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LaboratoriumsMedizin - Journal of Laboratory Medicine

Offizielles Organ der Deutschen Vereinten Gesellschaft für Klinische Chemie und Laboratoriumsmedizin e.V. (DGKL) und affiliiert mit der Österreichischen Gesellschaft für Laboratoriumsmedizin und Klinische Chemie (ÖGLMKC)

Editor-in-Chief: Schuff-Werner, Peter

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ISSN
1439-0477
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Volume 33, Issue 3 (May 2009)

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Nicht-invasive pränatale Diagnostik fetaler chromosomaler Aneuploidien mittels Nukleinsäureanalyse des mütterlichen Plasmas / Noninvasive prenatal diagnosis of fetal chromosomal aneuploidies by maternal plasma nucleic acid analysis1)

Y.M. Dennis Lo
  • Centre for Research into Circulating Fetal Nucleic Acids, Li Ka Shing Institute of Health Sciences, and Department of Chemical Pathology, The Chinese University of Hong Kong, Prince of Wales Hospital, Shatin, New Territories, Hong Kong SAR, China
/ Rossa W.K. Chiu
  • Centre for Research into Circulating Fetal Nucleic Acids, Li Ka Shing Institute of Health Sciences, and Department of Chemical Pathology, The Chinese University of Hong Kong, Prince of Wales Hospital, Shatin, New Territories, Hong Kong SAR, China
Published Online: 2009-05-07 | DOI: https://doi.org/10.1515/JLM.2009.019

Zusammenfassung

Die Entdeckung zirkulierender zellfreier fetaler Nukleinsäuren im mütterlichen Plasma eröffnet neue Möglichkeiten für die nicht-invasive pränatale Diagnostik. Die mögliche Anwendung dieser Technologie für den nicht-invasiven pränatalen Nachweis fetaler chromosomaler Aneuploidien stellt dabei einen besonders interessanten Aspekt dieses Bereiches dar. Die größte Herausforderung besteht darin, dass zellfreie fetale Nukleinsäuren nur einen kleinen Bruchteil der gesamten Nukleinsäuren im mütterlichen Plasma darstellen.

Es wurde eine Literatur-Recherche durchgeführt, die zeigte, dass die Untersucher Methoden angewandt haben, die auf der physischen und molekularen Anreicherung fetaler Nukleinsäure-Targets aus mütterlichem Plasma basieren. Die erstere umfasst die Verwendung der Größenfraktionierung der DNA sowie der – allerdings umstrittenen – Methode der Formaldehyd-Behandlung. Letztere wurde durch die Entwicklung fetaler epigenetischer und fetaler RNA-Marker erreicht. Der Aneuploidiestatus des Fetus wurde mittels der Analyse des Allelverhältnisses der fetalen epigenetischen und RNA-Marker im Plasma erforscht. Es hat sich gezeigt, dass die digitale PCR eine hohe Präzision für Analysen des Allelverhältnisses und der relativen Chromosomendosis bietet.

Nach 10 Jahren Arbeit konnte in Studien mit kleinen Probenumfängen die theoretische und praktische Durchführbarkeit des Nachweises pränataler fetaler chromosomaler Aneuploidie mittels der Analyse von Nukleinsäuren im Plasma nachgewiesen werden. Es werden jedoch größere unabhängige Studien nötig sein, um diese ersten Beobachtungen zu bestätigen. Falls sich diese größer angelegten Studien als erfolgreich erweisen, ist zu erwarten, dass die molekulare nicht-invasive pränatale Diagnose der wichtigsten chromosomalen Aneuploidien durch die Weiterentwicklung neuer fetaler DNA/RNA-Marker und neuer analytischer Methoden in naher Zukunft zur Routine werden könnte.

Abstract

Background: The discovery of circulating cell-free fetal nucleic acids in maternal plasma has opened up new possibilities for noninvasive prenatal diagnosis. The potential application of this technology for the noninvasive prenatal detection of fetal chromosomal aneuploidies is an aspect of this field that is being actively investigated. The main challenge of work in this area is the fact that cell-free fetal nucleic acids represent only a minor fraction of the total nucleic acids in maternal plasma.

Methods and results: We performed a review of the literature, which revealed that investigators have applied methods based on the physical and molecular enrichment of fetal nucleic acid targets from maternal plasma. The former includes the use of size fractionation of plasma DNA and the use of the controversial formaldehyde treatment method. The latter has been achieved through the development of fetal epigenetic and fetal RNA markers. The aneuploidy status of the fetus has been explored through the use of allelic ratio analysis of plasma fetal epigenetic and RNA markers. Digital PCR has been shown to offer high precision for allelic ratio and relative chromosome dosage analyses.

Conclusions: After a decade of work, the theoretical and practical feasibility of prenatal fetal chromosomal aneuploidy detection by plasma nucleic acid analysis has been demonstrated in studies using small sample sets. Larger scale independent studies will be needed to validate these initial observations. If these larger scale studies prove successful, it is expected that with further development of new fetal DNA/RNA markers and new analytical methods, molecular noninvasive prenatal diagnosis of the major chromosomal aneuploidies could become a routine practice in the near future.

Keywords: Aneuploidien; Chromosomenaberrationen; fetale Nukleinsäuren im mütterlichen Blut; Pränataldiagnostik; aneuploidies; chromosomal aberration; fetal nucleic acids in maternal blood

About the article

Korrespondenz: Y.M. Dennis Lo, Department of Chemical Pathology, The Chinese University of Hong Kong, Room 38061, 1/F, Prince of Wales Hospital, Shatin, New Territories, Hong Kong SAR, China


Published Online: 2009-05-07

Published in Print: 2009-05-01



Citation Information: LaboratoriumsMedizin, ISSN (Online) 1439-0477, ISSN (Print) 0342-3026, DOI: https://doi.org/10.1515/JLM.2009.019. Export Citation

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