ES2198532T3 - Analisis prenatal del sindrome de down. - Google Patents

Analisis prenatal del sindrome de down.

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ES2198532T3 ES97301987T ES97301987T ES2198532T3 ES 2198532 T3 ES2198532 T3 ES 2198532T3 ES 97301987 T ES97301987 T ES 97301987T ES 97301987 T ES97301987 T ES 97301987T ES 2198532 T3 ES2198532 T3 ES 2198532T3
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Abstract

SE DESCRIBE UN METODO PARA LA DETECCION ANTENATAL DE UNA ANOMALIA EN UN FETO UTILIZANDO UN LIQUIDO CORPORAL QUE CONTIENE UN MARCADOR, DE FORMA QUE EN UNA ETAPA DE LA GESTACION (ETAPA A) LA MEDIA O MEDIANA DE LA CONCENTRACION DEL MARCADOR DIFIERE EN MENOS DEL 20 % ENTRE LOS EMBARAZOS AFECTADOS Y NO AFECTADOS POR ANOMALIAS Y QUE EN OTRA ETAPA DE LA GESTACION (ETAPA B) DIFIERE EN MAS DEL 50 % ENTRE LOS EMBARAZOS AFECTADOS Y NO AFECTADOS, CON UN PERIODO DE AL MENOS 3 SEMANAS ENTRE LA ETAPA A Y LA ETAPA B, CARACTERIZADO PORQUE LAS DETERMINACIONES DE LAS CONCENTRACIONES DE MARCADOR PARA CADA MUJER SE REALIZAN EN LA ETAPA A Y LA ETAPA B Y SE COMPARAN PARA OBTENER UNA CONCENTRACION NORMALIZADA; LA CONCENTRACION NORMALIZADA ASI DETERMINADA SE COMPARA CON CONCENTRACIONES NORMALIZADAS DETERMINADAS DE FORMA SIMILAR PARA POBLACIONES DE MUJERES CON Y SIN DICHAS ANOMALIAS FETALES, UN APARATO PARA APLICAR EL METODO.

Description

Análisis prenatal de anomalías fetales.
Esta invención trata de un procedimiento para el análisis prenatal del síndrome de Down.
Se sabe que el riesgo de muchas anomalías fetales está asociado a una edad materna avanzada, y se ha empleado este factor durante muchos años como la base para la selección de mujeres embarazadas con mayor riesgo para un estudio posterior. El estudio posterior incluye la toma de una muestra de líquido amniótico por amniocentesis con objeto de aislar células fetales que se pueden entonces examinar en busca de anomalías fetales mediante un cariotipo. Este procedimiento no se encuentra completamente exento de riesgo para la madre ni para el feto. Se estima que el riesgo de aborto espontáneo como resultado de este procedimiento es del orden de 0,5% al 1,0%.
Se han identificado otros factores de riesgo que también se pueden emplear para seleccionar a aquellas mujeres con mayor riesgo de anomalías fetales. Por ejemplo, Wald y col. en la Patente Europea Número 362294 B1 describieron cómo las concentraciones séricas maternas de alfa-fetoproteína (AFP), gonadotropina coriónica humana (hCG) y estriol no conjugado (UE3) determinadas en el segundo trimestre de embarazo (de las semanas 13 a 26) se pueden emplear para calcular el riesgo individual de una mujer de dar posteriormente nacimiento a un niño con Síndrome de Down. En la Memoria descriptiva de la Patente Europea Número 409956A Macri describió cómo la medición de la subunidad beta libre de la hCG también se puede emplear como marcador del Síndrome de Down fetal. Lith Van (Lith Van J.M.M., "First-trimester maternal serum human chorionic gonadotrophin as a marker for fetal chromosomal disorders", Prenatal Diagnosis, vol. 12, no. 6, June 1992, p.495-504) describió cómo la determinación de hCG sola o junto con otros parámetros en el primer trimestre de embarazo puede detectar un número de embarazos con Síndrome de Down. Lith Van sugiere también que puede ser ventajoso hacer del mismo modo una determinación independiente en el segundo trimestre. El documento EP 0 701 131 describe un procedimiento de análisis prenatal de Síndrome de Down en el que el nivel de inhibina dimérica en una muestra de un fluido corporal materno tomada de una mujer embarazada, junto con la edad gestacional de la mujer, se comparan con valores de referencia. El documento EP 0 635 722 también describe un procedimiento de análisis prenatal de Síndrome de Down en el que el nivel de hCG en una muestra de un fluido corporal materno tomada de una mujer embarazada, junto con la edad gestacional de la mujer embarazada, se comparan con valores de referencia.
