie pierwsze strzałki) lub podwójnej wysokości jednego z pików w stosunku do drugiego piku z pary (trzecia strzałka). U płodu stwierdzono triploidię.

(4)

'R Z\NRQDQLD EDGDQLD NRQLHF]QH MHVW SREUDQLH PDWHULDáX

WURIREODVWSá\QRZRGQLRZ\NUHZ]NWyUHJRPRĪQDZ\L]ROR- ZDü'1$4)-3&5XPRĪOLZLDDQDOL]ĊVHNZHQFMLZLHOXFKURPR- VRPyZZMHGQHMOXENLONXUHDNFMDFK'DMHWRPRĪOLZRĞüZ\NU\- ZDQLDXSáRGX]PLDQOLF]ERZ\FKFKURPRVRPyZ=DNUHVEDGDQLD

QDMF]ĊĞFLHM GRW\F]\ QDMF]ĊVWV]\FK DQHXSORLGLL RUD] WULSOLRGLL

FR Z\QLND ] GRVWĊSQRĞFL QD U\QNX ]HVWDZyZ GLDJQRVW\F]Q\FK

0RĪOLZDMHVWWDNĪHGRGDWNRZRRFHQDDQHXSORLGLLFKURPRVRPyZ

L]MHGQRF]HVQąRFHQą;L<]XĪ\FLHP]HVWD- ZXGHG\NRZDQHJRGODPDWHULDáX]SRURQLHĔ0RĪOLZDMHVWWDNĪH

GLDJQRVW\NDWULSORLGLL±ZZ\QLNXEDGDQLDVWZLHUG]DVLĊZWHG\

ZV]\VWNLHEDGDQHPDUNHU\ZWU]HFKNRSLDFK>@

0HWRGD 4)-3&5 XPRĪOLZLD WDNĪH RFHQĊ SRFKRG]HQLD GR- GDWNRZHJRFKURPRVRPXXSáRGXFRX]\VNXMHVLĊSU]H]SRUyZ- QDQLHVHNZHQFML675SáRGXLURG]LFyZ4)-3&5Z\NU\ZDUyZ- QLHĪ PR]DLF\]P REHFQRĞü FR QDMPQLHM GZyFK OLQLL NRPyUNR- Z\FKRUyĪQ\PNDULRW\SLHQDSR]LRPLH!RUD]SR]ZDODQD

Z\NOXF]HQLH NRQWDPLQDFML ]DQLHF]\V]F]HQLD PDWHULDáHP PDW- F]\Q\PSRSU]H]SRUyZQDQLHSUR¿OXSáRGXRUD]SUR¿OXFLĊĪDUQHM

X]\VNDQHJR]MHMNUZL>@

&]XáRĞüPHWRG\4)-3&5WRDVSHF\¿F]QRĞü

GODEDGDQ\FKDQHXSORLGLL>@&]DVGLDJQRVW\NLSU]\XĪ\FLX4) -3&5PRĪQDRJUDQLF]\üGRRNRáRJRG]LQ1DU\QNXGRVWĊSQH

Vą WHVW\ SRVLDGDMąFH FHUW\¿NDW &(-,9' F]\OL SU]H]QDF]RQH GR

GLDJQRVW\NLin vitro&HQDEDGDQLDPLHĞFLVLĊZJUDQLFDFK-

]á SRGDZDQH FHQ\ WR FHQ\ EUXWWR EDGDĔ SURSRQRZDQ\FK

SU]H]ODERUDWRULDZ3ROVFH

MLPA

0HWRGD0/3$Multiplex Ligation-dependent Probe Ampli-

¿cation-DPSOL¿NDFMDVRQG]DOHĪQDRGOLJDFMLRSDUWDMHVWQDOLJD- FMLVRQGNRPSOHPHQWDUQ\FKGREDGDQ\FKIUDJPHQWyZJHQRPX

QSHJ]RQyZJHQyZNU\W\F]Q\FKGODGDQHMFKRURE\]HVSRáX>@

:0/3$XĪ\ZDVLĊVRQGSRáyZNRZ\FKF]\OLMHGQDVRQGDSR- G]LHORQDMHVWQDIUDJPHQW\NWyUHPRJąVLĊSRáąF]\ü]OLJRZDü W\ONRQDGRFHORZHMVHNZHQFMLZJHQRPLHSDFMHQWD/LF]EDVRQG

