หลักการตรวจวิเคราะห์ของ NIPT ด้วย NGS
การตรวจคัดกรองความผิดปกติของโครโมโซมก่อนคลอดโดยใช้เทคโนโลยีการตรวจหาดีเอ็นเอของทารกจากเลือดมารดา หรือที่เรียกว่า Non-Invasive Prenatal Testing (NIPT) เป็นเทคนิคที่ทันสมัยและมีความแม่นยำสูง NIPT อาศัยเทคโนโลยี Next-Generation Sequencing (NGS) ในการตรวจวิเคราะห์ความผิดปกติของโครโมโซมของทารกจาก cell-free fetal DNA (cffDNA) ที่อยู่ในกระแสเลือดของมารดา
หลักการของ NIPT ด้วย NGS
1. การเก็บตัวอย่างและเตรียมดีเอ็นเอ
ตัวอย่างเลือดของมารดาจะถูกเก็บในหลอดเฉพาะที่ช่วยรักษาคุณภาพของ cffDNA หลังจากนั้นเลือดจะถูกปั่นแยกพลาสมาออกมา และทำการสกัด cell-free DNA (cfDNA) ซึ่งเป็นส่วนผสมระหว่างดีเอ็นเอของมารดาและทารก
การแยก cfDNA ของมารดาและทารกออกจากกัน
cfDNA ของทารก (cffDNA) มักจะมีขนาดสั้นกว่า cfDNA ของมารดา โดยทั่วไป cffDNA มีขนาดประมาณ 140-160 bp ในขณะที่ cfDNA ของมารดาจะมีขนาดใหญ่กว่า (มากกว่า 160 bp)
สามารถใช้เทคนิค Size Selection เพื่อเลือกเฉพาะชิ้นดีเอ็นเอที่มีขนาดสั้นเพื่อเพิ่มความแม่นยำของการตรวจ
นอกจากนี้ ยังสามารถใช้วิธีการคำนวณสัดส่วนของ cfDNA โดยเปรียบเทียบลำดับเบสที่มีลักษณะเฉพาะของโครโมโซมของทารก ซึ่งแตกต่างจากของมารดา
2. การเตรียมห้องสมุดดีเอ็นเอ (Library Preparation)
ดีเอ็นเอที่สกัดได้จะถูกนำมาเตรียมห้องสมุดโดยกระบวนการที่รวมถึง:
การตัดดีเอ็นเอให้มีขนาดที่เหมาะสม
การเติมส่วนท้ายของดีเอ็นเอด้วย adapters และ barcodes เพื่อให้สามารถนำไปวิเคราะห์ด้วย NGS
3. การหาลำดับดีเอ็นเอด้วย NGS
NGS เป็นเทคนิคที่สามารถอ่านลำดับดีเอ็นเอจำนวนมากได้ในเวลาเดียวกัน โดยทั่วไป NIPT จะใช้ whole genome sequencing (WGS) หรือ targeted sequencing ขึ้นอยู่กับแพลตฟอร์มที่ใช้ โดยกระบวนการมีดังนี้:
การสร้างคลัสเตอร์ของดีเอ็นเอ บน flow cell
การหาลำดับเบส โดยใช้หลักการของ sequencing-by-synthesis
การตรวจสอบคุณภาพของข้อมูลที่ได้
4. การวิเคราะห์ข้อมูลทางชีวสารสนเทศ
ข้อมูลลำดับดีเอ็นเอที่ได้จะถูกนำมาวิเคราะห์ด้วยอัลกอริธึมเฉพาะเพื่อประเมินปริมาณของแต่ละโครโมโซมใน cfDNA โดยเปรียบเทียบกับฐานข้อมูลอ้างอิง หากพบว่าปริมาณของโครโมโซมใดผิดปกติ เช่น โครโมโซม 21 มีปริมาณเพิ่มขึ้น อาจบ่งชี้ถึงภาวะดาวน์ซินโดรม (Trisomy 21) นอกจากนี้ ยังสามารถตรวจพบ Trisomy 18 (Edward syndrome), Trisomy 13 (Patau syndrome) และความผิดปกติของโครโมโซมเพศได้
หลักการที่ใช้ในการตรวจเฉพาะโครโมโซม 13, 18, และ 21
การใช้ shotgun sequencing ทำให้สามารถวิเคราะห์ปริมาณ cfDNA ที่มาจากแต่ละโครโมโซมได้
การคำนวณอัตราส่วนของลำดับเบสที่มาจากโครโมโซมเป้าหมาย (เช่น chr13, chr18, chr21) เทียบกับโครโมโซมอ้างอิง
หากพบว่าปริมาณดีเอ็นเอจากโครโมโซมเหล่านี้สูงกว่าปกติ อาจเป็นสัญญาณของ Trisomy
เทคนิค targeted sequencing สามารถใช้ probe ที่ออกแบบมาเพื่อจับกับเฉพาะโครโมโซมที่ต้องการตรวจ เพื่อเพิ่มความแม่นยำของการวิเคราะห์
5. การแปลผลและการรายงานผล
ผลการวิเคราะห์จะถูกรายงานในรูปแบบของค่าความเสี่ยง เช่น z-score หรือ fetal fraction โดยต้องพิจารณาถึงข้อจำกัดต่าง ๆ เช่น อัตราส่วนของ fetal fraction ในตัวอย่างเลือดมารดา หากต่ำกว่า 4% อาจทำให้การตรวจวิเคราะห์มีความแม่นยำน้อยลง นอกจากนี้ยังต้องอาศัยการยืนยันผลด้วยวิธีอื่น เช่น Amniocentesis หรือ CVS หากผลตรวจบ่งชี้ความผิดปกติ
ข้อดีและข้อจำกัดของ NIPT ด้วย NGS
ข้อดี:
มีความแม่นยำสูง โดยเฉพาะในกรณีของ Trisomy 21
เป็นการตรวจที่ไม่รุกล้ำ ปลอดภัยต่อมารดาและทารก
สามารถตรวจได้ตั้งแต่อายุครรภ์ 10 สัปดาห์ขึ้นไป
ข้อจำกัด:
อาจให้ผลบวกลวงหรือผลลบลวงในบางกรณี เช่น กรณีของ vanishing twin
ไม่สามารถตรวจหาความผิดปกติของโครงสร้างโครโมโซมได้ละเอียดเท่ากับการทำ karyotyping หรือ chromosomal microarray
ค่าใช้จ่ายสูงกว่าการตรวจคัดกรองแบบเดิม
สรุป
NIPT ที่ใช้ NGS เป็นเทคนิคที่ช่วยให้สามารถตรวจคัดกรองความผิดปกติของโครโมโซมของทารกได้อย่างแม่นยำและปลอดภัย โดยอาศัยการวิเคราะห์ cfDNA จากเลือดมารดา แม้ว่าจะมีข้อจำกัดบางประการ แต่ถือเป็นหนึ่งในวิธีการตรวจที่มีศักยภาพสูงและได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในปัจจุบัน
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น