Todos los marcadores séricos maternos se han identificado basándose en que las concentraciones encontradas en embarazos anormales son diferentes de las que se encuentran en embarazos normales. La enseñanza actual dicta que las sustancias que se encuentran en suero materno que no muestran diferencias de concentración entre embarazos normales y anormales no son tan útiles como marcadores séricos maternos. Algunos marcadores séricos maternos son de uso claro solamente en ciertos estadios del embarazo. Se sabe, por ejemplo, que las concentraciones de PAPP-A son menores en el primer trimestre de embarazo en el que el feto tiene Síndrome de Down, pero no muestra diferencias en el segundo trimestre de embarazo. Por el contrario, se ha mostrado que la hCG sérica materna no es un marcador muy eficaz de Síndrome de Down fetal en el primer trimestre. Macintosh M.C.M. & Chard T.; Fetal. Mat. Med. Rev.5 : 181-190, 1993 - Wald N.J., Kennard A. & Smith D., Ann. Med., 26: 23-29, 1994. La enseñanza actual dicta por lo tanto que la determinación de PAPP-A en el segundo trimestre de embarazo o de hCG en el primer trimestre de embarazo no sería útil en el análisis de Síndrome de Down fetal.
Es conveniente que se desarrollen procedimientos de análisis prenatal en los que sea posible una corrección para eliminar la influencia de la variación entre sujetos.
De acuerdo con la presente invención proporcionamos un procedimiento para el análisis prenatal del Síndrome de Down en fetos que comprende a) la determinación del nivel de la forma intacta del marcador sérico hCG o de la subunidad alfa o beta libre de la hCG en una primera muestra tomada de una mujer embarazada entre las semanas 9 y 13 de gestación para dar el valor A, b) la determinación del nivel de la forma intacta de la hCG o de la subunidad alfa o beta libre de la hCG en una segunda muestra tomada de dicha mujer embarazada entre las semanas 15 y 20 de gestación para dar el valor B, c) comparar el valor A y el valor B para dicha mujer para dar una concentración normalizada, en la que dicha concentración normalizada se determina dividiendo el nivel de la forma intacta de la hCG o de la subunidad alfa o beta libre de la hCG de la etapa b) (valor B) entre el nivel de la forma intacta de la hCG o de la subunidad alfa o beta libre de la hCG de la etapa a) (valor A), y d) comparar la concentración normalizada así obtenida para dicha mujer de forma individual con concentraciones normalizadas determinadas de forma similar en poblaciones de mujeres con un embarazo afectado o no por Síndrome de Down, en el que entre las semanas 9 y 13 de gestación el nivel medio o la mediana de la forma intacta de la hCG o de la subunidad alfa o beta libre de la hCG difieren en menos de 20% entre los embarazos afectados o no por el Síndrome de Down y entre las semanas 15 y 20 de gestación el nivel medio o la mediana de la forma intacta de la hCG o de la subunidad alfa o beta libre de la hCG difieren en más de un 50% entre tales embarazos afectados o no, y en el que las determinaciones del nivel de la forma intacta de la hCG o de la subunidad alfa o beta libre de la hCG para dar los valores A y B están separadas en el tiempo por un periodo de al menos 3 semanas.
Las concentraciones de la mayoría de los marcadores séricos maternos cambian durante el embarazo como resultado de cambios en el tamaño y la madurez del feto o la placenta. Con objeto de poder hacer comparaciones válidas entre las concentraciones en distintos estadios del embarazo primero éstas han de ser normalizadas dividiendo el valor real entre el valor de la mediana encontrado en la población no afectada de mujeres embarazadas a esa edad gestacional (llamado Múltiplo de la Mediana o MoM). Se utiliza preferiblemente la mediana antes que la media para evitar la influencia indebida de valores extremos.