NWyUHXOHJDMąK\EU\G\]DFMLGREDGDQ\FKVHNZHQFMLDQDVWĊSQLH

OLJDFML ]DOHĪ\ EH]SRĞUHGQLR RG OLF]E\ VHNZHQFML GRFHORZ\FK

ZJHQRPLHSDFMHQWDQSSDFMHQW]WULVRPLąPDWU]\NRSLHGD- QHMVHNZHQFMLGODFKURPRVRPXDRVREDRSUDZLGáRZHMOLF]ELH

FKURPRVRPyZ ± GZLH : SU]\SDGNX GHOHFMLPRQRVRPLL X SD- FMHQWDZ\VWĊSXMHMHGQDNRSLDEDGDQHJRUHJLRQX,ORĞü]OLJRZD- Q\FKVRQGPLHU]RQDMHVWSRSU]H]UHDNFMĊ3&5]Z\]QDNRZDQ\P

ÀXRUHVFHQF\MQLHMHGQ\P]HVWDUWHUyZLSRPLDUSR]LRPXÀXRUH- VFHQFMLZVWRVXQNXGRSUyENLSUDZLGáRZHM=DQRUPĊZUHDNFML

0/3$ XZDĪD VLĊ ZDUWRĞFL - RG GR Z VWRVXQNX

GRSUyE\SUDZLGáRZHMF]\OLZDKDQLDÀXRUHVFHQFMLX]\VNDQHMGOD

SUyENLEDGDQHMGRSUDZLGáRZHMGRWUDNWRZDQHVąMDNRQRU- PD>@5\FLQD

0/3$ XPRĪOLZLD MHGQRF]HVQą RFHQĊ NLONXG]LHVLĊFLX VH- NZHQFML QD UD] Z MHGQHM UHDNFML FR MHVW QLHZąWSOLZą ]DOHWą WHM

PHWRG\&]DVMHGQHJRR]QDF]HQLD]DP\NDVLĊZJRG]LQDFK

:EDGDQLDFKSUHQDWDOQ\FKWHFKQLNL0/3$PRĪQDXĪ\üGR

GLDJQRVW\NLQDMF]ĊVWV]\FKDQHXSORLGLLOXE]HVSRáyZPLNURGHOH- FML0HWRGDWDMHGQDNQLHSRVLDGDFHUW\¿NDWX&(-,9'LZ\QLNL

X]\VNDQH ]D MHM SRPRFą SRZLQQ\ E\ü SRWZLHUG]RQH LQQą WHFK- QLNąGLDJQRVW\F]Qą0/3$WUDNWRZDQDMHVWMDNRWHFKQLNDSU]H- VLHZRZDQSSUDZLGáRZ\Z\QLNEDGDQLDSR]ZDODOHNDU]RZLQD

