Tranquility
®
Test non invasivo del DNA fetale
per trisomie e aneuploidie sessuali
Medical Information
www.genoma.com
Tranquility Medical Information
Copyright © 2015 Genoma SA
Tutti i diritti riservati
Supervisione medica:
Dr. Frederic Amar
Supporto medico e scientifico:
Thomas Rio Frio, Ph.D.
Vuk Dervnja, MD, MSc.
Redazione e grafica:
Aurelia Gremaud
Aurelie Martin
Elena Dalle Carbonare
Ignacio Sainz Terrones
Joao Mourao
Jerome Pouzet
Grazie per inviare
eventuali commenti a
[email protected]
Tranquility
Medical Information
Indice
Tranquility è l’unico test non invasivo
del DNA fetale con marchio CE
(CE-IVD) per le trisomie 21, 18 e 13
che sia anche in grado di rilevare le
aneuploidie e le microdelezioni dei
cromosomi sessuali, ed il sesso del
nascituro.
Screening prenatale
ll DNA fetale libero circolante
nel sangue materno viene isolato
dal campione di sangue materno
e sottoposto a sequenziamento
massivo in parallelo per la
ricostruzione dell’intero genoma,
utilizzando un processo di Next
Generation Sequencing (NGS).
Successivamente, un sofisticato
sistema bioinformatico analizza i dati
sequenziati. I valori della frazione
di DNA fetale sono calcolati e
incorporati nel test di validità finale
per garantire l’affidabilità dei risultati.
L’elevata precisione di questa analisi
produce risultati accurati, disponibili
in 5 giorni lavorativi a partire
dal ricevimento del campione in
laboratorio.
Patologie indagate
Tranquility viene eseguito nel
laboratorio ad alta tecnologia di
Genoma a Ginevra, il maggiore
centro di genetica clinica in Europa,
in linea con i più alti standard
qualitativi della Svizzera e dell’Unione
Europea.
1
Evoluzione dell’analisi prenatale ................ p.06
Screening sul DNA fetale libero circolante .... p.08
Screening che non analizzano il DNA ......... p.12
Diagnostica invasiva ................................... p.14
2
Trisomie fetali comuni ................................ p.18
Aneuploidie sessuali .................................. p.22
Sindromi da microdelezione ...................... p.26
Tranquility
3
Specificazioni e performance .................. p.32
Processi ad alta tecnologia ..................... p.36
Pubblicazioni scientifiche 4
YM Dennis Lo et al., 1997 ......................... p.47
Rossa WK Chiu et al., 2011 ....................... p.48
Glenn E Palomaki et al., 2012 ................... p.50
Mary E Norton et al., 2012 ........................ p.51
Naama Srebnik et al., 2013 ....................... p.52
Jacob A Canick et al., 2013 ....................... p.54
Wybo Dondorp et al., 2015 ....................... p.55
RCOG Scientific Impact Paper, 2014 ......... p.56
Screening prenatale
Evoluzione dell’analisi prenatale
Dai test di screening biochimico all’analisi del DNA fetale circolante
Test Prenatali
I test prenatali, indirizzati
prevalentemente alla diagnosi della
trisomia 21 (sindrome di Down), sono
iniziati intorno al 1970. In principio,
venivano utilizzati esclusivamente
metodi non invasivi, con bassi livelli
di affidabilità; la massima precisione
diagnostica è stata raggiunta quando
l’analisi delle cellule fetali è divenuta
possibile grazie alla villocentesi
e all’amniocentesi. Queste due
procedure sono altamente invasive e
comportano alcuni rischi per il feto.
Inoltre sono fonte di notevole stress
per la madre e per la famiglia intera.
Dal 2014 è possibile analizzare il
DNA fetale libero circolante nel
sangue materno grazie a nuovi
metodi di sequenziamento genetico
pienamente validati, che richiedono
soltanto un semplice prelievo di
sangue.
Cronologia dei metodi diagnostici non invasivi
Dal 1970 ai primi anni 80
Percentuale di trisomie 21 rilevate: inferiore al 35%
Dai tardi anni 80 ai primi anni 90
Introduzione dello screening sul siero materno durante il secondo trimestre
Percentuale di trisomie 21 rilevate: circa 60%
Dai tardi anni 90 ai primi anni successivi al 2000
Introduzione di test combinati durante il primo trimestre
Percentuale di trisomie 21 rilevate: circa 90%
Dal 2014
Introduzione del test sul DNA fetale circolante
Percentuale di trisomie 21 rilevate: circa 99%
6 / GENOMA Tranquility Medical Information
Un’analisi altamente
accurata del DNA
fetale circolante è
possibile a partire dalla
decima settimana di
gestazione
Prevalenza di anomalie
cromosomiche
La pagina a destra rappresenta un
campione di popolazione pari ad 1
milione di neonati. I punti colorati
indicano la prevalenza di aneuploidie.
La sindrome di Down ha la più alta
prevalenza (1/700).
L’obiettivo dei test prenatali è quello
di fornire alle famiglie ed al personale
medico informazioni il più possibile
complete e precoci sulle eventuali
anomalie cromosomiche del feto.
Prevalenza delle anomalie cromosomiche
In una popolazione di 1 000 000 di individui
Sindrome di Down
1428/1 milione
Sindrome di Jacobs
1000/1 milione
Sindrome di Klinefelter
1000/1 milione
Sindrome di Turner
400/1 milione
Sindrome di Edwards
200/1 milione
Trisomia X
100/1 milione
Sindrome di Patau
62.5/1 milione
Screening sul DNA fetale libero circolante
L’unico metodo non invasivo basato sull’analisi del DNA
DNA fetale circolante
Nel flusso sanguigno di ogni individuo
sono presenti piccoli frammenti di
materiale genetico, denominati DNA
libero circolante. A partire dalla quinta
settimana di gestazione, in una donna
in stato di gravidanza è presente, oltre
al DNA libero circolante di origine
materna, anche DNA fetale, in una
percentuale compresa tra il 2 ed il
40% (mediamente attorno al 10%).
Il DNA fetale libero ha origine
dalle cellule placentari, e viene
continuamente rilasciato nel
flusso sanguigno della madre. La
percentuale di DNA fetale (frazione
fetale) nel sangue materno aumenta
durante il secondo ed il terzo
trimestre e scompare poche ore dopo
il parto.
Attualmente è possibile identificare
ed isolare con grande precisione
Massima affidabilità
I frammenti di DNA fetale libero
vengono sequenziati e confrontati
con il genoma umano di riferimento.
Quando il numero di un determinato
cromosoma non corrisponde
all’atteso, si è in presenza di una
aneuploidia.
Gli studi sulle gravidanze ad alto
rischio di trisomie hanno dimostrato
che mediante un’analisi del DNA
fetale libero circolante nel sangue
materno è possibile identificare il
98,9% dei casi, con una percentuale
di falsi positivi pari a 0,1%.
8 / GENOMA Tranquility Medical Information
La presenza di falsi positivi può
comportare l’applicazione di una
procedura invasiva nel caso di una
gravidanza non trisomica.
I test basati sul sequenziamento
del DNA fetale libero circolante
nel sangue materno possono
potenzialmente ridurre del 95%
l’applicazione di procedure invasive e
gli aborti ad esse correlati.
il DNA fetale libero circolante
nel sangue materno quando è
presente in una percentuale pari
almeno al 4%.
Questo avviene generalmente
dopo la decima settimana di
gestazione, e rende possibile
l’analisi del DNA fetale mediante
un semplice prelievo di sangue
materno.
L’analisi del DNA fetale
circolante combina
bassissime percentuali
di falsi positivi e
falsi negativi con il
vantaggio di essere
un’analisi non invasiva
Sangue
Materno
Placenta
DNA Fetale
DNA Materno
Per qualsiasi gravidanza
L’analisi del DNA fetale circolante è
indicata per ogni donna incinta, e
può essere eseguita a partire dalla
decima settimana di gestazione (per
garantire una sufficiente quantità di
frazione fetale).
I fattori che possono influenzare
l’affidabilità del test sono mosaicismi
confinati alla placenta, la sindrome
del gemello evanescente, il peso
della madre, come evidenziato
dal grafico 1, e qualsiasi infezione,
neoplasia o altra condizione che
richieda trasfusioni di sangue
(trattamento con cellule staminali,
immunoterapia o trapianto).
Frazione fetale (%)
1
30.3
25.0
20.3
16.0
12.3
9.0
6.3
4.0
2.3
40
60
80
100
120
140
Peso della madre (Kg)
A tutte le età
Un caso di trisomia può verificarsi
in qualsiasi gravidanza. Il rischio di
un feto affetto da trisomia aumenta
considerevolmente con l’età della
madre, come evidenziato dal grafico
2. Proprio per questo elevato fattore
di rischio, alle future madri che hanno
oltrepassato una certa soglia di età
viene generalmente prescritta un’analisi
invasiva. L’analisi del DNA fetale riduce
notevolmente i rischi legati alle analisi
invasive prescritte di routine. I test sul
DNA fetale forniscono risultati accurati
e necessitano semplicemente di un
prelievo di sangue materno. Inoltre
possono essere prescritti senza timore
di complicazioni a qualsiasi donna in
stato di gravidanza.
10 / GENOMA Tranquility Medical Information
2
Rischio di Trisomia
3.0%
Risk of
100%
Trisomia 21
Sindrome di Down
2.5%
2.0%
10%
1.5%
Trisomia 18
1.0%
1%
0.5%
0.0%
Trisomia 13
20 25 30 31 32 34 36 38 40 41 42
Età della madre a 12 settimane (anni)
0%
L’American College
of Obstetricians
and Gynecologists
raccomanda che lo
screening prenatale
delle aneuploidie sia
proposto ad ogni donna
in stato di gravidanza,
indipendentemente
dall’età
Screening che non analizzano il DNA
Test standard non invasivi
Analisi biochimica
Le procedure standard per i test
prenatali sono basate sull’analisi
biochimica: tri-test durante il primo
trimestre, e lo screening sul siero
materno durante il secondo trimestre
(bi-test). Nel caso di esito positivo in
uno di questi due test, si raccomanda
alla paziente di sottoporsi ad una
procedura invasiva per la diagnosi
definitiva. A causa delle alte
percentuali di risultati falsi negativi,
vengono individuati solo il 90%
dei casi di trisomia 21. Sono inoltre
numerosi i casi in cui, a causa
dei numerosi falsi positivi, il test
invasivo che ne segue riveli un feto
non affetto da anomalie.
Test combinato del
primo trimestre (tri-test)
Il tri-test combina l’età della madre
con gli esiti di un’analisi del sangue
effettuata tra la nona e la tredicesima
settimana di gestazione, e con i
dati di un’ecografia effettuata tra
l’undicesima e la tredicesima
settimana di gestazione. L’analisi del
sangue misura i livelli di due diverse
proteine presenti nel sangue materno,
mentre l’ecografia valuta la quantità
di linfa presente nell’epidermide
sulla parte posteriore del collo del
bambino (translucenza nucale). I test
del primo trimestre dipendono da una
serie di fattori che possono rendere
inaffidabile il risultato finale.
12 / GENOMA Tranquility Medical Information
I test non invasivi
standard, non
individuano più del 10%
dei casi di trisomia
Tranquility ha una
percentuale di falsi
negativi inferiore allo 0,1%
Marcatori del Tri-test
• Periodo gestazionale: PAPP-A , free
β-hCG dopo 9 settimane
• Peso elevato: PAPP-A , free β-hCG
• Gravidanza gemellare: due volte
maggiore nel caso di due gemelli, tre
volte maggiore nel caso di tre gemelli
• Diabete Mellito Insulino-Dipendente
(IDDM): PAPP-A e free β-hCG in
diminuzione
• Alto numero di gravidanze portate a
termine (gravidity/parity): PAPP-A ,
free β-hCG
• Gravidanze precedenti: fattore di
rischio due o tre volte maggiore, se
durante le precedenti gravidanze era
stato rilevato un rischio elevato.
