はじめに

流産や妊娠の喪失は、多くの人が気付いているよりも一般的です。American College of Obstetricians and Gynecologists（ACOG）は、臨床的に確認された妊娠の約5分の1が自然に終結すると推定しています。 妊娠後12週以内がほとんどです。¹ 一般的ではないのは、再発性妊娠損失（RPL）です。 米国生殖医学会（ASRM）が、これらの妊娠（臨床的に超音波で確認）が20週に達する前に2回以上の流産と定義しています。² 女性の約1～2%が複数の疾患に罹患しています。 連続流産、および 多くの場合 これらの損失の原因は遺伝的な性質です。³

CombiMatrixの臨床部門バイスプレジデント兼細胞遺伝学ディレクターであるTrilochan Sahoo医学博士によると、従来の染色体核型分析では、特定のカップルでRPLを引き起こしている可能性のある要因に関する情報は限られています。体質細胞遺伝学とゲノミクスにおける彼の長年の研究は、染色体マイクロアレイ解析（CMA）がより高い信頼性を提供する可能性があることを示唆しています。 分析感度、 流産解析における古い技術よりも特異性が優れています。^4-6 仮説をテストするには、 Sahoo博士と彼の同僚たちは、>3年間の体系的な 大規模後ろ向き研究。⁷ この研究では、CytoSNP-850K BeadChipを用いたCMAが、さまざまなサンプルタイプにおける臨床的に重要な異常の検出に役立つことを明らかに示しました。 従来の核型分析よりも、染色体の状態に関するより包括的な情報を提供します。

CombiMatrixは、細胞ゲノムサービスの大手プロバイダーとして、毎年、受精産物（POC）から2,500を超えるサンプルの細胞遺伝学的解析を行っています。Sahoo博士はiCommunityと、RPLの遺伝的基盤を理解するために従来の染色体解析を使用することの歴史的課題について、またCytoSNP-850K BeadChipのようなCMAがどのようにして科学者や臨床医が妊娠損失の原因に関する重要な洞察を得ることができるかについて話しました。

Trilochan Sahoo医学博士は、CombiMatrixの臨床業務担当バイスプレジデント兼細胞遺伝学担当ディレクターです。

Q：集団における流産とRPLの発生率はどのくらいですか？

Trilochan Sahoo（TS）：流産はかなり一般的です。臨床的に認識されたすべての妊娠の約15～20%は、最終的に流産につながることが認められている。1 しかし、多くの妊娠は、医師によって妊娠と認識される前に失われる。約1～2%のカップルがRPLを発症します。³ POCサンプルの細胞遺伝学的解析を行い、RPLの原因となりうる遺伝的原因を突き止めます。

Q：POCサンプルの細胞遺伝学的解析を行う上で、どのような困難がありますか？

TS：POCサンプルの細胞遺伝学的解析にはいくつかの問題があります。流産は予測が困難で、POCサンプルを迅速に取得できる臨床環境から離れて起こることがよくあります。流産が家庭でも病院でも起こり、POCサンプルの品質にも大きなばらつきがあります。これは、新鮮なPOCサンプルにも当てはまります。多くの場合、サンプルの品質は最適ではなく、ラボでは従来の染色体解析や蛍光in situハイブリダイゼーション（FISH）解析に必要な絨毛絨毛の胎児細胞をうまく培養することができません。

歴史的に、POCサンプルで従来の染色体解析を行うと、アッセイの失敗率は20～40%になります。^8-9 成功すると、サンプルが母体組織で汚染されるリスクが生じます。子宮組織による母体細胞汚染は、POCサンプルの細胞遺伝学的解析を不可能にし、偽陰性結果の可能性を大幅に高めます。私たちの最善の結果は、胎児組織から直接純粋に抽出されたDNAから得られます。そのため、ゲノム状態を理解するために必要な高品質で非常に特異的なデータが得られます。

Q：POC細胞遺伝学解析にCytoSNP-850K BeadChipを使い始めたきっかけは何ですか？

TS：CytoSNP-850K BeadChipは、2012年から、出生前、小児、流産解析を含むすべての細胞ゲノム検査専用に使用されています。高感度で特異度の高い異常を検出する全ゲノムの高解像度マイクロアレイです。このマイクロアレイを使用して染色体領域の欠失または重複が見られる場合、それは正確かつ真実であると確信しています。

