적혈구 모세포 평가체계 (erythroblast scoring system)를 이용하여 발견된 모체 혈액 내 태아세포에서 short tandem repeat (STR) 분석을 이용한 태아 염색체 이상의 발견
The utility of an erythroblast scoring system and gender-independent short tandem repeat (STR) analysis for the detection of aneuploid fetal cells in maternal blood
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목적: 본 연구의 목적은 적혈구 모세포 평가 체계를 이용하여 모체 말초 혈액에서 태아 유핵 적혈구 세포를 모체 세포로부터 분리해 낼 수 있는지 알아보는 것이다. 적혈구 모세포 평가 체계에 의해 분리된 태아 유핵 적혈구 추정 세포들은 태아 기원임을 확인하기 위하여 세 부위의 short tandem repeat (STR)에 대해 형광 중합효소연쇄반응 분석하였다. 연구 방법: 선택적 임신 종결 직후의 7명의 여성으로부터 고지된 동의를 받은 후 말초 혈액을 채취하였다. 임신 종결된 태아들은 trisomy 21 (n=4), trisomy 18 (n=1), trisomy 13 (n=2)으로 진단된 경우이었다. 이 혈액들로부터 density gradient 분리, CD15/45 음성 분리, 그리고 감마 혈색소 양성 분리 등을 이용하여 태아 유핵 적혈구를 분리하였다. 분리된 세포들을 다시 적혈구 모세포 평가 체계를 이용하여 합산 점수 9점 이상의 태아 유핵 적혈구 추정 세포들을 분리해 냈고, 이들을 D21S1411, D21S11, D18S535 등 세 부위의 short tandem repeat (STR)에 대해 형광 중합효소연쇄반응 분석하였다. 결과: 모든 예에서 태아 유핵 적혈구가 형태적 특징 및 혈색소 염색의 특징에 근거하여 정확히 분리되었고, 또한 이들이 모체 세포로부터 분리된 DNA와 비교하여 공유된 DNA 대립형질과 공유되지 않는 DNA 대립형질이 모두 존재한다는 사실에 근거하여 태아 기원임을 입증할 수 있었다. 또한 다섯 예에서 태아 염색체 이상을 입증할 수 있었다. 결론: 본 연구에서 적혈구 모세포 평가 체계와 형광 중합효소연쇄반응 분석을 이용하여 모체 세포로부터 태아 유핵 적혈구를 분리해내고, 또한 성에 무관하게 이들이 태아 기원임을 입증할 수 있었다. 이러한 결과는 이 새로운 시도가 태아의 성에 무관하게 산전 비침습적 유전 진단을 할 수 있는 유망한 방법임을 제안한다.
Abstract
Objective: The aim of this study was to determine whether fetal nucleated red blood cells (NRBCs) could be distinguished from maternal cells in peripheral blood using an erythroblast scoring system. Presumptive fetal NRBCs were further analyzed through the use of fluorescent PCR amplification with polymorphic STR markers to prove fetal origin. Methods: NRBCs were isolated by density gradient separation, CD15/45 depletion, and gamma hemoglobin positive selection from peripheral blood of seven women who had undergone termination of pregnancy because of fetal trisomy 21 (n=4), 18 (n=1), and 13 (n=2). Candidate fetal NRBCs, based on four discrete morphological and hemoglobin staining criteria, were then subjected to fluorescent PCR amplification of chromosome 21 short tandem repeat (STR) markers (D21S1411, D21S11) and chromosome 18 STR markers (D18S535). Results: In all cases candidate fetal NRBCs were accurately identified based on erythroblast scoring system and confirmed to be fetal in origin based on the presence of shared and non-shared polymorphic DNA alleles when compared to DNA isolated from maternal cells. Also in five cases aneuploid fetal cells in maternal blood were identified through the use of fluorescent PCR amplification with polymorphic STR markers. Conclusion: We were able to distinguish fetal NRBCs from maternal cells and prove fetal origin independent of gender. These results suggest that this novel combined approach to fetal cell isolation through using an erythroblast scoring system and genetic analysis by STR analysis is a promising method for noninvasive prenatal diagnostic applications.
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