β-hCG (prelievo sanguigno)
Nome completo: Beta-gonadotropina
corionica umana
Origine: Trofoblasto
T21: ( MoM: 1,8)
PAPP-A (prelievo sanguigno)
Nome completo: Proteina plasmatica
A assiciata alla gravidanza
Origine: Trofoblasto e cellule
endometriali decidualizzate
T21: ( MoM: 0,4)
NT (ecografia)
Nome completo: Spessore della
translucenza nucale
T21: ( MoM: 2-2,5)
FALSI POSITIVI DEL TRI-TEST
Screening sul siero
materno del secondo
trimestre (MSS, bi-test)
Il bi-test può identificare una gravidanza
con maggior rischio di trisomia 21 o 18.
Il test prevede un prelievo sanguigno
tra la quattordicesima e la ventesima
settimana + 6 giorni di gestazione (il
periodo ideale è tra la quindicesima e
la diciassettesima settimana).
I risultati positivi del test per la diagnosi della
trisomia 21 sono errati in 19 casi su 20, e portano alla
prescrizione di un’amniocentesi non necessaria (l’esame
del liquido amniotico non riscontra anomalie nel feto)
FALSI NEGATIVI DEL TRI-TEST
Il test verifica i livelli ematici di tre
proteine (AFP, hCG, estriolo non
coniugato ed a volte anche inibina
A); i risultati vengono poi incrociati
con l’età della madre. L’esito viene
espresso in termini di maggior rischio
o basso rischio.
Marcatori del MSS
AFP (prelievo sanguigno)
Nome completo: Alfa-fetoproteina
Origine: Sacco vitellino/fegato fetale
T21: ( MoM: 0,73)
HCG (prelievo sanguigno)
Nome completo: Beta-gonadotropina
corionica umana
Origine: Trofoblasto
T21: ( MoM: 2)
3-4 casi di trisomia 21 (sindrome di Down) su 20 non
vengono rilevati dal tri-test
UE3 (prelievo sanguigno)
Nome completo: Estriolo non coniugato
Origine: Unità fetoplacentare
T21: ( MoM: 0,73)
Screening prenatale / 13
Diagnostica invasiva
Villocentesi ed amniocentesi
Procedura diagnostica
L’età avanzata della madre o un tri-test
con diagnosi di alto rischio possono
rendere necessaria l’applicazione di
procedimenti invasivi, quali la villocentesi
(CVS) o l’amniocentesi, in diversi
momenti della gestazione. Entrambe
le metodiche garantiscono risultati
affidabili, dal momento che i campioni
vengono prelevati rispettivamente dalla
placenta o dal liquido amniotico, che
contengono cellule fetali. I campioni
sono analizzati con test citogenetici o
molecolari. La CVS e l’amniocentesi
comportano un fattore di rischio di
Villocentesi
Amniocentesi
Settimane 10-13
Settimane 14-16
La CVS è un prelievo transaddominale
o transcervicale di un campione dei villi
coriali della placenta. Grazie all’analisi
citogenetica FISH, entro poche ore dal
prelievo sono già disponibili dei risultati
preliminari sui cromosomi 21, 18, 13, X
ed Y. Parallelamente, viene determinato
il cariotipo fetale, mentre l’eventuale
presenza di anomalie cromosomiche
viene confermata entro due settimane.
L’amniocentesi è il prelievo
transabdominale di un campione
di liquido del sacco amniotico che
contiene il feto. Le cellule fetali
ottenute sono analizzate secondo le
stesse metodiche della villocentesi.
Rischi
• Emorragie/perdite vaginali
• Perdite di liquido amniotico
•Infezioni
•Corioamnionite
• Aborto: 0,5%
14 / GENOMA Tranquility Medical Information
Rischi
• Perdite vaginali transitorie: 1-2%
• Perdite di liquido amniotico: 1-2%
• Corioamnionite: < 0.1%
• Perforazione del feto (raro, se
viene utilizzato il sistema di guida
ecografica)
• Aborto: 0,5-1%
aborto spontaneo, e sono pertanto
fonte di ansia e disagio per la madre
ed il resto della famiglia. Inoltre,
le metodiche invasive non sono
raccomandate nel caso di “gravidanze
preziose”, né in molti casi di
fecondazione in vitro e ovodonazione.
Un’analisi invasiva
provoca ansia, e non è
consigliabile nel casi di
“gravidanze preziose”
Tranquility è un
test sicuro e non
genera ansia. Grazie
alla percentuale
di falsi positivi
inferiore allo 0,1%,
permette di evitare
un’amniocentesi non
necessaria
Metodi di analisi
L’amniocentesi e la villocentesi sono
interamente basate su metodologie
citogenetiche. Sono metodiche
affidabili e praticate da moltissimi
anni, tuttavia nessuna delle due
può rendere superflui gli altri test o
garantire un’affidabilità assoluta.
Cariotipo
Le cellule fetali contenute nel liquido
amniotico vengono coltivate in
incubatrice per un periodo tra i 7 ed i
10 giorni. Questo test viene effettuato
su 16-20 cellule ottenute dalle coltures
derivate dal campione.
Ibridazione Fluorescente In Situ (FISH)
Le regioni cromosomiche di interesse
vengono marcate con tracciatori
fluorescenti. Il microscopio fluorescente
permette di visualizzare i cromosomi 21,
18, 13 ed X,Y come punti colorati. Un
conteggio dei punti colorati permette
di valutare la presenza di aneuploidie
cromosomiche.
Patologie indagate
Trisomie fetali comuni
Cause, sintomi e diagnosi
Fondamenti genetici
I geni, che forniscono istruzioni
sul funzionamento delle cellule,
sono la “mappa” su cui si sviluppa
l’essere umano e sono ereditati dai
genitori. Le trisomie sono il risultato
di un numero eccessivo di copie dei
geni che influenzano lo sviluppo e
Sindrome di Down
La sindrome di Down deve il suo
nome al primo medico che la ha
descritta sistematicamente, John
Langdon Down.
La sindrome di Down descrive una
serie di sintomi fisici e cognitivi
provocati da una copia in eccesso,
intera o parziale, del cromosoma 21.
Trisomia 21 infatti significa che ogni
cellula del corpo presenta tre copie
del cromosoma 21 invece delle solite
due.
I cromosomi portano l’informazione
genetica che istruisce il corpo sul
proprio sviluppo e sullo svolgimento
di determinate funzioni. I soggetti
affetti da sindrome di Down
18 / GENOMA Tranquility Medical Information
la salute del bambino colpito.
Le trisomie più comuni sono
la trisomia 21, che genera la
sindrome di Down e le trisomie
13 (sindrome di Patau) e 18
(sindrome di Edwards).
Tranquility rileva la
presenza della trisomia
21 (sindrome di Down)
con un livello di
sensibilità e specificità
pari al 99,9%
presentano una copia in eccesso,
intera o parziale, del cromosoma
21 per un totale di 47 cromosomi.
Il cromosoma 21 è il più piccolo
cromosoma umano, con circa
48 milioni di coppie di basi, e
rappresenta dall’1,5 al 2% del DNA
delle cellule.
e il 75%);
• Infezioni dell’orecchio (tra il 50 e il
70%);
• Patologie oculari (fino al 60%);
• Malformazioni cardiache fin dalla
nascita (50%);
• Anomalie dell’apparato digerente,
come blocco intestinale.
Si tratta di una condizione
cromosomica che comporta un
ritardo nella capacità cognitiva,
particolari caratteristiche del viso e
scarsa tonicità muscolare (ipotonia)
nell’infanzia. Questa condizione è
prevalentemente provocata dalla
trisomia 21.
II soggetti colpiti da sindrome di
Down sono più esposti al rischio
di sviluppare gravi condizioni
patologiche. Tra queste, il reflusso
gastroesofageo e la celiachia. Circa
il 15% ha una ridotta funzione della
ghiandola tiroidea (ipotiroidismo).
Il rischio di patologie oculari e
problemi dell’udito aumenta. Inoltre,
una piccola percentuale di bambini
affetti dalla sindrome di Down
In casi più rari, la sindrome di Down
si manifesta quando una parte
del cromosoma 21 resta attaccata
(traslocata) a un altro cromosoma
durante la formazione delle cellule
riproduttive (ovuli e spermatozoi)
o nelle prime fasi dello sviluppo
fetale. Le persone che ne sono
affette hanno, oltre alle due copie
del cromosoma 21, anche materiale
in eccesso attaccato a un altro
cromosoma, con il risultato che
il soggetto presenta tre copie
di materiale genetico derivante
dal cromosoma 21. Chi presenta
questa anomalia genetica si dice
sia affetto da sindrome di Down da
traslocazione.
sviluppa una forma tumorale delle
cellule del sangue (leucemia).
Tutti questi fattori influiscono sulla
vita del bambino e della sua famiglia.
La sindrome di Down ha un’incidenza
di 1 caso su 830 neonati. Sebbene
possa capitare a donne di qualsiasi
età di avere un figlio colpito da
questa condizione patologica, le
possibilità aumentano con gli anni.
I metodi tradizionali per diagnosticare
la sindrome di Down in utero sono un
esame ultrasonografico (misurazione
della translucenza nucale e
dell’osso nasale) e il tri-test, nonché
l’amniocentesi e la villocentesi.
La sindrome di Down non si limita a
disturbi dello sviluppo cognitivo, ma
può intaccare anche altri organi del
corpo:
• Perdita dell’udito (fino al 75% di chi
è affetto dalla sindrome ne soffre);
• Apnea ostruttiva del sonno (tra il 50
Normale
Anormale
Patologie indagate / 19
Sindrome di Edwards
La trisomia 18, nota anche come
Sindrome di Edwards, è una
condizione cromosomica che
comporta anomalie in diverse parti
del corpo.
La maggior parte dei casi di trisomia
18 sono imputabili alla presenza di tre
copie del cromosoma 18 nelle cellule
del corpo invece delle solite due. Il
materiale genetico in eccesso ostacola
il corso normale dello sviluppo
provocando le caratteristiche tipiche di
questa condizione.
Circa il 5 percento di chi è affetto da
trisomia 18 ha una copia in eccesso del
cromosoma 18 solo in alcune cellule
del corpo. In questo caso, si parla di
trisomia 18 a mosaico. La gravità di
questa condizione dipende dal tipo e
dal numero di cellule che presentano
un cromosoma in eccesso. Lo sviluppo
dei soggetti affetti da questa forma
di trisomia 18 va quindi da normale a
gravemente colpito.
In rarissimi casi, una parte del braccio
lungo (q) del cromosoma 18 resta
attaccato (traslocato) a un altro
cromosoma durante la formazione
delle cellule riproduttive (ovuli e
spermatozoi) o nelle prime fasi dello
sviluppo dell’embrione. I soggetti
colpiti hanno, oltre alle due copie
del cromosoma 18, anche materiale
in eccesso attaccato a un altro
cromosoma. Chi presenta questa
anomalia genetica si dice affetto da
trisomia 18 parziale. Se solo una parte
del braccio q è in tre copie, i segni fisici
20 / GENOMA Tranquility Medical Information
possono essere meno gravi di quelli
che si riscontrano generalmente nella
trisomia 18. Se invece tutto il braccio
q è in tre copie, i soggetti potrebbero
essere altrettanto gravemente colpiti di
chi ha tre copie dell’intero cromosoma
18.
La trisomia 18 spesso comporta una
crescita rallentata prima della nascita
(ritardo della crescita intrauterina) e
peso ridotto al parto. I soggetti colpiti
possono soffrire di difetti cardiaci e
anomalie di altri organi prima della
nascita.
Tra le altre caratteristiche della trisomia
18, ricordiamo: testa piccola e di
forma anomala, mascella e bocca
piccole, pugno chiuso con indice
sovrapposto al medio. A causa della
presenza di diversi problemi medici
potenzialmente letali, molti dei
soggetti colpiti muoiono prima della
nascita o entro il primo mese di vita.