CytoSNP-850K BeadChipは、850,000の一塩基多型（SNP）を評価し、RPLの背後にある重要なクラスの遺伝的原因を同定することができます。これには、トリソミーなどの異数性、3つの完全なハプロイドセットがある三重体、遺伝物質のない卵子が精子で受精する臼歯妊娠が含まれます。これらの異常のほとんどは生命と適合せず、従来の染色体解析では判断が難しい場合があります。

CytoSNP-850K BeadChipの貴重な側面は、病理学ラボで処理されたホルマリン固定パラフィン包埋（FFPE）組織サンプルにうまく使用できることです。これらのFFPEサンプルと新鮮なPOCサンプルを高い成功率で解析することができます。実際、CytoSNP-850K BeadChipを使用したマイクロアレイ解析のために受け取る新鮮サンプルとFFPEサンプルの90%以上について、正確で有益な結果を提供できます。FFPEサンプルを解析する能力は、複数の妊娠損失を研究する上で有益です。なぜなら、以前の妊娠からアーカイブされたPOCサンプルに戻り、異常が何であったかを判断することができるからです。

“CytoSNP-850K BeadChipを用いたマイクロアレイ解析で受け取る新鮮およびFFPEサンプルの90%以上について、正確かつ有益な結果を提供できます。”

Q：CMAを用いた妊娠喪失サンプル研究のきっかけは何ですか？

TS：CombiMatrixは、数年にわたりPOCサンプルのマイクロアレイ解析を実施しており、POC CMAサービスの最大のプロバイダーの1つです。CytoSNP-850K BeadChipの実装により、このテクノロジーが染色体解析で古典的に同定された標準トリソミーの同定にどれほど強力であったか、また、従来の手法の能力を超えるさまざまな追加異常を同定できたことに気づきました。CytoSNP-850K BeadChipは、妊娠損失の一因となる可能性のある異常の長いリストを特定するために使用できます。多くのデータがあったため、多くの頻度の調査結果がある多くのケースで、コミュニティにデータを提供するのは私たちの責任だと感じました。

当社は、最新世代のゲノムツールを用いた8,000を超えるPOCサンプルに関する最大規模の単一研究を公表しました。これらの新しいテクノロジーは、妊娠損失の遺伝的原因の理解に大きく貢献し、他に知っておくべきことに関する質問をする機会を与えてくれます。

Q：CMA研究でどのような種類のPOCサンプルを解析しましたか？

TS：本研究のサンプルの約75%は新鮮サンプル、約23%はFFPEサンプル、少数の割合は血液、羊水培養細胞またはDNAでした。約60%がRPL患者であった。

染色体異数性や、妊娠損失につながる、または妊娠損失の一因となるゲノム不均衡について考えるための新しい基準を確立したと強く感じています。

Q：CMA研究ではどのようなテクノロジーを使用しましたか？

TS：数年前にPOCサンプルの検査を開始したとき、細菌人工染色体"（BAC）"アレイ比較ゲノムハイブリダイゼーション（CGH）やオリゴヌクレオチドアレイCGHなどの古いCMAプラットフォームを使用しました。SNPベースのCytoSNP-850K BeadChipへの移行の重要性は、特に、染色体核型分析が不可能で、古いプラットフォームの失敗率が高いFFPEサンプルに当てはまります。我々の研究では、これらの技術が症例の約18%を占めていました。2012年にCytoSNP-850K BeadChipに移行し、この技術を使用した研究事例の88%を達成しました。

Q：どのような種類の異常を評価していましたか？

TS：POCサンプルを見ると、トリソミー、トリロイディ、または欠失や重複などの大きなゲノム不均衡がよく特定されます。研究の規模が大きいため、16トリソミーや21トリソミーなどの単一染色体トリソミーの頻度に関する広範なデータを取得しました。また、患者が16トリソミー、21トリソミー、および別のトリソミーを持つ複数のトリソミーを持つ症例のかなりの割合も取得しました。約8%が三倍体または全ゲノムの片親片親の解剖（UPD）を受けていました。トリロイディは部分的な胞状奇胎を示唆し、全ゲノムの片親性解剖は完全な臼歯妊娠を示唆しています。これらのゲノム異常はいずれもほぼ必ず妊娠損失をもたらします。重要なのは、この大規模なデータセットにより、特定の染色体異常の頻度を正確に推定できたことです。染色体異数性や、妊娠損失につながる、または妊娠損失の一因となるゲノム不均衡について考えるための新しい基準を確立したと強く感じています。