Ninguno de estos marcadores es diagnóstico, ya sean empleados individualmente o bien combinados estadísticamente en un modelo matemático multivariado. Las distribuciones de las concentraciones encontradas en grupos afectados y no afectados muestran una marcada superposición, que no permite la separación completa de los dos grupos.
La eficacia de cualquier marcador sérico materno está por lo tanto determinada no sólo por la diferencia en el valor medio de las distribuciones de las concentraciones en embarazos afectados y no afectados sino también por la varianza alrededor de la media. Si la varianza es pequeña, entonces la población de embarazos anormales se separa mejor de la población normal que si la varianza es grande. Por tanto, una varianza pequeña es una característica altamente deseable en cualquier prueba de análisis.
La varianza observada en las concentraciones de marcadores séricos maternos está constituida por dos componentes principales:
1. La variación de la concentración entre distintas mujeres embarazadas; y
2. La variación en una misma mujer de una ocasión a otra.
Si SDb representa la variación de la concentración entre mujeres embarazadas (expresada como la desviación típica) y Sdi la variación en la misma mujer de una ocasión a otra (expresada como la desviación típica) entonces la variación total observada que se aprecia cuando se examina un grupo de mujeres embarazadas viene dada por:
SDt = \surd SDb^{2} + Sdi^{2}
en la que SDt es la desviación típica observada para una población de mujeres embarazadas.
Para cualquier mujer de forma individual, los valores obtenidos de una ocasión a otra variarán sólo dentro de los límites definidos por la variación dentro de un mismo sujeto centrada alrededor de la concentración del punto de ajuste homeostático de esa mujer en concreto. El punto de ajuste homeostático es el valor medio encontrado en una mujer de forma individual alrededor del cual se puede apreciar una variación día a día. La variación observada en la población total será mucho mayor que la variación dentro de un mismo sujeto debido a la variación adicional originada por las diferencias en cuanto a la posición del punto de ajuste homeostático en cada mujer.
Si fuera posible eliminar el componente de variación atribuible a la variación entre sujetos, el grado de separación de las distribuciones de las concentraciones de marcadores séricos maternos aumentaría llevando a una mayor capacidad de la prueba para discriminar entre embarazos normales y anormales.
La presente invención proporciona una corrección para eliminar o reducir la influencia de la variación entre sujetos.
En distintos estadios de la gestación, algunos marcadores séricos maternos no muestran capacidad de discriminación entre embarazos afectados y no afectados, en otras palabras no hay o hay poca diferencia entre los valores medios de los grupos.
La determinación de la concentración de los marcadores séricos maternos en un estadio tal de la gestación proporciona una estimación del punto de ajuste homeostático para esa mujer en concreto (concentración A).
También se toma una muestra cuando el marcador sérico materno no muestra una buena discriminación entre embarazos afectados y no afectados (concentración B).
Una comparación entre las concentraciones A y B hace posible la determinación de una concentración normalizada (C), por ejemplo simplemente dividiendo B entre A. La concentración normalizada C para la población total muestra mucha menos variación que la que se aprecia en la distribución de las concentraciones A o B en la población, ya que la variación entre sujetos ha sido eliminada por el procedimiento de normalización.
En el procedimiento de la invención la concentración del marcador sérico que está siendo considerado se determina en un momento en que no es eficaz como marcador, es decir en un momento en que difiere en menos de un 20% entre embarazos afectados y no afectados. Esta determinación será denominada en lo sucesivo valor A. La concentración del marcador se determina también en un momento en que es eficaz como marcador, es decir en un momento en que discrimina por más de un 50% entre embarazos afectados y no afectados. Esta determinación será denominada en lo sucesivo valor B.
Las determinaciones del marcador para dar los valores A y B están separados en el tiempo por un periodo de al menos 3 semanas, por ejemplo entre 4 y 8 semanas. Preferiblemente las determinaciones para dar los valores A y B se realizan en distintos trimestres de embarazo, por ejemplo la primera muestra se podría tomar en la semana 8 de gestación y la segunda muestra en la semana 16 de gestación.
Tras sus determinaciones, los valores A y B se comparan por cualquier procedimiento adecuado, preferiblemente pero no exclusivamente por división, para dar el valor C.
