Fetal Fraction: ความสำคัญของสัดส่วนดีเอ็นเอทารกในครรภ์กับการตรวจคัดกรองก่อนคลอด

ในช่วงตั้งครรภ์ แม้ว่าทารกในครรภ์จะอยู่ในถุงน้ำคร่ำซึ่งแยกจากแม่ แต่ก็มีวัสดุชีวภาพบางอย่างที่หลุดออกจากตัวทารกเข้ามาในกระแสเลือดแม่ โดยเฉพาะ “ดีเอ็นเอชิ้นสั้นๆ” (cell-free fetal DNA หรือ cffDNA) ซึ่งส่วนใหญ่มาจากรก (placenta) ที่มีจีโนไทป์เหมือนทารก เกิดจากการตายตามปกติ (apoptosis) ของเซลล์ trophoblasts รก cffDNA จะออกสู่ระบบไหลเวียนเลือดแม่และสามารถตรวจวัดได้โดยวิธี biomolecular ต่างๆ

เมื่อกล่าวถึง fetal fraction จะหมายถึง “เปอร์เซ็นต์ของ cfDNA ที่มีต้นกำเนิดจากรกของทารก เมื่อเทียบกับ cfDNA ทั้งหมดในเลือดแม่”
เช่น หากเก็บตัวอย่างเลือดแม่ 1 หลอด พบ cfDNA 10 ล้านชิ้นส่วน มี 1 ล้านเป็นของทารกในครรภ์ ก็จะถือว่า fetal fraction คือ 10%

พื้นฐานการตรวจ NIPT กับ fetal fraction

NIPT (Non-Invasive Prenatal Testing) คือการตรวจคัดกรองความผิดปกติของโครโมโซมของทารก โดยอาศัย cfDNA ในเลือดแม่ สามารถตรวจพบความเสี่ยงของโรคสำคัญได้ เช่น

• ดาวน์ซินโดรม (Trisomy 21)
• เอ็ดเวิร์ดซินโดรม (Trisomy 18)
• พาทเทาซินโดรม (Trisomy 13)
• โรคความผิดปกติของโครโมโซมเพศ

การตรวจนี้ไม่เจ็บ ไม่เสี่ยงเหมือนการตรวจเจาะน้ำคร่ำหรือรก เพราะใช้เพียงการเจาะเลือดบริเวณท่อนแขน แต่ความแม่นยำขึ้นกับ “fetal fraction” ที่สูงพอ

ค่าขั้นต่ำที่ยอมรับได้ (threshold):

• มาตรฐานระหว่าง 2-4% (ขึ้นกับแต่ละแพลตฟอร์มและเทคโนโลยีที่ใช้)
• ค่าน้อยกว่านี้จะให้ผลที่ความจำเพาะและความไวต่ำ อาจเกิด false negative/false positive หรือแปลผลไม่ได้ (“no call”)

ปัจจัยที่ส่งผลต่อ Fetal Fraction

ความเข้มข้นของ fetal fraction ไม่คงที่เท่ากันในแต่ละคนหรือแต่ละช่วงเวลา ขึ้นกับปัจจัยทั้งฝั่งแม่ ฝั่งทารก และเทคนิคที่ใช้ ดังนี้

1. อายุครรภ์

• อายุครรภ์น้อย: (เช่น 9-10 สัปดาห์) cfDNA ของทารกยังมีปริมาณน้อย บางรายอาจยังวัดไม่ได้ หรือมีค่าต่ำกว่าเกณฑ์
• อายุครรภ์มากขึ้น: Fetal fraction จะค่อยๆ เพิ่มขึ้น แต่จะชะลอตัวเมื่อเข้าสู่ไตรมาสที่สอง
• งานวิจัยพบว่าค่าเฉลี่ย fetal fraction ณ สัปดาห์ที่ 10 คือประมาณ 10% เพิ่มขึ้นราว 0.1-0.5% ต่อสัปดาห์จนอายุครรภ์ 20 สัปดาห์

2. น้ำหนักและดัชนีมวลกาย (BMI) ของแม่

• แม่ที่ BMI สูงหรือมีน้ำหนักเกิน จะมี plasma ปริมาณมากขึ้น ทำให้ cfDNA จากรกถูกเจือจาง ผลคือ fetal fraction ลดลงอย่างชัดเจน
• งานศึกษาแสดงให้เห็นว่าแม่ที่น้ำหนักเกิน ค่า fetal fraction อาจต่ำกว่าคนปกติได้ 2-3 เท่า