Z\NOXF]HQLH DQDOL]RZDQ\FK PLNURGHOHFML D Z\QLN SR]\W\ZQ\

XNLHUXQNRZXMHGDOV]ąGLDJQRVW\NĊQS]Z\NRU]\VWDQLHPVRQG

ÀXRUHVFHQF\MQ\FK VSHF\¿F]Q\FK GOD GDQHJR UHJLRQX >@

&HQDEDGDQLD0/3$WRRNRáR-]áEUXWWR]DOHĪQLHRGVWR- VRZDQHJR]HVWDZX

BoBs

7HFKQLND%R%VBACs-on-BeadsWRQRZDWHFKQLNDNDULRW\- SRZDQLDPROHNXODUQHJRRSDUWDQDK\EU\G\]DFMLEDGDQHJR'1$

] VRQGDPL XPLHV]F]RQ\PL QD SROLVW\UHQRZ\FK PLNURNXONDFK

R ĞUHGQLF\ PLNURQyZ RQ-Beads 6RQG\ Vą QDPQDĪDQH QD

V]WXF]Q\FKFKURPRVRPDFKEDNWHU\MQ\FK%$&V-Bacterial Arti-

¿cial Chromosomes:MHGQ\PR]QDF]HQLXDQDOL]RZDQ\FKMHVW

SRNLONDVHNZHQFMLGODUyĪQ\FKUHJLRQyZNU\W\F]Q\FK]DOHĪQLH

RGSURSRQRZDQHJR]HVWDZX0LNURNXONL]QDNRZDQHVąGZRPD

UyĪQ\PL EDUZQLNDPL ÀXRUHVFHQF\MQ\PL R UyĪQ\FK VWĊĪHQLDFK

NWyU\FKNRPELQDFMDXPRĪOLZLDVWZRU]HQLHLLGHQW\¿NDFMĊRNRáR

UyĪQ\FK PLNURNXOHN %DGDQ\ '1$ ]QDNRZDQ\ MHVW ELRW\- Qą3R]ZLą]DQLXELRW\Q\ORZDQHJREDGDQHJR'1$GRNRPSOH- PHQWDUQ\FK VRQG XPLHV]F]RQ\FK QD PLNURNXONDFK GR SUyENL

GRGDZDQ\MHVWEDUZQLNVWUHSWDZLG\QD]ZLą]DQ\]¿NRHU\WU\Qą

NWyUD PD SRZLQRZDFWZR GR ELRW\Q\ -HĪHOL GRV]áR GR K\EU\- G\]DFML EDGDQHJR '1$ ] VRQGDPL ODVHURZR RGF]\W\ZDQ\ MHVW

SR]LRPÀXRUHVFHQFMLGODSRV]F]HJyOQ\FKURG]DMyZPLNURNXOHN

DWDNĪHLGHQW\¿NRZDQ\MHVWURG]DMNXOHN3RUyZQDQLHSR]LRPX

ÀXRUHVFHQFML]Z\QLNLHPRWU]\PDQ\PGODSUDZLGáRZHJR'1$

PĊVNLHJRRUD]ĪHĔVNLHJRSR]ZDODQDGHWHNFMĊGHOHFMLLGXSOL- NDFML EDGDQ\FK UHJLRQyZ >@ =HVWDZ\ REHFQLH SURSRQRZDQH

SU]H] SURGXFHQWD GR GLDJQRVW\NL SUHQDWDOQHM REHMPXMą GLDJQR- VW\NĊQDMF]ĊVWV]\FKDQHXSORLGLL;<RUD]QDMF]ĊVW- V]\FK PLNURGHOHFML ]HVSyá :ROID-+LUVFKKRUQD &UL-GX-&KDW

:LOOLDPVD-%HXUHQD /DQJHU-*LHGLRQ 'L*HRUJH¶D S RUD]

T 3UDGHUD-:LOOLHJR$QJHOPDQD 0LOOHUD-'LHNHUD RUD]

6PLWK-0DJHQLV Z MHGQ\P ]HVWDZLH 0HWRGD WD SRVLDGD FHUW\-

¿NDW&(-,9'&]DVZ\NRQDQLDEDGDQLDWHFKQLNą%R%VZ\QRVL

PQLHMQLĪJRG]LQ\DNRV]WWRRNRáR]á>@

Rycina 5. Porównanie ﬂuorescencji sond dla próby badanej i prawidłowej dla zestawu na najczęstsze zespoły mikrodelecyjne (P-245). Sondy zaznaczone poniżej linii hybrydyzują w obszarze 22q11.2 krytycznym dla zespołu DiGeorge’a. Widoczna delecja 3 markerów (czerwone kwadraciki).

(5)

Techniki umożliwiające analizę całego genomu

$QDOL]D FDáHJR JHQRPX ] Z\VRNą UR]G]LHOF]RĞFLą GXĪR

ZLĊNV]ą QLĪ EDGDQLH F\WRJHQHW\F]QH XPRĪOLZLD GLDJQRVW\NĊ

]PLDQLORĞFLRZ\FKGHOHFMHGXSOLNDFMHZFDá\PJHQRPLHDWDN- ĪHDQDOL]ĊZ\EUDQ\FKVHNZHQFMLJHQRPXQDSR]LRPLH'1$%D- GDQLHWDNLHMHVWV]F]HJyOQLHZDĪQHZSU]\SDGNDFKZNWyU\FKQD