Las determinaciones y la comparación se realizan en una mujer de forma individual y el resultado se facilita a un ordenador equipado con un algoritmo basado en cifras para el valor de C derivadas de determinaciones en un amplio número de mujeres. Las curvas de distribución del valor C se pueden preparar y tienen un perfil más afilado y muestran menos variación alrededor de la media que las curvas de distribución de otros valores dando así una mayor separación entre las distribuciones en embarazos no afectados y en embarazos afectados por anomalías fetales. Empleando un ordenador es posible averiguar cómo es el valor C determinado en una mujer de forma individual comparado con el valor en la población total, es decir con una curva general.
La invención se puede aplicar empleando la forma intacta de la hCG o la subunidad alfa o beta libre de la hCG que, entre las semanas 9 y 13 de gestación (estadio A), discriminan por menos de un 20% entre los embarazos afectados y no afectados por la anomalía que se está considerando y entre las semanas 15 y 20 de la gestación (estadio B) discrimina por más de un 50% entre tales embarazos afectados o no.
Los fluidos corporales maternos en los que se realizan las determinaciones incluyen, por ejemplo, saliva, orina, líquido amniótico y en particular sangre.
De acuerdo con el procedimiento de la invención, las determinaciones se llevan a cabo y se analizan a partir de muestras tomadas durante un periodo de tiempo adecuado del embarazo. Preferiblemente las determinaciones se realizan en muestras tomadas en el primer y segundo trimestre y a menudo en el periodo entre el principio de la octava semana y el final del segundo trimestre. El valor sérico normalizado de un solo marcador sérico de la mujer se divide entre el valor esperado normalizado de la mediana encontrado en mujeres con embarazos no afectados en la misma edad gestacional para obtener el múltiplo de la mediana (MoM). Se calcula la probabilidad de que los valores de (MoM) para la combinación de marcadores séricos evaluados pertenezca a la distribución multivariada de valores encontrada en embarazos no afectados. Se realiza el mismo cálculo haciendo referencia a la probabilidad de que la combinación de valores individual forme parte de la distribución multivariada encontrada en embarazos anormales. La relación entre las dos probabilidades se denomina la relación de probabilidad (LR) que indica la probabilidad de que una mujer de forma individual tenga un embarazo afectado o no. El grado de separación entre las distribuciones multivariadas para embarazos afectados y no afectados cambia con la edad gestacional, es decir existe un cambio continuo en la forma de calcular de la probabilidad dependiendo de la edad gestacional. Este cambio continuo se puede construir en el algoritmo empleado para el cálculo.
Una mujer, de forma individual, tiene a priori un riesgo relacionado con la edad que es independiente de las concentraciones de un marcador sérico materno. El riesgo de las mujeres relacionado con la edad, según el teorema de Baye, se modifica multiplicando por la relación de probabilidad (LR) obtenida previamente para obtener un riesgo combinado. Este riesgo combinado puede ser entonces empleado para orientar a la mujer con respecto al riesgo relativo de anomalía enfrentado al riesgo de aborto asociado al subsecuente procedimiento diagnóstico invasivo.
La invención se ilustra con la ayuda de los dibujos acompañantes en los que:
La Figura 1 es un gráfico de la mediana MoM frente a la edad de gestación en semanas empleando la hCG como marcador;
la Figura 2 es un gráfico que muestra la reducción de la superposición en las distribuciones de frecuencia de la hCG en embarazos con y sin corrección de la variación entre sujetos de acuerdo con el procedimiento de la invención.
A modo de ejemplo, en la Figura 1 la línea (a) representa los valores de la mediana MoM de la hCG para la población no afectada en diferentes semanas de la edad gestacional expresados como MoM. Por definición, ésta es MoM 1,0 en todas las edades gestacionales. La línea (b) se refiere a la concentración de hCG, expresada como MoM, en una mujer con un embarazo normal. La variación del valor a lo largo de la gestación es aleatoria, pero está centrada en el valor homeostático medio de MoM 2,0. Si la muestra del segundo trimestre (semanas 13 a 26) fuera la única examinada, se consideraría entonces que dicha mujer presenta un elevado riesgo de Síndrome de Down fetal teniendo en cuenta la elevada concentración de hCG. El conocimiento de que la primera muestra también es elevada, en un estadio de la gestación en que la hCG no es un marcador eficaz del Síndrome de Down, indica que la razón por la cual la hCG está elevada es atribuible a un elevado punto de ajuste homeostático más que a un Síndrome de Down fetal. La línea (c) indica los valores para una mujer con un embarazo afectado de Síndrome de Down que sería identificada correctamente como de alto riesgo basándose en un MoM de hCG elevado en la segunda muestra y la mediana del punto de ajuste homeostático en la primera muestra. Por el contrario, la línea (d) representa una mujer con un embarazo afectado de Síndrome de Down que sería considerada de bajo riesgo para Síndrome de Down fetal en base al resultado normal de hCG solamente en la segunda muestra, pero que sería considerada de alto riesgo conociendo que la primera muestra reveló un punto de ajuste homeostático muy bajo.