Dal 5 al 10% dei bambini colpiti
sopravvivono al primo anno, ma spesso
presentano gravi ritardi cognitivi.
Nella maggior parte dei casi la trisomia
18 non è ereditaria, ma si manifesta
come evento casuale durante la
formazione di ovuli e spermatozoi. Un
errore che si verifica nella divisione
cellulare, noto come non-disgiunzione,
comporta lo sviluppo di cellule
riproduttive con un numero anomalo di
cromosomi.
La trisomia 18 ha un’incidenza di circa
1 neonato su 5000; è più frequente
durante la gravidanza, ma molti feti
non sopravvivono al parto. Sebbene
possa capitare a donne di qualsiasi
età di avere un figlio colpito da questa
condizione patologica, le possibilità
aumentano con gli anni.
I metodi tradizionali per diagnosticare
la sindrome di Patau sono esami
ultrasonografici, l’amniocentesi e la
villocentesi.
Sindrome di Patau
La trisomia 13, nota anche come
sindrome di Patau, è una condizione
cromosomica che comporta grave
ritardo cognitivo e anomalie fisiche in
molte parti del corpo.
La maggior parte dei casi di trisomia
13 sono imputabili alla presenza di tre
copie del cromosoma 13 nelle cellule
invece delle solite due. Il materiale
genetico in eccesso ostacola il corso
normale dello sviluppo provocando
le caratteristiche tipiche di questa
condizione.
La trisomia 13 si può manifestare anche
quando una parte del cromosoma 13
resta attaccato (traslocato) a un altro
cromosoma durante la formazione
delle cellule riproduttive (ovuli e
spermatozoi) o nelle prime fasi dello
sviluppo dell’embrione. I soggetti
colpiti hanno, oltre alle due copie
normali del cromosoma 13, anche
una copia in eccesso attaccata a un
altro cromosoma. Capita raramente
che solo una parte del cromosoma 13
sia presente in triplice copia. In questi
casi, i segni fisici e i sintomi sono molto
diversi da quelli che si riscontrano nei
soggetti pienamente colpiti.
Solo una piccola percentuale di
persone affette da trisomia 13 ha una
copia del cromosoma 13 in eccesso
soltanto in alcune cellule. In questo
caso, si parla di trisomia 13 a mosaico.
La gravità di questa condizione
dipende dal tipo e dal numero di
cellule che presentano un cromosoma
in eccesso. Le caratteriste fisiche di
questi soggetti spesso sono meno
accentuate di quelle di chi presenta una
trisomia piena.
Nella maggior parte dei casi la trisomia
13 non è ereditaria, ma si manifesta
come evento casuale durante la
formazione di ovuli e spermatozoi in
genitori sani. Un errore che si verifica
nella divisione cellulare, noto come
non-disgiunzione, comporta lo sviluppo
di cellule riproduttive con un numero
anomalo di cromosomi.
La maggior parte dei feti colpiti
da sindrome di Patau (il 64% dal
secondo trimestre in poi) vengono
abortiti spontaneamente. I bambini
tendono a essere piccoli per l’età
gestazionale. Le anomalie della
linea mediana (per es. difetti del
cuoio capelluto, seno dermico) sono
tipiche. L’oloprosencefalia (dovuta
alla separazione incompleta del
prosencefalo) è piuttosto comune. Tra
le anomalie facciali vi sono il labbro
leporino e il palato leporino. Comuni
sono anche la microftalmia, il coloboma
(fessure) dell’iride e la displasia
retinica. Le arcate sopraccigliari sono
poco profonde e le fessure palpebrali
risultano oblique. Le orecchie hanno
una forma anomala e abbassata, la
sordità è piuttosto diffusa. Sul retro del
collo sono spesso presenti pieghe di
pelle flaccida. Altrettanto diffusi sono
i casi di piega palmare trasversale
unica (o piega scimmiesca nella mano),
polidattilia e unghie iperconvesse. Circa
l’80% dei soggetti sono affetti da gravi
anomalie congenite cardiovascolari; la
destrocardia è molto frequente. Anche
i genitali risultano spesso anomali
in entrambi i sessi; per i maschi si
registrano criptorchidismo e anomalie
dello scroto mentre per le femmine,
casi di utero bicorne. Nella prima
infanzia sono frequenti gli episodi di
apnea. Il deficit intellettivo è grave.
Proprio per la presenza di diverse
patologie letali, molti nascituri affetti
da trisomia 13 muoiono dopo i
primi giorni o settimane di vita. Solo
l’8-10% dei pazienti sopravvive oltre
l’anno, ma in genere con gravi ritardi
dell’apprendimento. La sopravvivenza
a lungo termine interessa soprattutto i
casi di mosaicismo.
La trisomia 13 ha un’incidenza di
circa 1 neonato su 16.000. Sebbene
possa capitare a donne di qualsiasi
età di avere un figlio colpito da questa
condizione patologica, le possibilità
aumentano con gli anni.
I metodi tradizionali per diagnosticare
la sindrome di Patau sono esami
ultrasonografici, l’amniocentesi e la
villocentesi.
Patologie indagate / 21
Aneuploidie sessuali
Cause, sintomi e diagnosi
Fondamenti genetici
Per aneuploidia dei cromosomi sessuali
si intende un’anomalia numerica
relativa al cromosoma X o Y, che
comporta l’aggiunta o la perdita
di un intero cromosoma X o Y. Tra
i cariotipi a mosaico più frequenti
ricordiamo: 45,X/46XX; 46XX/47,XXX; e
46,XY/47,XXY. La variazione del numero
Trisomia XXX
La sindrome della tripla X, anche
nota come trisomia X o 47,XXX, è
caratterizzata dalla presenza di un
cromosoma X in eccesso in tutte le
cellule della donna.
La sindrome della tripla X è provocata
dalla presenza di una copia in eccesso
del cromosoma X in tutte le cellule
della donna. Proprio per questo, le
cellule hanno in totale 47 cromosomi
(47,XXX) invece dei soliti 46 (46,XX).
Nella maggior parte dei casi, la
trisomia X è conseguenza della nondisgiunzione in fase di meiosi, anche
se la non-disgiunzione postzigotica
si verifica circa nel 20% dei casi.
Una correlazione con l’età avanzata
22 / GENOMA Tranquility Medical Information
dei cromosomi sessuali è una
condizione genetica relativamente
diffusa che interessa fino a 1
soggetto su 400. Le aneuploidie
sessuali sono associate a fenotipi
cognitivi e comportamentali
caratteristici, anche se il livello di
gravità può coprire un ampio spettro.
della madre (che è notoriamente
associata alla maggiore probabilità
di episodi di non-disgiunzione)
si riscontra in circa il 30% dei
casi di trisomia X. Il mosaicismo
(46,XX/47,XXX,47,XXX/48,XXXX o in
combinazioni che comprendono le
linee cellulari della sindrome di Turner
45,X) si verifica circa nel 10% dei casi.
Si ritiene che il fenotipo della trisomia
X sia associato alla sovraespressione
dei geni presenti nel cromosoma X
che evita la sua disattivazione, ma non
sono ancora state stabilite te specifiche
relazioni genotipo – fenotipo.
Anche se i soggetti femminili affetti da
sindrome della tripla X possono essere
più alti della media, questa anomalia
cromosomica di solito non comporta
caratteristiche fisiche insolite. La
Tranquility è l’unico test
CE-IVD per le trisomie
21, 18 e 13 che rileva
anche le aneuploidie
sessuali
maggior parte delle donne colpite
hanno uno sviluppo sessuale normale e
sono in grado di concepire figli.
La sindrome della tripla X
comporta maggiori rischi di ritardo
dell’apprendimento e dell’acquisizione
delle competenze della parola e del
linguaggio. È possibile riscontrare
anche ritardi dello sviluppo delle
capacità motorie (come stare seduto
e camminare), scarso tono muscolare
(ipotonia) nonché difficoltà emotive
e comportamentali, ma queste
caratteristiche variano molto. Nel 10%
delle donne interessate si rilevano
anche crisi epilettiche e anomalie
renali.
Questa condizione registra
un’incidenza di 1 neonato di sesso
femminile su 1000.
Sindrome di Turner
La sindrome di Turner è una
condizione cromosomica che interessa
lo sviluppo dei soggetti femminili.
Circa la metà dei soggetti affetti
da sindrome di Turner presenta
monosomia del cromosoma X, il
ché significa che tutte le cellule del
corpo hanno una sola copia di questo
cromosoma sessuale invece delle
solite due. La sindrome di Turner si
manifesta non solo in totale assenza
di uno dei cromosomi sessuali, ma
anche se questo è solo parzialmente
mancante o alterato. Alcune donne
affette da sindrome di Turner
presentano un’anomalia cromosomica
solo in alcune cellule (mosaicismo).
La caratteristica più diffusa di questa
condizione è la bassa statura, che
diventa evidente verso l’età di 5
anni. Molto frequente è anche la
perdita precoce della funzione ovarica
(ipofunzione ovarica o insufficienza
ovarica prematura). Inizialmente, le
ovaie si sviluppano normalmente, ma
le cellule ovariche in genere muoiono
prematuramente e la maggior parte
del tessuto ovarico si deteriora prima
della nascita. Molte ragazze affette
dalla sindrome non entrano in pubertà
a meno di essere sottoposte a terapia
ormonale e la maggior parte non è in
grado di procreare.
Circa il 30% presenta pieghe di pelle
sul collo (collo palmato), attaccatura
dei capelli bassa sulla nuca,
rigonfiamento e gonfiore (linfedema)
delle mani e dei piedi, anomalie
Patologie indagate / 23
scheletriche o problemi renali. Da un
terzo alla metà dei soggetti affetti da
sindrome di Turner nasce con difetti
cardiaci, come il restringimento della
grande arteria che esce dal cuore
(coartazione aortica) o anomalie della
valvola che collega l’aorta al cuore
(valvola aortica). Le complicanze
derivanti da queste cardiopatie
possono rivelarsi letali.
La maggior parte dei soggetti
femminili affetti da sindrome di Turner
ha un’intelligenza nella norma. È
possibile rilevare ritardi dello sviluppo
e dell’apprendimento non verbale
nonché problemi comportamentali,
sebbene tali caratteristiche varino a
seconda dei soggetti.
Nella maggior parte dei casi, la
sindrome di Turner non è ereditaria.
Quando è imputabile alla monosomia
del cromosoma X in quanto questa
alterazione cromosomica si manifesta
come evento casuale durante la
formazione delle cellule riproduttive
(ovuli e spermatozoi) nel genitore
della persona colpita. Un errore che si
verifica nella divisione cellulare, noto
come non-disgiunzione, comporta lo
sviluppo di cellule riproduttive con
un numero anomalo di cromosomi.
Di rado la sindrome di Turner
provocata dalla parziale delezione del
cromosoma X può essere trasmessa da
una generazione all’altra.
Questa condizione ha un’incidenza
di 1 neonato di sesso femminile su
2500 in tutto il mondo, ma è molto più
frequente nelle gravidanze che non
giungono a termine (aborti spontanei
e morti endouterine fetali).
24 / GENOMA Tranquility Medical Information
Sindrome di Klinefelter
La sindrome di Klinefelter (47,XXY)
è una condizione cromosomica che
interessa lo sviluppo cognitivo e fisico
dei soggetti maschili.
Nella maggior parte dei casi, la
sindrome di Klinefelter è imputabile
alla presenza di una copia in eccesso
nelle cellule del cromosoma X. Le
copie supplementari di geni del
cromosoma X interferiscono con lo
sviluppo sessuale dell’uomo, spesso
impedendo ai testicoli di funzionare
normalmente e riducendo i livelli di
testosterone. La sindrome di Klinefelter
e le sue varianti non vengono ereditate;
queste alterazioni genetiche in genere
si manifestano come eventi casuali
durante la formazione delle cellule
riproduttive (ovuli e spermatozoi) nel
genitore. La maggior parte dei soggetti
colpiti presenta le caratteristiche di
seguito riportate, anche se alcuni non
hanno o hanno pochi sintomi o tratti
significativi.