SRGVWDZLHGRVWĊSQ\FKGDQ\FKNOLQLF]Q\FKLODERUDWRU\MQ\FKQLH

MHVW PRĪOLZH SRVWDZLHQLH SRGHMU]HQLDUR]SR]QDQLD GDQHJR ]H- VSRáXJHQHW\F]QHJRQSPQRJLHZDG\SáRGX:GLDJQRVW\FHSR- VWQDWDOQHMDQDOL]DFDáHJRJHQRPXMHVWWHFKQLNą]Z\ERUXXG]LHFL

] QLHSHáQRVSUDZQRĞFLą LQWHOHNWXDOQą R QLH]QDQHM HWLRORJLL L FH- FKDPLG\VPRU¿F]Q\PL>@

CGH do mikromacierzy

3RUyZQDZF]D K\EU\G\]DFMD JHQRPRZD GR PLNURPDFLHU]\

&*+ ± Comparative Genomic Hybridization, array CGH - D&*+ WR WHFKQLND SR]ZDODMąFD QD DQDOL]Ċ FDáHJR JHQRPX ] UR]- G]LHOF]RĞFLą QDZHW GR NS] EDGDQLH F\WRJHQHW\F]QH - 0S]

=DOHĪQLH RG W\SX PLNURPDFLHU]\ PRĪOLZH MHVW WDNĪH Z\NU\FLH ]PLDQ QD SR]LRPLH SRMHG\QF]\FK JHQyZ D QDZHW QXNOHRW\GyZ

0LNURPDFLHU]H QDMF]ĊĞFLHM VWRVRZDQH QD ĞZLHFLH GR GLDJQRVW\NL SRVW- L SUHQDWDOQHM PDMą PQLHMV]ą UR]G]LHOF]RĞü L SR]ZDODMą Z\- NU\ü QLH]UyZQRZDĪRQH ]PLDQ\ Z JHQRPLH U]ĊGX NLONXVHW W\VLĊF\

SDU ]DVDG 2EHFQLH QD U\QNX GRVWĊSQH Vą PLQ PLNURPDFLHU]H GHG\NRZDQH GOD QDMF]ĊVWV]\FK DEHUUDFML FKURPRVRPRZ\FK W]Z

PLNURPDFLHU]H NOLQLF]QH SU]\ SRPRF\ NWyU\FK Z MHGQ\P EDGDQLX PRĪQD ]GLDJQR]RZDü DQHXSORLGLH ZV]\VWNLFK FKUR- PRVRPyZ WULSORLGLĊ L QLH]UyZQRZDĪRQH ]PLDQ\ VWUXNWXUDOQH FKURPRVRPyZ Z W\P PLNURGHOHFMH L PLNURGXSOLNDFMH UHJLRQyZ NU\W\F]Q\FK ZDUXQNXMąFH Z\VWĊSRZDQLH ]QDQ\FK ]HVSRáyZ JH- QHW\F]Q\FK QS ]HVSRáX 3UDGHUD-:LOOHJR :ROID-+LUVFKKRUQD

'L*HRUJH¶D 3UREOHPHP PHWRG\ &*+ GR PLNURPDFLHU]\ PRĪH E\ü MHGQDN LQWHUSUHWDFMD X]\VNDQHJR Z\QLNX Z SU]\SDGNX JG\

QLH GRW\F]\ RQ UHJLRQyZ FKDUDNWHU\VW\F]Q\FK GOD ]QDQ\FK

RSLVDQ\FK MHGQRVWHN FKRURERZ\FK : SU]\SDGNX VWZLHUG]HQLD ]PLDQ\ Z JHQRPLH NWyUD QLH ]RVWDáD ZF]HĞQLHM RSLVDQD L VFKD- UDNWHU\]RZDQD NOLQLF]QLH RFHQD MHM ZSá\ZX QD FHFK\ IHQRW\SR- ZH SáRGX MHVW WUXGQD D Z ZLHOX SU]\SDGNDFK QLHPRĪOLZD > @

