Non-invasive prenatal testing for fetal aneuploidy by massively parallel DNA sequencing of maternal plasma: the future has arrived today/Nicht-invasiver Pränatal-Test auf fetale Aneuploidie mittels massiv-paralleler DNA-Sequenzanalyse im mütterlichen Plasma: in der Zukunft angekommen

Abstract

: After decades of research, non-invasive prenatal testing (NIPT) using maternal blood to determine fetal chromosome status has found its way from the research laboratory into clinical practice, triggering a long-awaited paradigm shift in prenatal care. A variety of methods using sequencing of maternal cell-free DNA (cfDNA) have now been studied, primarily demonstrating their ability to detect the most common fetal aneuploidy, trisomy 21 (T21). The focus of this article is on massively parallel sequencing (MPS) with optimized sequence tag mapping and chromosome quantification, which accurately detects T21 as well as multiple other aneuploidies across the genome. The power of this technique resides in its high precision and reduction of variation within and between sequencing runs. Using MPS, classification of aneuploidy status for a given sample can be reliably assigned from the genetic information alone without the need to factor in other maternal pre-test risk or other clinical variables. Performance of this method has been prospectively demonstrated in a rigorous, blinded, multi-center study in the United States. The findings suggest that MPS can be incorporated into existing prenatal screening algorithms to reduce unnecessary invasive procedures. This technology and key considerations for clinical implementation are discussed.Keywords: cell-free DNA (cfDNA); fetal aneuploidy; massively parallel sequencing (MPS); maternal plasma; noninvasive prenatal testing (NIPT) .Zusammenfassung : Nach jahrzehntelanger Forschung hat der Nicht-invasive Pr ä natal-Test (NIPT) des fetalen Chromosomenstatus im m ü tterlichen Plasma seinen Weg aus den Forschungslaboren in die klinische Praxis gefunden und l ö st einen lange herbeigesehnten Paradigmenwechsel in der pr ä natalen Diagnostik aus. Es wurde bereits eine Vielzahl von Methoden, welche die Sequenzanalyse von m ü tterlicher zell-freier DNA (cfDNA) verwenden, untersucht. Dabei zeigte sich, dass dieser Ansatz f ü r den Nachweis der h ä ufigsten fetalen Aneuploidie, der Trisomie 21 (T21) genutzt werden kann. Der Fokus dieses Artikels liegt auf der massiv-parallelen Sequenzanalyse (MPS) mit optimiertem "Sequence Tag Mapping " und Chromosomenquantifizierung, wodurch T21 und zahlreiche andere Aneuploidie im Genom exakt nachgewiesen werden k ö nnen. Der Vorteil dieser Methode liegt in ihrer hohen Pr ä zision und der Reduzierung der Variation innerhalb eines sowie zwischen mehreren Sequenzierungsl ä ufen. Durch die Verwendung von MPS kann der Aneuploidie-Status einer Probe zuverl ä ssig allein aus der genetischen Information ohne die Fakturierung in anderen m ü tterlichen Pr ä test-Risiko oder anderen klinischen Variablen ermittelt werden. Die Eignung dieser Methode konnte prospektiv in einer streng verblindeten, multizentrischen Studie in den USA demonstriert werden. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass MPS in existierende pr ä natale Screening-Algorithmen integriert werden kann und somit unn ö tige invasive Eingriffe reduziert werden k ö nnen. Die Technologie und ih...