Una forma de combinar los resultados de la primera y la segunda muestra es dividir la concentración cuando el marcador es eficaz en la discriminación de las dos poblaciones entre la concentración cuando no es eficaz. En principio la eficacia absoluta y la ineficacia absoluta de los marcadores no se requieren, solamente la eficiencia debería ser suficientemente diferente como para permitir efectuar la normalización alrededor del punto de ajuste homeostático para una mujer de forma individual.
Ejemplo
A modo de ejemplo la Tabla 1 muestra la media y las desviaciones típicas (sd) del Múltiplo de la mediana de hCG de la población normal, expresado como logaritmo natural [ln (MoM)], de un ensayo clínico que incluyó 2765 mujeres con embarazos no afectados y 126 mujeres en las que el feto presentaba Síndrome de Down. Todas las muestras se tomaron entre las semanas 15 y 20 de gestación.
TABLA 1
Media ln Sd ln
(MoM) (MoM)
No afectadas 0,0000 0,5349
Síndrome de Down 0,6934 0,5843
Se realizó otro ensayo clínico incluyendo a 170 mujeres en el que las muestras se tomaron en un estadio del embarazo en el que la hCG no es un marcador de Síndrome de Down, al completar entre 9 a 13 semanas de gestación, y se tomó una muestra más entre 3 y 6 semanas más tarde, en un periodo de la gestación en que se sabe que la hCG es un marcador de Síndrome de Down, es decir entre las semanas 15 y 18 de gestación.
La segunda muestra de cada paciente se normalizó mediante la siguiente ecuación:
MoM hCG en la segunda muestra/ MoM hCG en la primera muestra = MoM hCG normalizada.
La Tabla 2 da la media y la desviación típica del ln (MoM) para la segunda muestra antes y después de normalizarla.
TABLA 2
media ln (MoM) Desviación
típica
Ln (MoM hCG) segunda muestra 0,0000 0,5178
Ln (MoM hCG) segunda muestra
normalizada. 0,0000 0,3863
La variación se reduce sustancialmente empleando la primera muestra para normalizar la segunda.
La varianza entre sujetos estimada en este grupo de 170 mujeres con embarazos no afectados, se puede obtener restando la varianza en un mismo sujeto a la varianza global:
Varianza entre sujetos = 0,5178^{2} - 0,3863^{2} = 0,1189
La varianza entre sujetos se puede restar a la varianza obtenida en no afectados y afectados de Síndrome de Down, la desviación típica de las cuales se muestra en la Tabla 1, para dar estimaciones de la varianza entre sujetos para embarazos no afectados y afectados de Síndrome de Down.
Varianza en embarazos no afectados = 0,5349^{2} - 0,1189 = 0,16728
Varianza en embarazos afectados por Síndrome de Down = 0,5843^{2} - 0,1189 = 0,22251
Las desviaciones típicas normalizadas para embarazos no afectados y afectados por Síndrome de Down se pueden calcular a partir de la varianza normalizada calculada arriba:
Desviación típica en embarazos no afectados = \surd0,16728 = 0,4089
Desviación típica en embarazos afectados por Síndrome de Down = \surd0,22251 = 0,4717.
La distribución del ln (MoM hCG) tras la normalización para las variaciones entre sujetos muestra ahora una superposición considerablemente menor entre los embarazos no afectados y los afectados por el Síndrome de Down. Le reducción de la superposición se puede ver claramente en la Figura 2.