0LNURPDFLHU]H PRJą E\ü MHGQDN V]F]HJyOQLH SU]\GDWQH Z GLDJQRVW\FH SUHQDWDOQHM Z SU]\SDGNDFK Z\VWĊSRZDQLD QLH- VSHF\¿F]Q\FK ZDG X SáRGyZ X NWyU\FK Z\NOXF]RQR QDMF]ĊVWV]H DQHXSORLGLH F]\ ]QDQH ]PLDQ\ VWUXNWXUDOQH &]ĊVWRĞü Z\NU\- ZDQLD SU]\ SRPRF\ &*+ GR PLNURPDFLHU]\ WDNLFK XQLNDOQ\FK ]PLDQ X SáRGyZ ] ZDGDPL VWZLHUG]RQ\PL Z 86* Z\QRVL RNRáR

>@

$QDOL]D JHQRPX SU]\ SRPRF\ PLNURPDFLHU]\ ]DMPXMH NLOND GQL D NRV]W MHGQHJR R]QDF]HQLD Z\QRVL RNRáR - ]á

NGS

1*6 Next-generation DNA Sequencing – sekwencjonowa- nLe nowej JeneUacjL jesW WecKnLką kWyUa XPoĪOLwLa anaOL]Ċ Go- woOneJo IUaJPenWX JenoPX na So]LoPLe '1$ -ak wLĊks]oĞü WecKnLk OaEoUaWoU\jn\cK XĪ\wan\cK w GLaJnosW\ce SUenaWaOnej jesW OXE Uac]ej ]ac]\na E\ü w\koU]\sW\wana JáywnLe Go GeWekcjL aneXSOoLGLL aOe WeoUeW\c]nLe PoĪna jej XĪ\ü Go GLaJnosW\kL wLĊk- s]oĞcL ]nan\cK ]PLan JeneW\c]n\cK 0oĪOLwoĞcL jakLe nLesLe ]e soEą 1*6 są EaUG]o GXĪe G]LĊkL nLePX PoĪna SU]eanaOL]owaü naweW caá\ JenoP L ]GLaJno]owaü ]PLan\ GoW\c]ące SojeG\n-

c]\cK nXkOeoW\Gyw jeGnakĪe kos]W o]nac]enLa GOa SojeG\nc]ej SUyE\ jesW EaUG]o w\sokL jeGna anaOL]a ] XĪ\cLeP sekwenaWoUa 1*6 kos]WXje okoáo ]á a So]waOa na ]sekwencjonowanLe okoáo aPSOLkonyw o GáXJoĞcL S] ] najw\Īs]ą c]XáoĞcLą

$naOL]a w\nLkyw X]\skan\cK ] 1*6 jesW EaUG]o WUXGna L w\- PaJa GXĪ\cK XPLejĊWnoĞcL oUa] sSecjaOLsW\c]nej wLeG]\ ELoLn- IoUPaW\c]nej >@ 2EnLĪenLe kos]Wyw 1*6 jesW PoĪOLwe G]LĊkL EaGanLX w\EUan\cK UeJLonyw JenoPX SojeG\nc]\cK aPSOLko- nyw w wLeOX SUyEkacK na Ua] SU]\ jeGn\P XUXcKoPLenLX se- kwenaWoUa a WakĪe w jeGnej SUoEywce jako - - c]\ -SOeks\

LsWnLeje PoĪOLwoĞü o]nakowanLa L Uo]UyĪnLenLa Sos]c]eJyOn\cK SacjenWyw w jeGnej SUoEywce > @

7ecKnLka 1*6 ]ac]Ċáa E\ü oEecnLe sWosowana ]a JUanLcą Go GLaJnosW\kL ]esSoáX 'owna X SáoGX ] kUwL PaWkL >@ 2SLeUa sLĊ ona na anaOL]Le PaWeULaáX JeneW\c]neJo SáoGX ] koPyUek SáoGX oEecn\cK w kUwL oEwoGowej PaWkL 6Sec\¿c]noĞü o]nac]enLa SU]\ ]asWosowanLX GXSOe[X GLaJnosW\ka GwycK SUyEek w jeGnej UeakcjL So]waOa na osLąJnLĊcLe c]XáoĞcL L sSec\-