Q：CytoSNP-850K BeadChipを使用してRPLを評価すると、どのような洞察を得ることができますか？

TS：ご想像のように、RPLに苦しんでいる患者は、なぜRPLが起こっているのか、その答えを見つけるよう促されます。流産の常識にもかかわらず、妊娠損失は必ずしも理解しやすいものではありません。最近の研究では、遺伝的原因が妊娠損失の50%超の原因であることが示唆されています。^10-11しかし、これらの損失を理解するために遺伝子検査を実施する動機はまだまだあまりありません。

CMA検査の利点は、50%以上の症例で実際に異常を定義できることです。21トリソミーまたは16トリソミー、あるいはこの妊娠損失をもたらしたその他の主要なゲノム異常であると答えることができます。今では、どの程度のゲノム異常が妊娠損失につながる可能性が最も高いか、またどのようなゲノム異常が最も高いかがよくわかりました。異常が小さく、あまり明らかでない場合には確信が持てませんが、通常、ある種の遺伝子異常が妊娠損失を引き起こした、または妊娠損失に大きく寄与したと言えるでしょう。

その結果、患者に回答を提供できます。多くの点で、この感情的およびトラウマ的な家族のイベントを締めくくる感覚を与えてくれます。閉鎖の感覚に加えて、将来の妊娠で同様の事象が発生する可能性に対するある程度の予測的価値を提供できることがよくあります。私たちの視点では、それは最も貴重な情報かもしれません。患者の妊娠損失に関する情報や、将来の妊娠においてどのような再発リスクが予想されるかに関する情報を提供します。

"効率的なワークフロー、複数のサンプルを合理化された方法で同時に処理する能力、CytoSNP-850K BeadChipで取得する高品質のデータにより、サンプルに見られるさまざまな種類の異常に対して高い信頼感を得られます。"

Q：POCサンプルの解析におけるCytoSNP-850K BeadChipの評価について教えてください。

TS：CytoSNP-850K BeadChipは強力なプラットフォームで、高い感度と特異性で遺伝子異常データを提供します。これには、サンプルの処理からマイクロアレイランの実際の実行、データの解析まで、合理化されたプロセスとユーザーフレンドリーなテクノロジーが含まれます。CytoSNP-850K BeadChipは、さまざまなタイプの複数のサンプルを処理する際に高い効率で作業することができます。プロセスの多くは、イルミナが提供するテクノロジーとラボで開発したプロセスによって自動化されています。最も重要なことは、CytoSNP-850K BeadChipは、コピー数の変動、すなわち欠失、重複、トリソミー、モノソミー、およびアレルの不均一性の両方について、高品質のデータを提供します。効率的なワークフロー、複数のサンプルを合理化された方法で同時に処理する能力、CytoSNP-850K BeadChipで取得する高品質のデータにより、サンプルに見られるさまざまなタイプの異常に対して高い信頼感を得られます。

Q：今後、イルミナのテクノロジーをどのように利用する予定ですか？

TS：CytoSNP-850K BeadChipは、侵襲的な出生前検査および小児組織サンプルの評価のためにPOCを解析するための当社の推奨プラットフォームです。

マイクロアレイテクノロジーは、すべてにもかかわらず、私たちが望むほど経済的ではありません。そこで、イルミナのハイスループット次世代シーケンサー（NGS）テクノロジーをさまざまな研究分野向けに評価しています。NGSを評価し、CytoSNP-850K BeadChipを使用して達成したのと同じレベルの感度と特異性を達成できるかどうかを調べています。論文で詳述したように、NGSを使用してある程度の評価能力を達成できれば、困難なPOCサンプルのCMA解析に移る前に、スクリーニング検査としてそれを非常に積極的に追求することになります。

CytoSNP-850K BeadChipが提供する感度、特異度、および異常のピックアップ率は、近い将来に向けた一種のゴールドスタンダードとなります。高解像度の染色体マイクロアレイは、患者とその家族に非常に大きな価値をもたらし、私たちにとって最も重要なものです。

Q：RPLの研究に関して、どのような結果が変わることを期待しますか？

TS：POCサンプルには、従来の染色体核型解析が望ましい選択であると考える臨床医が依然として多数います。本論文に加えて、適切なプラットフォームを使用して、染色体マイクロアレイが非常に高い感度と特異性でより多くの回答を提供することを示す研究もあります。^6,12これは、標準的な染色体解析によって厳密に達成できるすべてのものを著しく無効にします。今後、POC検査の第一線として、臨床医や専門学会の採用が進むことを期待しています。診断価値の面では、患者が大きな恩恵を受けていると強く感じています。

この特定の用途に対する未承認の適応または製品。この意見は、レビュアーの評価に基づいています。