In genere, questi soggetti hanno
testicoli piccoli che non producono
valori di testosterone nella norma. La
carenza di testosterone può ritardare
o impedire il completamento della
pubertà e può provocare sviluppo delle
mammelle (ginecomastia), riduzione
dei peli su volto e corpo e incapacità
di avere figli biologici (infertilità). Alcuni
soggetti possono anche avere anomalie
genitali, ivi compresa la mancata
discesa dei testicoli (criptorchidismo),
l’apertura dell’uretra sulla parte inferiore
del pene (ipospadia) o un pene
insolitamente piccolo (micropenia).
Gli uomini affetti da sindrome di
Klinefelter tendono a essere più alti
della media. Rispetto agli altri soggetti,
gli adulti che presentano questa
condizione corrono un maggior rischio
di sviluppare tumori della mammella
e una patologia infiammatoria cronica
nota come lupus erimatoso sistemico.
La probabilità che sviluppino queste
malattie è simile a quella delle donne
nella popolazione generale.
I bambini possono presentare ritardi
dell’apprendimento e dello sviluppo
del linguaggio e della parola. Tendono
a essere tranquilli, sensibili, mansueti,
ma le caratteristiche della personalità
variano molto a seconda dei soggetti.
Alcuni soggetti che presentano
caratteristiche tipiche della sindrome di
Klinefelter hanno più di un cromosoma
sessuale in eccesso nelle cellule (per
esempio 48,XXXY o 49,XXXXY). Tali
condizioni, spesso note come varianti
della sindrome di Klinefelter, tendono
a caratterizzare maggiormente i
soggetti e a provocare sintomi più
gravi della condizione classica. Oltre
a influenzare lo sviluppo sessuale
dell’uomo, le varianti della sindrome
di Klinefelter comportano ritardo
cognitivo, caratteristiche facciali
distintive, anomalie scheletriche, scarsa
coordinazione motoria, gravi disturbi
della parola. Più è alto il numero dei
cromosomi sessuali in eccesso, più
cresce il rischio di problemi di salute.
Questa condizione ha un’incidenza
di 1 neonato di sesso maschile su
500 – 1000. Ma la maggior parte delle
varianti della sindrome di Klinefelter è
molto più rara: 1 neonato su 50.000 o
anche meno.
Sindrome di Jacobs
La sindrome di Jacobs (47,XYY) è
caratterizzata dalla presenza di una
copia in eccesso del cromosoma Y
nelle cellule dell’uomo.
La sindrome di Jacobs (47,XYY) è
caratterizzata dalla presenza di una
copia in eccesso del cromosoma Y
nelle cellule dell’uomo.
Vista la presenza di un cromosoma
Y supplementare, le cellule hanno
in totale 47 cromosomi invece dei
soliti 46. Non è ancora stato chiarito
perché questa copia in eccesso del
cromosoma Y comporti una maggiore
altezza, problemi dell’apprendimento e
altre caratteristiche per l’uomo. Alcuni
soggetti affetti hanno il cromosoma
Y in eccesso solo in alcune cellule
(mosaicismo).
La maggior parte degli uomini affetti
ha uno sviluppo sessuale nella norma
ed è in grado di procreare. La sindrome
47,XYY comporta un maggior rischio
di ritardo dell’apprendimento e
dell’acquisizione delle competenze
della parola e del linguaggio. È
possibile riscontrare anche ritardi dello
sviluppo delle capacità motorie (come
stare seduto e camminare), scarso tono
muscolare (ipotonia), tremolio delle
mani ed altri movimenti involontari (tic
motori) nonché difficoltà emotive e
comportamentali.
Nella maggior parte dei casi, la
sindrome 47,XYY non è ereditaria.
Questa condizione ha un’incidenza di 1
neonato di sesso maschile su 1000.
Patologie indagate / 25
Sindromi da microdelezione
Cause, sintomi e diagnosi
Fondamenti genetici
Per sindromi da microdelezione si
intende un gruppo di patologie
clinicamente riconoscibili
caratterizzate dalla piccola delezione
di un segmento cromosomico che
comprende più geni, per cui ognuno
potenzialmente contribuisce al
fenotipo in modo indipendente. Le
Sindrome di DiGeorge
La sindrome di DiGeorge, anche
nota come sindrome da delezione
22q11.2, è una patologia provocata
da un difetto del cromosoma 22.
La delezione si verifica verso la metà
del cromosoma in una posizione nota
come q11.2. Questo comporta lo
scarso sviluppo di diversi sistemi del
corpo.
Tra i sintomi e i tratti distintivi
ricordiamo le anomalie cardiache
spesso presenti dalla nascita,
l’apertura sul palato (palato
leporino) e le caratteristiche facciali
riconoscibili. I soggetti affetti da
sindrome da delezione 22q11.2 sono
26 / GENOMA Tranquility Medical Information
microdelezioni si distinguono
per posizione genomica e
dimensione. Nella maggior parte
dei casi non hanno conseguenze
cliniche, ma alcune sono
caratterizzate da un fenotipo
clinico e comportamentale
complesso.
spesso colpiti da ricorrenti infezioni
provocate da disturbi del sistema
immunitario. Alcuni sviluppano
malattie autoimmuni come l’artrite
reumatoide e il morbo di Graves in cui
il sistema immunitario attacca i tessuti
e gli organi del corpo stesso.
I soggetti interessati potrebbero
sviluppare anche insufficienza
respiratoria, anomalie renali, bassi
livelli di calcio nel sangue (che può
indurre crisi epilettiche), diminuzione
delle piastrine (trombocitopenia),
significativi disturbi dell’alimentazione,
problemi gastrointestinali e perdita
dell’udito. È possibile riscontrare
anche tratti distintivi a livello
scheletrico, tra cui la statura mediobassa e, con meno frequenza,
anomalie delle ossa della colonna
vertebrale.
Tranquility rileva
qualsiasi microdelezione
superiore a 10 megabasi
Molti bambini caratterizzati da questa
condizione presentano ritardi dello
sviluppo, ivi compreso ritardo della
crescita e della parola nonché deficit
di apprendimento. Una volta cresciuti,
questi soggetti corrono maggiori
rischi di sviluppare malattie mentali
come schizofrenia, depressione, ansia
e disturbo bipolare. Inoltre, chi soffre
di sindrome da delezione 22q11.2
ha anche maggiori possibilità di
essere affetto da sindrome da deficit
di attenzione e iperattività (ADHD)
nonché da condizioni dello sviluppo
come disturbi dello spettro autistico
che influenzano la comunicazione e
l’interazione sociale.
Si stima che la sindrome da delezione
22q11.2 interessi 1 soggetto su
4000. Questa condizione potrebbe
comunque essere anche più frequente
in quanto i medici e i ricercatori
sospettano che sia sottostimata da un
punto di vista diagnostico a causa della
variabilità delle sue caratteristiche. È
possibile che non venga rilevata in
soggetti che presentano sintomi e tratti
meno evidenti o che si confonda con
altri disturbi dalle caratteristiche simili.
L’ereditarietà della sindrome da
delezione 22q11.2 è considerata
autosomica dominante perché la
delezione in una copia del cromosoma
22 di tutte le cellule è sufficiente per
provocare questa condizione. Tuttavia,
nella maggior parte dei casi, la
sindrome non viene ereditata.
La delezione si manifesta nella maggior
parte dei casi come un evento casuale
durante la formazione delle cellule
riproduttive (ovuli e spermatozoi)
o nelle prime fasi dello sviluppo
fetale. In genere, le persone colpite
non riscontrano questa condizione
nell’anamnesi familiare, tuttavia la
possono passare ai propri figli. Circa
nel 10% dei casi, chi ne è colpito ha
ereditato la delezione nel cromosoma
22 da un genitore. Nei casi dove
la patologia è ereditata, anche altri
familiari potrebbero essere colpiti.
Sindrome Cri-du-Chat
La sindrome Cri-du-Chat (del
grido di gatto), anche nota come
5p- (5p meno), è una condizione
cromosomica che si verifica
in mancanza di una parte del
cromosoma 5.
I bambini colpiti hanno spesso un
pianto stridulo che ricorda il verso
del gatto. Questa patologia è
contraddistinta da deficit intellettivo e
ritardo dello sviluppo, testa di piccole
dimensioni (microcefalia), peso
limitato alla nascita e scarso tono
muscolare (ipotonia) nell’infanzia. I
soggetti affetti da sindrome Cri-duChat presentano anche caratteristiche
facciali ben riconoscibili che
comprendono occhi molto distanziati
(ipertelorismo), orecchie basse,
mascella piccola e faccia rotonda.
Alcuni bambini nascono con un
difetto cardiaco.
La sindrome Cri-du-Chat è provocata
dalla delezione della fine del braccio
corto (p) del cromosoma 5. Le
Patologie indagate / 27
dimensioni della delezione variano
a seconda dei soggetti colpiti; dagli
studi emerge che le delezioni più
ampie tendono a provocare deficit
intellettivi più gravi e maggiore
ritardo dello sviluppo rispetto alle
delezioni più limitate.
I sintomi e i tratti distintivi della
sindrome Cri-du-Chat sono
probabilmente connessi alla perdita
di più geni sul bracco corto del
cromosoma 5. I ricercatori ritengono
che in particolare la perdita di un
gene specifico, CTNND2, comporti
il grave deficit intellettivo di alcuni
soggetti colpiti. I ricercatori stanno
ancora lavorando per stabilire come
la perdita di altri geni in questa
regione possa contribuire alle
caratteristiche tipiche della sindrome.
Nella maggior parte dei casi,
la sindrome Cri-du-Chat non è
ereditaria. La delezione si verifica
molto spesso come un evento
casuale durante la formazione
delle cellule riproduttive (ovuli e
spermatozoi) o nelle prime fasi dello
sviluppo fetale. Di solito nei soggetti
colpiti non si riscontra un’anamnesi
familiare e solo il 10% circa di chi
è affetto da sindrome Cri-du-Chat
eredita l’anomalia cromosomica
da un genitore sano. In questi
casi, il genitore è portatore di un
riarrangiamento cromosomico noto
come traslocazione bilanciata che
non comporta acquisizione né perdita
di materiale genetico. Di solito le
traslocazioni bilanciate non provocano
problemi di salute; possono tuttavia
“sbilanciarsi” quando vengono
trasmesse alla generazione successiva.
I bambini che ereditano una
28 / GENOMA Tranquility Medical Information
traslocazione non bilanciata possono
presentare un riarrangiamento
cromosomico con aggiunta o
sottrazione di materiale genetico. Ai
soggetti affetti da sindrome Cri-duChat che ereditano una traslocazione
non bilanciata manca il materiale
genetico del braccio corto del
cromosoma 5, fatto che comporta
il deficit intellettivo e i problemi di
salute tipici di questa condizione.
Si stima che la sindrome Cri-du-Chat
si riscontri in 1 bambino su 20.000 50.000.
Sindrome di Prader-Willi
La sindrome di Prader-Willi è una
condizione genetica complessa
provocata dalla perdita di funzione
dei geni di una particolare regione
del cromosoma 15 che interessa
diverse parti del corpo.
Nell’infanzia questa condizione
è contraddistinta da scarso tono
muscolare (ipotonia), disturbi
dell’alimentazione, crescita ridotta e
ritardo dello sviluppo. Fin da piccoli,
questi soggetti hanno un appetito
insaziabile che li porta al cronico
consumo eccessivo di cibo (iperfagia)
e all’obesità. Alcuni, in particolare chi
ha problemi di obesità, sviluppano
anche il diabete mellito di tipo 2 (la
forma più comune di diabete).
Chi è affetto dalla sindrome di
Prader-Willi in genere ha un deficit
intellettivo da lieve a medio e
disturbi dell’apprendimento. I
problemi comportamentali sono
frequenti, tra cui scoppi d’ira,
testardaggine e comportamenti
compulsivi come la dermatilomania.