¿c]noĞcL =asWosowanLe w W\P SU]\SaGkX 1*6 jako eOePenWX GLaJnosW\kL SU]esLewowej So]waOa oJUanLc]\ü GLaJnosW\kĊ Ln- wa]\jną o >@ &aákowLW\ kos]W o]nac]enLa jesW WUXGn\ Go os]acowanLa ]aOeĪ\ oG OLc]E\ aPSOLkonyw L OLc]E\ SacjenWyw GLaJno]owan\cK SU]\ jeGn\P XUXcKoPLenLX sekwenaWoUa

Podsumowanie

2EecnLe LsWnLeje wLeOe PeWoG ]aUywno c\WoJeneW\c]n\cK

jak L PoOekXOaUn\cK XPoĪOLwLając\cK GLaJnosW\kĊ UyĪn\cK ]e- sSoáyw JeneW\c]n\cK a WakĪe cKoUyE JeneW\c]n\cK XwaUXnko- wan\cK PonoJenowo L wLeOoc]\nnLkowo : SU]\SaGkX GLaJno- sW\kL SUenaWaOnej najwLĊks]\ oGseWek ]PLan X SáoGyw sWanowLą aEeUUacje OLc]Eowe L Wo one najc]ĊĞcLej są ocenLane w Lnwa]\jnej GLaJnosW\ce SUenaWaOnej

=aSoWU]eEowanLe na w\kon\wanLe EaGaĔ SUenaWaOn\cK w\PXs]a sWosowanLe PeWoG XPoĪOLwLając\cK skUycenLe c]asX GLaJnosW\kL oUa] X]\skanLe jak najwLĊcej LnIoUPacjL SoGc]as jeGneJo o]nac]enLa na co So]waOają PeWoG\ c\WoJeneW\kL PoOe- kXOaUnej 5aSLG-),6+ a&*+ %o%s oUa] PeWoG\ PoOekXOaUne 4)-3&5 0/3$ 1*6 1aOeĪ\ jeGnak ]a]nac]\ü Īe c\WoJe- neW\ka kOas\c]na PLPo Īe jesW PeWoGą o sWosXnkowo Paáej Uo]- G]LeOc]oĞcL L GáXJLP c]asLe SoWU]eEn\P Go X]\skanLa w\nLkX

jesW PeWoGą XPoĪOLwLającą GLaJnosW\kĊ ]UywnowaĪon\cK aEeU- UacjL nS WUansOokacjL c]\ LnweUsjL co c]\nL ją w W\P ]akUesLe nLe]asWąSLoną

0eWoG\ WakLe jak a&*+ L 1*6 XPoĪOLwLają EaUG]o Go- káaGne ]EaGanLe caáeJo JenoPX co nLesLe ]e soEą SUakW\c]nLe nLeoJUanLc]one PoĪOLwoĞcL GLaJnosW\c]ne ]aOeĪne W\Oko oG sWanX wLeG]\ L PoĪOLwoĞcL LnWeUSUeWacjL oWU]\Pan\cK w\nLkyw

2JUanLc]enLeP jeĞOL cKoG]L o Sows]ecKne sWosowanLe W\cK Pe- WoG są jeGnak nLew\soka c]ĊsWoĞü w\kU\wanLa ]PLan w\sokLe kos]W\ anaOL]\ oUa] nLeGosWaWec]na wLeG]a na WePaW nLekWyU\cK w\kU\wan\cK ]PLan 7ecKnLką 1*6 PoĪna ]GLaJno]owaü kaĪ- Gą ]naną ]PLanĊ na So]LoPLe '1$ ac]koOwLek kos]W\ WakLeJo o]nac]enLa GOa SojeG\nc]eJo SU]\SaGkX są EaUG]o GXĪe

1LewąWSOLwą ]aOeWą WecKnLk PoOekXOaUn\cK sWosowan\cK w anaOL]Le ]PLan JenoPX w SU]ecLwLeĔsWwLe oG anaOL]\ ]esWawX cKUoPosoPyw w kOas\c]nej c\WoJeneW\ce jesW PoĪOLwoĞü Ea- GanLa wLeOX GowoOn\cK UeJLonyw JenoPX PoG\¿kowanLe LsW- nLejąc\cK OXE WwoU]enLe now\cK ]esWawyw ]aOeĪnLe oG SoWU]eE GLaJnosW\c]n\cK

(6)

Oświadczenie autorów:

1. Dr n. med. Izabela Łaczmańska – 50% – równy udział autorów w przygotowaniu publikacji – autor zgłaszający – odpowiedzialny za manuskrypt.