El beneficio de esta reducción en la superposición entre los embarazos afectados y no afectados, en términos de eficacia de la prueba para el análisis del Síndrome de Down fetal se puede obtener a partir de las dos distribuciones Gaussianas de los log para embarazos afectados y no afectados.
La Tabla 3 muestra el porcentaje de embarazos afectados (tasa de detección) y embarazos no afectados (tasa de falsos positivos) en relación con una variedad de niveles de MoM de la hCG normalizados y en comparación, no normalizados. Para una tasa de análisis positiva de 2% la tasa de detección se eleva de 25% a 38% - no normalizados a normalizados y las cifras correspondientes para una tasa de análisis positiva de 5% son 37% a 48%.
TABLA 3
No normalizado (%) Normalizado para la
variación entre sujetos (%)
MoM Tasa de Tasa de Tasa de Tasa de
HCG detección análisis detección análisis
positiva positiva
1,0 88 50 93 50
1,2 81 36 86 33
1,4 73 26 77 21
1,6 65 19 68 13
1,8 57 14 59 7
2,0 50 10 50 4
2,2 43 7 42 3
2,4 38 5 35 2
2,6 33 4 29 1
2,8 28 3 24 0,6
3,0 24 2 20 0,4
La Tabla 3 demuestra claramente la marcada mejora en la eficacia de análisis empleando la invención.
En la práctica de rutina la información que aporta MoM hCG normalizada se combinaría con las odds previas debidas a la edad materna. Estos procedimientos son bien conocidos por los que trabajan en la materia.
La corrección de la variación entre sujetos descrita en este ejemplo se consiguió simplemente dividiendo el valor de MoM hCG en el segundo trimestre (cuando hCG es un marcador eficaz de Síndrome de Down fetal) entre el valor de MoM hCG observado en el primer trimestre (cuando hCG no es un marcador de Síndrome de Down).
Se pueden emplear otros procedimientos de cálculo para corregir la variación entre sujetos, por ejemplo combinando ambas pruebas empleando una función de densidad de probabilidad bivariada, como se está haciendo actualmente para la combinación de distintos marcadores séricos maternos (Reynolds y Penney, Annals of Clinical Biochemistry (1990), 27, 452-458, 1990).

Claims (2)

1. Un procedimiento para el análisis prenatal del Síndrome de Down en un feto que comprende:
a) la determinación del nivel de la forma intacta de la hCG o la subunidad alfa o beta libre de la hCG en una primera muestra tomada de una mujer embarazada entre las semanas 9 y 13 de gestación para dar el valor A;
b) la determinación del nivel de la forma intacta de la hCG o la subunidad alfa o beta libre de la hCG en una segunda muestra tomada de dicha mujer embarazada entre las semanas 15 y 20 de gestación para dar el valor B;
c) comparar el valor A y el valor B para dicha mujer para dar una concentración normalizada, en la que dicha concentración normalizada se determina dividiendo el nivel de la forma intacta de la hCG o de la subunidad alfa o beta libre de la hCG de la etapa b) (valor B) entre el nivel de la forma intacta de la hCG o de la subunidad alfa o beta libre de la hCG de la etapa a) (valor A); y
d) comparar la concentración normalizada así obtenida para dicha mujer de forma individual con concentraciones normalizadas determinadas de forma similar en poblaciones de mujeres con un embarazo afectado o no por Síndrome de Down,
en el que entre las semanas 9 y 13 de gestación el nivel medio o la mediana de la forma intacta de la hCG o de la subunidad alfa o beta libre de la hCG difieren en menos de un 20% entre los embarazos afectados o no por Síndrome de Down y entre las semanas 15 y 20 de gestación el nivel medio o la mediana de la forma intacta de la hCG o de la subunidad alfa o beta libre de la hCG difieren en más de un 50% entre tales embarazos afectados o no, en el que las determinaciones del nivel de la forma intacta de la hCG o de la subunidad alfa o beta libre de la hCG para dar los valores A y B están separadas en el tiempo por un periodo de al menos 3 semanas.
2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque las determinaciones del nivel de la forma intacta de la hCG o de la subunidad alfa o beta libre de la hCG para dar los valores A y B están separadas en el tiempo por un periodo de entre 4 y 8 semanas.
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