Si possono verificare anche anomalie
del sonno. Tra le altre caratteristiche
di questa condizione, si ricordano
i tipici tratti facciali come la fronte
stretta, gli occhi a mandorla e la
bocca triangolare, ma anche la bassa
statura nonché le mani e i piedi di
piccole dimensioni. Alcuni soggetti
affetti da sindrome di Prader-Willi
hanno la pelle insolitamente pallida
e i capelli di colore chiaro. Sia gli
uomini che le donne presentano
genitali sottosviluppati. La pubertà è
ritardata o incompleta e la maggior
parte non è in grado di procreare
(infertilità).
Di solito si eredita una copia del
cromosoma 15 da ciascun genitore.
Alcuni geni vengono attivati solo
sulla copia ereditata dal parte (copia
paterna). Questa attivazione del
gene di origine parentale è causata
da un fenomeno detto imprinting
genomico.
La maggior parte dei casi di
sindrome di Prader-Willi (circa il 70%)
si verifica quando si cancella nelle
cellule un segmento del cromosoma
15 di origine paterna.
A chi è affetto da questa alterazione
cromosomica mancano alcuni geni
critici in questa regione, dato che
i geni della copia paterna sono
stati cancellati e i geni della copia
materna sono disattivati. Nel 25%
dei casi, il soggetto colpito ha due
copie del cromosoma 15 ereditato
dalla madre (copie materne) invece
di una copia da ogni genitore.
Questo fenomeno è noto come
disomia uniparentale materna. In casi
rari, la sindrome di PraderWilli può essere provocata anche da
un riarrangiamento cromosomico
noto come traslocazione o da
una mutazione o altro difetto che
disattiva i geni del cromosoma 15
paterno. È probabile che i tratti
caratteristici della sindrome di
Prader-Willi derivino dalla perdita
di funzione di diversi geni del
cromosoma 15.
Tra questi, ci sono geni che
forniscono istruzioni per realizzare
molecole note come small nucleolar
RNA (snoRNAs). Queste molecole
svolgono una varietà di funzioni, tra
cui contribuire a regolare altri tipi
di molecole RNA (le molecole RNA
svolgono ruoli fondamentali nella
produzione delle proteine e in altre
attività cellulari). Dagli studi emerge
che la perdita di un determinato
gruppo di geni snoRNA, noto come
cluster SNORD116, possa svolgere
un ruolo importante nell’insorgenza
dei sintomi e dei tratti caratteristici
della sindrome. Tuttavia non è stato
ancora chiarito come l’assenza
del cluster SNORD116 possa
contribuire al deficit intellettivo, ai
problemi comportamentali e alle
caratteristiche fisiche tipiche della
patologia.
In alcuni soggetti affetti da sindrome
di Prader-Willi, la perdita di un gene
noto come OCA2 è all’origine di
una pelle insolitamente pallida e
capelli di color chiaro. Il gene OCA2
è situato in quel segmento del
cromosoma 15 che spesso risulta
cancellato nei soggetti affetti da
questa condizione. Tuttavia, la sua
perdita non comporta l’insorgenza
di altri sintomi o tratti distintivi della
sindrome di Prader-Willi. La proteina
prodotta da questo gene è quella
che contribuisce a determinare la
colorazione (pigmentazione) della
pelle, dei capelli e degli occhi.
Nella maggior parte dei casi, la
sindrome di Prader-Willi non è
ereditaria, soprattutto quando
all’origine c’è la delezione del
cromosoma 15 di origine paterna o
la disomia uniparentale materna.
Queste alterazioni genetiche si
manifestano come eventi casuali
durante la formazione delle cellule
riproduttive (ovuli e spermatozoi)
o nella prima fase dello sviluppo
embrionico. Di solito nei soggetti
colpiti non si riscontra un’anamnesi
familiare.
Secondo le stime, la sindrome di
Prader-Willi colpisce 1 persona su
10.000 – 30.000 in tutto il mondo.
people worldwide.
Patologie indagate / 29
Tranquility
Specificazioni e performance
Tranquility, il test prenatale non invasivo più completo
Un processo solido per
risultati affidabili
Tranquility analizza il DNA fetale libero
circolante nel sangue materno. Il
quantitativo di DNA fetale presente
nel flusso sanguigno materno
a partire dalla 10a settimana di
gestazione (la 12a per le gravidanze
gemellari) è sufficiente per effettuare
il test e ottenere risultati affidabili. Il
campione di sangue viene ricevuto
nei laboratori Genoma di Ginevra e
i frammenti di DNA libero circolante
vengono estratti dal sangue materno,
purificati e infine analizzati con il
metodo di sequenziamento massivo
in parallelo dei genomi basato
sull’uso della tecnologia NGS (Next
Generation Sequencing). I dati del
sequenziamento sono infine analizzati
Aneuploidie
cromosomiche
Microdelezioni
Ogni cromosoma ha due copie.
Quando il rapporto di un cromosoma
(21, 18, 13 o X,Y) rispetto agli altri è
diverso da 1:1, si ha un’aneuploidia
cromosomica.
• Trisomia 21
• Trisomia 18
• Trisomia 13
• Aneuploidie dei cromosomi
sessuali (X,Y)
32 / GENOMA Tranquility Medical Information
l’analisi del sequenziamento dei
genomi rileva l’eventuale la delezione
di alcune parti dei cromosomi. Le
delezioni possono interessare uno o più
geni contigui e portare all’insorgenza di
patologie quali le sindromi di PraderWilli, DIGeorge e Cri du Chat.
Sesso del feto
La combinazione cromosomica XY
determina il sesso maschile. Dato
che la madre non ha cromosomi Y, il
sesso del nascituro è determinato dal
rilevamento di tale cromosoma.
con i migliori mezzi bioinformatici
per fornire risultati chiari e
accurati. Tranquility si attiene ai
più severi standard qualitativi
e rispetta le leggi e direttive
dell’Unione Europea. Il test ha
ottenuto la certificazione CE-IVD
per il rilevamento delle trisomie
21, 18 e 13.
Il sequenziamento
dell’intero genoma e le
tecniche bioinformatiche
d’avanguardia
garantiscono l’assoluta
affidabilità dei test
su tutte le patologie
indagate
Massima accuratezza
L’inserimento
nell’algoritmo del
calcolo della frazione
fetale porta la
probabilità di falsi
positivi e falsi negativi
prossima allo 0%
Dalla 10a* settimana di gestazione,
l’analisi effettuata con Tranquility sui
frammenti di DNA liberi circolanti nel
sangue materno genera risultati di
assoluta affidabilità.
La frazione fetale viene calcolata e
inserita nell’algoritmo, riducendo così
al minimo le probabilità di falsi positivi
o falsi negativi. Questa accuratezza è
di primaria importanza per il medico e
per il paziente.
Alta sensibilità > 99,9%*
Questo valore esprime la capacità
di Tranquility di evitare falsi negativi.
Questi si verificano quando il risultato
del test è negativo (nessuna anomalia
rilevata), mentre invece il feto
presenta l’anomalia indagata.
Alta specificità > 99,9%**
Questo valore esprime la capacità di
Tranquility di evitare falsi positivi. I
falsi positivi inducono a esami invasivi
rischiosi e non necessari, mentre il
feto non presenta l’anomalia indagata.
Trisomia
N.
Sensibilità*
N. di casi
95% CI
Specificità**
N. di casi
95% CI
T21
438
> 99.9%
43/43
88-0% - 100%
> 99.9%
385/385
98.6% - 100%
T18
438
90.9%
10/11
58.7% - 99.8%
> 99.9%
427/427
98.7% - 100%
T13
438
> 99.9%
5/5
35.9% - 100%
> 99.9%
433/433
98.7% - 100%
Dati disponibili nel sito www.genoma.com
34 / GENOMA Tranquility Medical Information
Screening completo del
DNA libero circolante
Tranquility
®
Cell Free Fetal DNA Sequencing Report
Singleton Pregnancy
Gravidanze singole
No Aneuploidy Dectected
Patient information
Name:
Date of Birth:
I risultati forniti da Tranquility si
riferiscono al rischio di aneuploidie
cromosomiche e microdelezioni
per il feto. Se richiesto, è possibile
precisare anche il sesso del nascituro.
Gravidanze gemellari
Gestational age at the time of blood draw (weeks):
Patient ID:
Doctor’s name:
Sample ID
Order ID:
Sample ID:
Blood Draw Date:
Receipt Date:
Your results
Report Date:
I risultati forniti da Tranquility si
riferiscono al rischio di trisomia dei
cromosomi 21, 18 o 13 di almeno un
feto. Se si richiedono informazioni
sul sesso dei nascituri, sarà possibile
comunicare la presenza di due
femmine oppure del cromosoma Y.
Chromosomes
Risk
Interpretation
Chromosomes 21
LOW
Results consistent with two copies of chromosomes 21
Chromosomes 18
LOW
Results consistent with two copies of chromosomes 18
Chromosomes 13
LOW
Results consistent with two copies of chromosomes 13
Sex chromosomes
LOW
Results consistent with two copies of sex chromosomes
Microdeletions
(Reported if detected)
Trisomie 21, 18, 13
(CE-IVD)
Aneuploidie sessuali*
Microdelezioni*
In caso di “Risultato in linea con due
copie del cromosoma”, questo vuol
dire che è stato individuato il numero
atteso di copie dei cromosomi. Questo
risultato comporta un rischio “Basso”.
In caso di “Risultato in linea con due
cromosomi sessuali”, questo vuol
dire che è stato individuato il numero
atteso di copie dei cromosomi.
Se il risultato è “Rilevate”, questo vuol
dire che sono state individuate una o
più microdelezioni. Nel referto saranno
precisate la posizione del genoma e
le dimensioni della microdelezione
sul cromosoma e, se questa risulta già
registrata nelle basi dati mediche, verrà
fornita un’interpretazione.
In caso di “Risultato in linea con
trisomia”, questo vuol dire che il test
ha individuato tre copie di uno dei
cromosomi indici di trisomia. Questo
risultato comporta un rischio “Alto”.
In caso di “Risultato in linea con
aneuploidia dei cromosomi sessuali”,
questo vuol dire che il test ha
individuato troppe o non abbastanza
copie di uno dei cromosomi indici
di aneuploidia sessuale. Il tipo di
aneuploidia sarà specificato: XXY,
XXX, X o XYY.
*Solo per le gravidanze singole
Tranquility / 35
Processi ad alta tecnologia
Sequenziamento massivo in parallelo dei genomi
Una procedura
ottimizzata
A
Purificazione dei
frammenti di DNA estratti
dal sangue materno
La procedura adottata da
Tranquility è stata automatizzata al
meglio per assicurare la coerenza
e la riproducibilità dei risultati.
Genoma ha optato per il metodo
del sequenziamento massivo in
parallelo dei genomi per l’elevata
precisione dei risultati, il basso
tasso di errori degli esami e la
capacità di fornire dettagli analitici.
C
Immobilizzazione della
libreria sul supporto del
sequenziamento
B
Preparazione dei frammenti
di DNA per costituire una
libreria ad hoc
Adattatore
sequenziamento
D
Sequenziamento della
libreria tramite NGS (Next
Generation Sequencing)
E
Indice Molecolare
+ Adattatore
sequenziamento
Analisi delle informazioni
di sequenziamento tramite
bioinformatica
CGATTTAACT
GCTAAATTGC
G C T C G G A G G G T C C T A C G C C C A C G G A A T C T C G C T G A T T G C T A G C A C A G C A
ACCACGAT
TGGAGCTA
36 / GENOMA Tranquility Medical Information
La procedura Tranquility
ha ottenuto la
certificazione CE-IVD per
le trisomie 21, 18 e 13
Purificazione dei
frammenti di DNA
estratti dal sangue
materno
A
Il DNA viene recuperato dal sangue
e, dopo centrifugazione, i frammenti
liberi sono estratti dal plasma.