2. Dr n.med. Agnieszka Stembalska – 50% – równy udział autorów w przygotowaniu publikacji.

P i ś m i e n n i c t w o

1. Rekomendacje Polskiego Towarzystwa Ginekologicznego dotyczące postępowania w zakresie diagnostyki prenatalnej. Ginekol Pol. 2009, 80, 390-393.

2. http://www.nfz-warszawa.pl/index/programy5

3. Sparkes R, Johnson J, Langlois S, [et al.]. New molecular techniques for the prenatal detection of chromosomal aneuploidy. J Obstet Gynaecol Can. 2008, 30, 617-621.

4. Raymond F, Whittaker J, Jenkins L, [et al.]. Molecular prenatal diagnosis: the impact of modern technologies. Prenat Diagn. 2010, 30, 674-681.

5. Ustawa o planowaniu rodziny, ochronie płodu ludzkiego i warunkach dopuszczalności przery- wania ciąży z dnia 7 stycznia 1993 r. (Dz.U. Nr 17, poz. 78).

6. Polski Rejestr Wrodzonych Wad Rozwojowych - http://www.rejestrwad.pl/

7. Bocian E. Prenatalna diagnostyka cytogenetyczna chorób genetycznych. Klasyczne metody i zasady oceny kariotypu. Med Sci Rev Genet. 2004, 27-33.

8. Langlois S, Duncan A. Use of a DNA method, QF-PCR, in the prenatal diagnosis of fetal ane- uploidies. J Obstet Gynaecol Can. 2011, 33, 955-960.

9. Scott F, Murphy K, Carey L, [et al.]. Prenatal diagnosis using combined qf-PCR and array CGH analysis as a ﬁrst line test: results from over 1000 consecutive cases. Ultrasound Obstet Gyne- col. 2013, 41, 500-507.

10. Mann K, Hills A, Donaghue C, [et al.]. Quantitative ﬂuorescence PCR analysis of >40,000 prena- tal samples for the rapid diagnosis of trisomies 13, 18 and 21 and monosomy X. Prenat Diagn.

2012, 32 1197-1204.

11. http://www.mrc-holland.com/WebForms/WebFormMain.aspx

12. Łaczmańska I, Łaczmański Ł. Metoda MLPA oraz jej zastosowanie w diagnostyce chorób uwa- runkowanych genetycznie. Postępy Biologii Komórki. 2009, 36, 555-563.

13. Vialard F, Simoni G, Aboura A, [et al.]. Prenatal BACs-on-Beads™ : a new technology for rapid detection of aneuploidies and microdeletions in prenatal diagnosis. Prenat Diagn. 2011, 31, 500-508.

14. Piotrowski K, Henkelman M, Zajaczek S. Will the new molecular karyotyping BACs-on-Beads technique replace the traditional cytogenetic prenatal diagnostics? Preliminary reports. Ginekol Pol. 2012, 83, 284-290.

15. Chan L, Choy K, Leung T, Lau T. Prenatal diagnosis by array-comparative genomic hybridiza- tion. Expert Opin Med Diagn. 2009, 3, 649-657.

16. Hahn S, Lapaire O, Tercanli S, [et al.]. Determination of fetal chromosome aberrations from fetal DNA in maternal blood: has the challenge ﬁnally been met? Expert Rev Mol Med. 2011, 4, 13:e16. doi: 10.1017/S1462399411001852.

17. Bell C, Dinwiddie D, Miller N, [et al.]. Carrier testing for severe childhood recessive diseases by next-generation sequencing. Sci Transl Med. 2011, 3(65), 65ra4. doi: 10.1126/scitransl- med.3001756.

New molecular methods in prenatal invasive diagnostics

4 6 % ' ) 4 3 + 0 Á ( 3 ; )

położnictwo

Nowoczesne metody molekularne

w prenatalnej diagnostyce inwazyjnej

New molecular methods in prenatal invasive diagnostics

,]DEHODàDF]PDĔVND $JQLHV]ND6WHPEDOVND

,]DEHODàDF]PDĔVND $JQLHV]ND6WHPEDOVND