Il materiale cellulare e proteico è
sottoposto a lisi mentre il DNA viene
recuperato con perle magnetiche
cui si lega in modo selettivo. Il DNA
è successivamente purificato e
sottoposto a eluizione per ottenere
un campione della massima qualità.
Tramite un sistema robotico chiuso
ad alta capacità di produzione, si
possono trattare fino a 96 campioni
al giorno con il massimo quantitativo
di frammenti di DNA genomico
recuperato. Questo sistema consente
di evitare gli errori manuali e garantire
la coerenza dei risultati. Assicura
inoltre la totale tracciabilità per tutta
la procedura di purificazione e analisi.
38 / GENOMA Tranquility Medical Information
Preparazione dei
frammenti di DNA
per costituire una
libreria ad hoc
B
Una volta contrassegnati e amplificati,
i frammenti di DNA purificati
vengono a costituire una libreria di
sequenziamento. La preparazione
della libreria è automatizzata
per migliorare l’efficienza e la
riproducibilità del processo.
I frammenti di DNA sono saldati
alle estremità per smussarle e
gli adattatori di sequenziamento
sono legati su entrambi i lati. Ogni
adattatore contiene un indice
molecolare ad hoc per il campione
che consentirà il riconoscimento delle
sue specifiche sequenze.
Il campione è purificato e arricchito
secondo la costruzione del giusto
sequenziamento.
Tutti i frammenti preparati
costituiscono la libreria di
sequenziamento, che è ad hoc
per i singoli soggetti e facilmente
identificabile grazie all’indice
molecolare.
Tranquility / 39
Immobilizzazione della
libreria sul supporto
di sequenziamento C
Una volta pronta, la libreria
viene caricata sul supporto di
sequenziamento.
Tale supporto presenta milioni di
piccoli vani, dotati ciascuno di un
proprio sensore. Ognuno di questi
riceverà una perla magnetica su
cui sarà stato immobilizzato un
frammento di DNA della libreria.
Questa operazione di manipolazione
è molto delicata e l’automazione
consente di ottenere sempre risultati
di alta qualità.
40 / GENOMA Tranquility Medical Information
Sequenziamento della
libreria tramite NGS
(Next Generation
Sequencing)
D
1
H+
pH
Sensing Layer
Sensing Plate
V TCGTACC...
Il DNA è composto da miliardi di
basi chimiche: nucleotidi (A, T, C
e G). Sequenziamento vuol dire
stabilire l’ordine esatto di tali basi in
un determinato segmento di DNA.
Tranquility si avvale della tecnologia
Next Generation Sequencing
per effettuare il simultaneo
sequenziamento di milioni di
frammenti.
2
Ogni vano del supporto, che contiene
una perla carica di frammenti di DNA,
è dotato di un sensore (1).
Le basi vengono fatte passare una
dopo l’altra attraverso il supporto.
Quando una risulta complementare
rispetto a un’altra per aggiungere
un frammento, viene incorporata
nel filamento di DNA in costruzione.
Viene allora rilasciato un protone
(H+) che induce un cambiamento nel
potenziale rilevato dal sensore (2).
OH
v
C
T
A
G
G
A
T
C
T
A
A
OH
H+
A
G
C
T
A
T
C
T
Signal
Proc.
v
A
C
T
A
G
A
G
A
T
C
T
A
A
OH
G
C
T
C
T
Proc.
A T T
3
Sequence: ...AATCTTCTGAATTTCTGCAA...
4
Bases
H+
A
Signal
5
La lettura del segnale (3) porta alla
determinazione della sequenza di
ogni frammento preso dalla libreria.
H+
T
(TTT)
3
(AA)
2
(AA)
1
0
0
20
40
60
80
100 120 140 160 180 200
Flow
Tranquility / 41
E Analisi delle informazioni
di sequenziamento
tramite bioinformatica E
L’algoritmo confronta i frammenti
sequenziati con il genoma di
riferimento (1) e valuta statisticamente
il numero dei cromosomi presenti
nel feto (2) per stabilire l’eventuale
presenza di aneuploidie.
1
ACCACGAT
GGA
CTGG
CGATTTAACT
…ACCACGATTTAACTGGA…
Frammenti di DNA
sequenziati
Genoma di riferimento
La nuova piattaforma bioinformatica
di Genoma, InKaryo, garantisce
l’assoluta accuratezza dei risultati.
Grazie al conteggio della frazione
fetale e al suo inserimento
nell’algoritmo, Tranquility registra
ottimi livelli di performance analitica.
La presenza e la quantificazione
del cromosoma Y consente di
determinare il sesso del feto e la
natura dell’eventuale aneuploidia del
cromosoma sessuale.
2
Si rileva la presenza di
aneuploidie quando si
riscontrano numeri di
frammenti superiori alle
aspettative
13
VS.
......
1
42 / GENOMA Tranquility Medical Information
2
3
18
VS.
......
13
21
VS.
......
18
21
La tecnologia Next
Generation Sequencing
(NGS) offre le indagini
più complete nei
tempi più ridotti, con
un’accuratezza prossima
al 99%
Pubblicazioni scientifiche
Pubblicazioni scientifiche
Test prenatale del DNA fetale libero, un approccio rivoluzionario
Un cambiamento epocale
nella diagnostica prenatale
Come affermano i principali medici
e ricercatori, i test prenatali non
invasivi (NIPT) che si basano sul
DNA fetale libero circolante nel
plasma della futura madre hanno
determinato una rivoluzione nella
46 / GENOMA Tranquility Medical Information
diagnostica prenatale. Diversi
studi clinici hanno dimostrato
l’efficacia dei NIPT per
l’identificazione delle sindromi
di Down, Edwards e Patau nelle
gravidanze a rischio.
L’alta specificità e
sensibilità di Tranquility
garantiscono a medici e
pazienti la possibilità di
effettuare uno screening
non invasivo altamente
affidabile e tempestivo
Lancet, 1997
Presence of fetal DNA in maternal plasma
and serum
Y. M. Dennis Lo, Noemi Corbetta, Paul F. Chamberlain, Vik Rai, Ian L.
Sargent, James S. Wainscoat
Abstract
Background: The potential use of
plasma and serum for molecular
diagnosis has generated interest.
Tumour DNA has been found in the
plasma and serum of cancer patients,
and molecular analysis has been done
on this material. We investigated the
equivalent condition in pregnancy that is, whether fetal DNA is present
in maternal plasma and serum.
with only 10 microL of the samples.
When DNA from nucleated blood
cells extracted from a similar volume
of blood was used, only five (17%)
of the 30 samples gave a positive
Y signal. None of the 13 women
bearing female fetuses, and none of
the ten non-pregnant control women,
had positive results for plasma, serum
or nucleated blood cells.
Methods: We used a rapid-boiling
method to extract DNA from plasma
and serum. DNA from plasma,
serum, and nucleated blood cells
from 43 pregnant women underwent
a sensitive Y-PCR assay to detect
circulating male fetal DNA from
women bearing male fetuses.
Interpretation: Our finding of
circulating fetal DNA in maternal
plasma may have implications for
non-invasive prenatal diagnosis, and
for improving our understanding of
the fetomaternal relationship.
Findings: Fetus-derived Y sequences
were detected in 24 (80%) of the 30
maternal plasma samples, and in
21 (70%) of the 30 maternal serum
samples, from women bearing male
fetuses. These results were obtained
Pubblicazioni scientifiche / 47
British Medical Journal, 2011
Non-invasive prenatal assessment of trisomy
21 by multiplexed maternal plasma DNA
sequencing: large scale validity study
Rossa W.K. Chiu, Ranjit Akolekar, Yama W.L. Zheng, Tak Y. Leung, et al.
Abstract
Objectives: To validate the clinical
efficacy and practical feasibility of
massively parallel maternal plasma
DNA sequencing to screen for
fetal trisomy 21 among high-risk
pregnancies clinically indicated for
amniocentesis or chorionic villus
sampling.
Design: Diagnostic accuracy validated
against full karyotyping, using
prospectively collected or archived
maternal plasma samples.
Setting: Prenatal diagnostic units in
Hong Kong, United Kingdom, and the
Netherlands.
Participants: 753 pregnant women
at high risk for fetal trisomy 21 who
underwent definitive diagnosis by full
karyotyping, of whom 86 had a fetus
with trisomy 21.
Intervention: Multiplexed massively
parallel sequencing of DNA
48 / GENOMA Tranquility Medical Information
molecules in maternal plasma
according to two protocols with
different levels of sample throughput:
2-plex and 8-plex sequencing.
Main outcome measures: Proportion
of DNA molecules that originated
from chromosome 21. A trisomy 21
fetus was diagnosed when the z score
for the proportion of chromosome 21
DNA molecules was >3. Diagnostic
sensitivity, specificity, positive
predictive value, and negative
predictive value were calculated for
trisomy 21detection.
Results: Results were available from
753 pregnancies with the 8-plex
sequencing protocol and from 314
pregnancies with the 2-plex protocol.
The performance of the 2-plex
protocol was superior to that of the
8-plex protocol. With the 2-plex
protocol, trisomy 21 fetuses were
detected at 100% sensitivity and
97.9% specificity, which resulted in
a positive predictive value of 96.6%
and negative predictive value of
100%. The 8-plex protocol detected
79.1% of the trisomy 21 fetuses and
98.9% specificity, giving a positive
predictive value of 91.9% and
negative predictive value of 96.9%.
Conclusion: Multiplexed maternal
plasma DNA sequencing analysis
could be used to rule out fetal trisomy
21 among high-risk pregnancies.
If referrals for amniocentesis or
chorionic villus sampling were based
on the sequencing test results,
about 98% of the invasive diagnostic
procedures could be avoided.
Se il riferimento per
effettuare la villocentesi
fosse basato sui
test che eseguono
un sequenziamento
massivo del DNA, circa
il 98% delle indagini
invasive potrebbe
essere evitato
Genetics in Medicine, 2012
DNA sequencing of maternal plasma reliably
identifies trisomy 18 and trisomy 13 as
well as Down syndrome: an international
collaborative study
Glenn E. Palomaki, Cosmin Deciu, Edward M. Kloza, et al.
Abstract
Purpose: To determine whether
maternal plasma cell–free DNA
sequencing can effectively identify
trisomy 18 and 13.
Methods: Sixty-two pregnancies
with trisomy 18 and 12 with trisomy
13 were selected from a cohort
of 4,664 pregnancies along with
matched euploid controls (including
212 additional Down syndrome
and matched controls already
reported), and their samples tested
using a laboratory-developed,
next-generation sequencing test.
Interpretation of the results for
chromosome 18 and 13 included
adjustment for CG content bias.
Results: Among the 99.1% of samples
interpreted (1,971/1,988), observed
trisomy 18 and 13 detection rates
were 100% (59/59) and 91.7%
(11/12) at false-positive rates of
0.28% and 0.97%, respectively.
Among the 17 samples without an
50 / GENOMA Tranquility Medical Information
interpretation, three were trisomy 18.
If z-score cutoffs for trisomy 18 and
13 were raised slightly, the overall
false-positive rates for the three
aneuploidies could be as low as 0.1%
(2/1,688) at an overall detection
rate of 98.9% (280/283) for common
aneuploidies. An independent
academic laboratory confirmed
performance in a subset.
Conclusion: Among high-risk
pregnancies, sequencing circulating
cell–free DNA detects nearly all cases
of Down syndrome, trisomy 18, and
trisomy 13, at a low false-positive
rate. This can potentially reduce
invasive diagnostic procedures and
related fetal losses by 95%. Evidence
supports clinical testing for these
aneuploidies.
American Journal of Obstetrics & Gynecology, 2012
Non-Invasive Chromosomal Evaluation (NICE)
Study: results of a multicenter prospective
cohort study for detection of fetal trisomy 21
and trisomy 18
Mary E. Norton, Herb Brar, Jonathan Weiss, et al.
Abstract
Objective: We sought to evaluate
performance of a noninvasive
prenatal test for fetal trisomy 21 (T21)
and trisomy 18 (T18).
Study design: A multicenter cohort
study was performed whereby cellfree DNA from maternal plasma was
analyzed. Chromosomeselective
sequencing on chromosomes 21 and
18 was performed with reporting of
an aneuploidy risk (High Risk or Low
Risk for each subject.
false-positive rate of 0.07% (95% CI,
0.02– 0.25%).
Conclusion: Chromosome selective
sequencing of cell-free DNA and
application of an individualized risk
algorithm is effective in the detection
of fetal T21 and T18.
Results: Of the 81 T21 cases, all
were classified as High Risk for T21
and there was 1 false-positive result
among the 2888 normal cases, for a
sensitivity of 100% (95% confidence
interval [CI], 95.5–100%) and a falsepositive rate of 0.03% (95% CI, 0.002–
0.20%). Of the 38 T18 cases, 37 were
classified as High Risk and there were
2 false-positive results among the
2888 normal cases, for a sensitivity
of 97.4% (95% CI, 86.5–99.9%) and a
Pubblicazioni scientifiche / 51
Human Reproduction, 2013
Physician recommendation for
invasive prenatal testing: the case of
the ‘precious baby’
Naama Srebnik, Talya Miron-Shatz, Jonathan J. Rolison, Yaniv
Hanochand Avi Tsafrir
Abstract
Study question: Do clinicians
manage pregnancies conceived by
assisted reproductive technologies
(ART) differently from spontaneous
pregnancies?
Summary answer: Clinicians’
decisions about prenatal testing
during pregnancy depend, at
least partially, on the method of
conception.
What is known already: Research
thus far has shown that patients’
decisions regarding prenatal
screening are different in
ART pregnancies compared
with spontaneous ones, such
that ARTpregnancies maybe
consideredmore valuable or
‘precious’ than pregnancies
conceived without treatment.
Study design, size and duration:
In this cross-sectional study,
preformed during the year 2011,
52 / GENOMA Tranquility Medical Information
163 obstetricians and gynecologists
in Israel completed an anonymous
online questionnaire.
Participants, setting,methods:
Clinicians were randomly assigned
to readone oftwoversions of a
vignette describing the case of a
pregnant woman. The twoversions
differed only with regard to the
method of conception (ART; n ¼
78 versus spontaneous; n ¼ 85).
Clinicians were asked to provide
their recommendations regarding
amniocentesis.
Main results and the role of
chance: The response rate among
all clinicians invited to complete
the questionnaire was 16.7%.
Of the 85 clinicians presented
with the spontaneous pregnancy
scenario, 37 (43.5%) recommended
amniocentesis. In contrast, of the
78 clinicians presented with the
ART pregnancy scenario, only 15
(19.2% recommended the test
Clinicianswere 3.2 (95% confidence
interval [CI]: 1.6–6.6) times more
likely to recommend amniocentesis
for a spontaneous pregnancy than
for an ART pregnancy.
Limitations and reasons for
caution: The study is limited by a
low response rate, the relatively
small sample and the hypothetical
nature of the decision, as clinician
recommendations may have differed
in an actual clinical setting.
Wider implications of the findings:
Our findings show that fertility
history and use of ART may affect
clinicians’ recommendations
regarding amniocentesis following
receipt of screening test results.
This raises the question of how
subjective factors influence clinicians’
decisions regarding other aspects of
pregnancy management.
Tranquility non presenta
rischi né per la madre
né per il feto ed è
adatto a qualsiasi tipo di
gravidanza
Prenatal Diagnosis, 2013
The impact of maternal plasma DNA fetal
fraction on Next Generation Sequencing tests
for common fetal aneuploidies
Jacob A. Canick, Glenn E. Palomaki, Edward M. Kloza, Geralyn M.
Lambert-Messerlian and James E. Haddow
Abstract
Maternal plasma contains circulating
cell-free DNA fragments originating
from both the mother and the
placenta. The proportion derived
from the placenta is known as the
fetal fraction. When measured
between 10 and 20 gestational
weeks, the average fetal fraction in
the maternal plasma is 10% to 15%
but can range from under 3% to
over 30%. Screening performance
using next-generation sequencing
of circulating cell-free DNA is better
with increasing fetal fraction and,
generally, samples whose values are
less than 3% or 4% are unsuitable.
Three examples of the clinical impact
of fetal fraction are discussed.
First, the distribution of test results
for Down syndrome pregnancies
improves as fetal fraction increases,
and this can be exploited in reporting
patient results. Second, the strongest
factor associated with fetal fraction is
maternal weight; the false negative
rate and rate of low fetal fractions are
54 / GENOMA Tranquility Medical Information
highest for women with high maternal
weights. Third, in a mosaic, the
degree of mosaicism will impact the
performance of the test because it
will reduce the effective fetal fraction.
By understanding these aspects of
the role of fetal fraction in maternal
plasma DNA testing for aneuploidy,
we can better appreciate the power
and the limitations of this impressive
new methodology.
European Journal of Human Genetics, 2015
Non-invasive prenatal testing for aneuploidy
and beyond: challenges of responsible
innovation in prenatal screening. Summary and
recommendations
Wybo Dondorp, Guido de Wert, Diana W Bianchi et al., on behalf of
the European Society of Human Genetics (ESHG) and the American
Society of Human Genetics (ASHG)
Abstract
In the past few years, professional
bodies and policy authorities have
recommended offering NIPT for
common aneuploidies to women
who belong to a higher risk group,
either based on maternal age or a
positive combined first trimester
screening test (cFTS). With recent
publications suggesting equally
good test performance in lower-risk
populations, and depending on the
health care setting, different scenarios
for NIPT-based screening for common
autosomal aneuploidies are possible,
including NIPT as an alternative firsttier test.
The greater accuracy and lower
invasive follow-up testing rate
that can thus be achieved, has
the potential of helping prenatal
screening better achieve its aim,
provided that balanced pre-test
information and non-directive
counseling are available as part of
the screening offer. Concerns have
been raised that as a result of these
same features (greater accuracy and
lower invasive follow-up testing rate),
prenatal screening may increasingly
be regarded both by professionals
and pregnant women as a routine
procedure that as such would not
require much reflection. This may
have the consequence that women or
couples are insufficiently prepared for
the possible eventual diagnosis of a
fetus with a serious disorder. Avoiding
such ‘routinisation’ effects may well
be the greatest ethical challenge of
NIPT-based prenatal screening.
Pubblicazioni scientifiche / 55
Royal College of Obstetricians and Gynaecologists, 2014
Non-invasive Prenatal Testing for
Chromosomal Abnormality using
Maternal Plasma DNA
Scientific Impact Paper No. 15
March 2014
Opinion
NIPT using maternal plasma DNA
is available for several conditions.
Obstetricians have used NIPT to
guide management of women who
are RhD-negative and whose fetuses
are at risk of HDFN for many years
and guidelines should already reflect
this change in practice.
UK, both in the NHS and the
private sector. It will have significant
implications for some existing services
such that clinical biochemistry
serum screening laboratories and
cytogenetic and molecular genetics
laboratories can expect a fall in the
number of samples.
Fetal sex determination for clinical
indications in pregnancies at high sexlinked genetic risk is also established
practice. Testing for aneuploidy
and especially Down syndrome by
maternal plasma MPS is now available
commercially but while the test result
is much more accurate than existing
screening strategies, it is still not a
diagnostic assay. Hence, the term
‘non-invasive testing’ is currently
used.
Since women are already accessing
these tests, all obstetricians should
have knowledge of the counselling
issues involved. In addition, major
NHS health policy decisions are
required. In time, this technology is
likely to become the primary screen
for chromosomal abnormalities in
pregnancy. This will enhance the
information available to pregnant
women while greatly reducing the
loss of uncomplicated pregnancies
as a result of miscarriage caused by
unnecessary invasive procedures.
Detection of Down syndrome by
maternal plasma DNA testing will
alter the way that prenatal diagnosis
and screening is delivered in the
56 / GENOMA Tranquility Medical Information
I test sul DNA
fetale libero molto
probabilmente
diventeranno la prassi
primaria di screening
per le anormalità
cromosomiche fetali.
Questo accrescerà
le informazioni a
disposizione durante
la gravidanza e ridurrà
la perdita di feti sani
derivante dall’aborto
causato da analisi invasive
non necessarie
Tranquility
Il test prenatale non invasivo
più completo con accuratezza
superiore al 99%
Tecnologia e professionalità
• Trisomie 21, 18, 13 (certificazione
CE – IVD)
• Aneuploidie dei cromosomi
sessuali (XY)
•Microdelezioni
• Rilevamento del sesso del feto
• Calcolo della frazione fetale per
garantire risultati affidabili
• Adatto anche per i parti gemellari
e la procreazione assistita con
donazione di ovociti pregnancies
Tranquility si basa sul metodo
di sequenziamento massivo in
parallelo dei genomi basato sull’uso
della tecnologia Next Generation
Sequencing (NGS) che garantisce la
massima completezza dell’indagine.
Il test viene realizzato nei laboratori
all’avanguardia di Genoma a Ginevra,
il maggiore centro genetico clinico
in Europa. Le competenze di livello
internazionale di Genoma nell’uso di
NGS e la piattaforma bioinformatica
proprietaria della società (InKaryo)
consentono di garantire la massima
performance analitica.
Affidabile e accurato
Tranquility garantisce il miglior tasso
di individuazione delle patologie e il
minor numero di falsi negativi di tutti
i test analoghi disponibili sul mercato.
La frazione fetale è calcolata per
garantire l’affidabilità dei risultati. La
sensibilità alla sindrome di Down è
pari al >99,9%.
Standard qualitativi
delle trisomie (raccolta dei campioni,
preparazione, sequenziamento,
analisi bioinformatica e refertazione)
è conforme alla Direttiva europea
sui dispositivi medico-diagnostici in
vitro 98/79/CE. Offre inoltre l’unico
kit di raccolta dotato di gel pack e
isolamento termico per una migliore
protezione dei campioni. Il test è
effettuato in Europa, quindi non sono
previsti trasporti intercontinentali.
Evita i rischi dell’amniocentesi
Tranquility si attiene ai più severi
standard qualitativi e rispetta le leggi
e le direttive di Svizzera e Unione
Europea. Tutto il processo di indagine
Tranquility non comporta rischi né per
il feto né per la gestante. Richiede un
unico prelievo di sangue materno e
riduce tutti i rischi connessi agli esami
invasivi.
Pratico e conveniente
Il test può essere effettuato in
qualsiasi giorno della settimana,
a partire dalla 10a settimana di
gestazione. I risultati sono consegnati
entro 5 giorni lavorativi dalla ricezione
del campione in laboratorio. Il prezzo
accessibile di Tranquility rispecchia
l’impegno assunto da Genoma per
diffondere la medicina predittiva in
tutta Europa.
Bibliografia di riferimento
Kloza EM, Haddow PK, Halliday JV, O’Brien
BM, Lambert-Messerlian GM and Palomaki
GE, Evaluation of Patient Education
Materials: The Example of Circulating cell
free DNA Testing for Aneuploid, Journal of
Genetic Counselling, 2015;24(2):259-266
Royal College of Obstetricians &
Gynaecologists, Non-invasive Prenatal
Testing for Chromosomal Abnormality using
Maternal Plasma DNA, Scientific Impact
Paper No.15, 2014
Canick, JA, Palomaki GE, Kloza EM,
Lambert-Messerlian GM and Haddow JE,
The impact of maternal plasma DNA fetal
fraction on next generation sequencing tests
for common feral aneuploidies, Prenatal
Diagnosis, 2013;33(7):667–674
Benn P, Borell A, Chiu R, Cuckle H, Dugoff
L, Faas B, Gross S, Johnson J, Maymon R,
Norton M, Odibo A, Schielen P, Spencer
K, Huang T, Wright D and Yaron Y, Position
Statement from the Aneuploidy Screening
Committee on Behalf of the Board of the
International Society for Prenatal Diagnosis,
Prenatal Diagnosis, 2013;33(7):622–629
Gregg AR, Gross SJ, Best RG, Monaghan
KG, Bajaj K, Skotko BG, Thompson BH and
Watson MS for The Noninvasive Prenatal
Screening Work Group of the American
College of Medical Genetics and Genomics,
ACMG statement on noninvasive prenatal
screening for fetal aneuploidy, Genetics in
Medicine, 2013;15:395–398
Devers PL, Cronister A, Ormond KE, Facio F,
Brasington CK and Flodman P, Noninvasive
prenatal testing/noninvasive prenatal
diagnosis: the position of the National
60 / GENOMA Tranquility Medical Information
Society of Genetic Counselors, Journal of
Genetic Counseling, 2013;22:291–295
American College of Obstetricians and
Gynecologists Committee on Genetics,
Committee Opinion No. 545: noninvasive
prenatal testing for fetal aneuploidy,
Obstetrics & Gynecology, 2012;120:1532–
1534
Norton ME, et al., Non-Invasive
Chromosomal Evaluation (NICE) Study:
results
of a multicenter prospective cohort study
for detection of fetal trisomy 21 and trisomy
18, American Journal of Obstetrics &
Gynecology, 2012;207
Palomaki GE, et al., DNA sequencing
of maternal plasma reliably identifies
trisomy 18 and trisomy 13 as well as Down
syndrome: an international collaborative
study, Genetics in Medicine, 2012;14(3):296305
ACOG Practice Bulletin No. 77: screening
for fetal chromosomal abnormalities,
Obstetrics & Gynecology, 2007;109(1):217227
Graham JM, Smith’s recognizable patterns
of human malformation, Saunders,
Philadelphia, 2007
Nicolaides KH, Nuchal translucency and
other first-trimester sonographic markers
of chromosomal abnormalities, American
Journal of Obstetrics and Gynecology,
2004;191:45-67
Pertl B, Bianchi DW, Fetal DNA in maternal
plasma: emerging clinical applications,
Obstetrics & Gynecology, 2001;98(3):483490
CEMAT Group, Randomised trial to
assess safety and fetal outcome of early
and mid-trimester amniocentesis, Lancet,
1998;351:242–247
Rabinowitz JD, et al., Presented data at
National Society of Genetic Counselors
Annual Education Conference 2012, 2012,
ASHG Abstract
Lo YM, Corbetta N, Chamberlain PF, Rai V,
Sargent IL, Redman CW and Wainscoat JS,
Presence of fetal DNA in maternal plasma
and serum, Lancet, 1997;350:485-487
Chiu RWK, Akolekar R, Zheng YWL, Leung
TY, Sun H, Chan KCA, Lun FMF, Go ATJI,
Lau ET, To WWK, Leung WC, Tang RYK, AuYeung SKC, Lam H, Kung YY, Zhang X, van
Vugt JMG, Minekawa R, Tang MHY, Wang J,
Oudejans CBM, Lau TK, Nicolaides KH, Lo
YMD, Non-invasive prenatal assessment of
trisomy 21 by multiplexed maternal plasma
DNA sequencing: large scale validity study,
BMJ, 2011;342:c7401
Sundberg K, Bang J, Smidt-Jensen S, et al,
Randomised study of risk of fetal loss related
to early amniocentesis versus chorionic villus
sampling, Lancet 1997;350:697–703
ACOG Committee on Practice Bulletins,
Foster UG, Jackson L, Limb defects and
chorionic villus sampling; results from an
international registry 1992–94, Lancet,
1996;347:489–494
Firth HV, Boyd PA, Chamberlain PF,
MacKenzie IZ, Morriss-Kay GM, Huson
SM, Analysis of limb reduction defects in
babies exposed to chorion villus sampling.
Lancet, 1994;343:1069–1071
Simpson JL, Elias S, Isolating fetal cells in
maternal circulation for prenatal diagnosis,
Prenatal Diagnosis,1994;14:1229–1242
Nicolaides KH, Brizot M, Patel F, Snijders
R, Comparison of chorionic villus
sampling and amniocentesis for fetal
karyotyping at 10–13 weeks’ gestation,
Lancet,1994;344:435–439
Ganshirt-Ahlert D, Borjesson-Stoll R,
Burschyk M, Dohr A, Garritsen HSP,
Helmer L, Miny P, Velasco M, Walde C,
Patterson D, Teng N, Bhat NM, Bieber
MM and Holzgreve W, Detection of fetal
trisomies 21 and 18 from maternal blood
using triple gradient and magnetic cell
sorting, American Journal of Reproductive
Immunology, 1993;30:194–201
Ammala P, Hiilesmaa VK, Liukkonen S,
Saisto T, Teramo K and Von Koskull H,
Randomized trial comparing first trimester
transcervical chorionic villus sampling and
second trimester amniocentesis, Prenatal
Diagnosis, 1993;13:919–927
Bianchi DV, Mahr A, Zickwolf GK, House
TW, Flint AF and Klinger KV, Detection
of fetal cells with 47XY,+21 karyotype
in maternal peripheral blood, Human
Genetics, 1992;90: 368–370
Smidt-Jensen S, Permin M, Philip J,
Lundsteen C, Zachary JM, Fowler SE and
Gruning K, Randomised comparison of
amniocentesis and transabdominal and
transcervical chorionic villus sampling,
Lancet,1992;340:1238–1244
European study: MRC working party on
the evaluation of chorion villus sampling,
Lancet, 1991;337:1491–1499
ghr.nlm.nih.gov/condition/downsyndrome
U.S. National Library of Medicine, Genetics
Home Reference - Trisomy 18, http://ghr.
nlm.nih.gov/condition/trisomy-18
Firth HV, Boyd PA, Chamberlain P,
MacKenzie IZ, Lindenbaum RH and Huson
SM, Severe limb abnormalities after
chorion villous sampling at 56–66 days’
gestation, Lancet,1991;337:762–763
U.S. National Library of Medicine. Genetics
Home Reference -Trisomy 13. http://ghr.
nlm.nih.gov/condition/trisomy-13
Canadian Collaborative CVS–
Amniocentesis Clinical Trial Group,
Multicentre randomised clinical trial of
chorion villus sampling and amniocentesis,
Lancet, 1989;i:1–6
Center for Academic Resource & Training
in Anthropogeny, Genomics - Sex
Chromosome Aneuploidies, http://carta.
anthropogeny.org/moca/topics/sexchromosome-aneuploidies
Froster-Iskenius UG and Baird PA, Limb
reduction defects in over one million
consecutive live births, Teratology,
1989;39:127–135
Ager RP and Oliver RW, In The Risks of
Mid-trimester Amniocentesis, Being a
Comparative, Analytical Review of the
Major Clinical Studies, Salford University,
1986
Tabor A, Philip J, Madsen M, Bang J,
Obel EB and Norgaard-Pedersen B,
Randomised controlled trial of genetic
amniocentesis in 4,606 low-risk women,
Lancet, 1986;i:1287–1293
Nicolaides KH, Sebire NJ, Snijders RJM,
Ximenes RLS, The 11-14-week scan,http://
sonoworld.com/Client/Fetus/html/1114week/chapter-01/chapter-01-final.htm,
2001
U.S. National Library of Medicine, Genetics
Home Reference - Down Syndrome, http://
Tranquility Medical Information GENOMA / 61
Esonero di responsabilità
Sarà cura del medico curante utilizzare le informazioni qui contenute per guidare la
scelta del paziente anche consigliando, qualora lo si ritenga opportuno, una specifica
consulenza genetica o ulteriori test diagnostici quali l’amniocentesi o la villocentesi. Ogni
test diagnostico dovrebbe essere interpretato alla luce di tutti i dati clinici disponibili.
La diagnosi delle trisomie 21, 18 e 13 ha ottenuto la certificazione CE-IVD. Come per
qualsiasi test genetico complesso, esiste sempre una possibilità di errore nell’analisi del
campione. Sono state, tuttavia, prese significative misure per evitare tali errori.
Limitazioni del test
Questo test è stato ideato per analizzare aneuploidie ed è stato convalidato per i
cromosomi 21, 18, 13, X e Y. Il test è validato per gravidanze singole o gemellari con
età gestazionale di, rispettivamente, almeno 10 e 12 settimane. É raccomandata la
consulenza genetica di un esperto prima e dopo aver effettuato il test. I risultati non
escludono la possibilità che la gravidanza possa essere interessata da altre anomalie
cromosomiche o genetiche, malformazioni congenite o altre complicazioni. Questo test
non è stato ideato per identificare gravidanze a rischio di malformazioni del tubo neurale.
Quando in una gravidanza gemellare viene rilevata un’aneuploidia, lo stato di ciascun
feto non può essere determinato. Nelle gravidanze gemellari, qualora sia stato richiesto
di conoscere il sesso dei bambini nel test sarà riportato se è stato rilevato almeno un
maschio o se entrambi i feti sono di sesso femminile. Il numero limitato di dati disponibili
per le gravidanze gemellari preclude il calcolo delle prestazioni. Un risultato negativo
non esclude del tutto la presenza della trisomia 21, della trisomia 18, della trisomia 13, e
delle aneuploidie dei cromosomi sessuali. Esiste una limitata possibilità che i risultati del
test possano non rispecchiare i cromosomi del feto, ma le modifiche cromosomiche della
placenta (mosaicismo confinato alla placenta) o della madre (mosaicismo cromosomico).
É possibile ottenere un risultato falso positivo in caso di vanishing twins (gemello
riassorbito), in questo caso il risultato non dipende dalla performance del test, ma dalla
presenza di DNA del gemello riassorbito nel sangue materno. Risultati quali “Aneuploidia
Rilevata” o “Aneuploidia Sospetta” sono da considerarsi positivi e dovrebbe, quindi,
essere consigliato alla paziente di ricorrere a procedure prenatali invasive di conferma,
quali ad esempio la villocentesi e l’amniocentesi, al fine di ottenere una diagnosi definitiva.
62 / GENOMA Tranquility Medical Information
Genoma
Dr. Frédéric Amar
CEO Esperite
I progressi tecnologici
nell’ambito della medicina
Predittiva e Rigenerativa ci
consentono di fornire test di
screening molto avanzati, la
cui accuratezza e velocità nel
fornire risultati non erano, fino
ad oggi, neppure pensabili.
GENOMA è la divisione di ESPERITE nel settore della medicina
predittiva genomica e proteomica., specializzata in analisi
genetiche, test di screening e diagnostici e consulenza medica.
Genoma è proprietaria della più grande piattaforma genetica
per la diagnosi clinica in Europa e i suoi esclusivi test genetici
di nuova generazione sono eseguiti nel rispetto dei più elevati
standard di qualità. Il direttore del laboratorio è il dottor Thomas
Rio-Frio, PhD in genetica molecolare umana, già manager della
piattaforma NGS dell’Institut Curie di Parigi.
Il Gruppo ESPERITE, quotato alla Borsa Euronext di Amsterdam
e Parigi, è leader in ambito internazionale nel campo della
medicina rigenerativa e predittiva. Fondato nel 2000, il gruppo
è presente in 40 Paesi con un network di oltre 6 000 cliniche.
ESPERITE opera attraverso il proprio laboratorio all’avanguardia
di Ginevra, oltre ad avanzatissimi laboratori di stoccaggio in
Belgio, Svizzera, Germania, Portogallo, Dubai e Sud Africa. Nella
sua biobanca, CryoSave, l’azienda del gruppo dedicata alle
cellule staminali, conserva quasi 275 000 campioni di sangue del
cordone ombelicale e del tessuto cordonale.
Genoma SA • Chemin des Aulx, 12 • 1228 Plan-les-Ouates, Geneva • Switzerland • +41 58 1000 100 • [email protected]
Numero verde Italia 800 788 996
TRMI2.0-0515-ITIT