3. เทคนิคและขั้นตอนการตรวจ

• ความแม่นยำของเทคโนโลยีวัด cfDNA และวิธีสกัด DNA มีผลโดยตรงต่อการประเมิน fetal fraction
• กระบวนการเก็บตัวอย่าง ควรแยกพลาสมาออกจากเม็ดเลือดทันทีหรือภายใน 6 ชั่วโมง เพื่อป้องกันเม็ดเลือดของแม่สลายและปล่อย cfDNA ของแม่มาเจือปน

4. ภาวะแฝด, การตั้งครรภ์พิเศษ

• แฝดสอง (โดยเฉพาะแฝดต่างไข่) แต่ละตัวจะปล่อย cfDNA เข้าสู่กระแสเลือดของแม่ แต่ cfDNA ของทารกแต่ละคนจะลดลง (เช่นแฝดแต่ละคนอาจได้ fetal fraction แค่คนละ 3-4%)
• การตั้งครรภ์ใช้เทคโนโลยีช่วย เช่น IVF อาจมี fetal fraction ต่ำกว่าโดยธรรมชาติ

5. พลวัตของรกและสุขภาพแม่-ทารก

• ถ้ารกมีสุขภาพไม่ดีเล็กน้อย (placental insufficiency), ภาวะครรภ์เป็นพิษ, หรือภาวะบางอย่างของแม่ เช่น โรคเบาหวาน, ความดันสูง อาจทำให้ fetal fraction ต่ำได้
• ทารกที่มีโครโมโซมผิดปกติรุนแรงบางแบบ เช่น triploidy, Turner syndrome (monosomy X) มักให้ค่า fetal fraction ต่ำผิดปกติ

6. เชื้อชาติและพันธุกรรม

• งานวิจัยบางชิ้นแสดงว่าค่าเฉลี่ย fetal fraction ของคนเชื้อชาติจีนจะต่ำกว่าของยุโรปหรือเอเชียบางชาติ อย่างไรก็ตาม ความต่างนี้ไม่ชัดเจนในทุกการศึกษา

ผลกระทบของ Fetal Fraction ต่อการแปรผลและความน่าเชื่อถือของ NIPT

1. Fetal fraction ต่ำ ผลตรวจผิดพลาด

ถ้า fetal fraction ต่ำกว่าเกณฑ์ ระบบจะไม่สามารถแปลผลได้แม่นยำ หรือให้ผล “invalid” / “no-call”
ต้องนัดเก็บเลือดใหม่ เสียเวลา เครียด และเสียโอกาสในการคัดกรองตั้งแต่เนิ่นๆ

• กรณีตรวจ NIPT โดยที่ fetal fraction 2-4% อาจทำให้ตรวจไม่พบความผิดปกติทั้งที่มีอยู่จริง (false negative)
• ในกรณีครรภ์แฝด ถ้า fetal fraction ต่ำมาก หนึ่งในทารกอาจมีความผิดปกติ แต่ผลรวมของ cfDNA ถูกเพิกเฉย

2. ความสามารถในการตรวจโรคแต่ละชนิด

• ความแม่นยำ/trust ของ NIPT ต่อโรคที่ตรวจได้ เช่น Trisomy 21 จะต้องการ fetal fraction อย่างน้อย 4% ขึ้นไป
• บางโรคที่มี cfDNA ลดลงผิดปกติ อาจเกิด false negative ได้ (เช่น triploidy)
• กรณี NIPT ตรวจกับผู้มี BMI สูง โดยทั่วไปแลปจะรายงานเตือนให้ระวังความแม่นยำของผล

3. แนวทางการจัดการกรณี no call / ได้ fetal fraction ต่ำ

• ส่วนใหญ่จะแนะนำให้รอ 1-2 สัปดาห์ (ให้ อายุครรภ์เพิ่มและ cfDNA เพิ่มขึ้น) แล้วเจาะซ้ำ
• แม่ที่อ้วนหรือเคยมีผล no call หลายครั้งติดต่อกัน อาจแนะนำตรวจด้วยวิธีรุกล้ำ (invasive) เช่นเจาะน้ำคร่ำแทน

การดูแลและเพิ่มโอกาสได้ fetal fraction ที่เหมาะสม

1. ตรวจเลือดในช่วงเวลาที่เหมาะสม

• ช่วงที่แนะนำ: หลังอายุครรภ์ 10 สัปดาห์ขึ้นไป (cfDNA จากรกเพียงพอ)
• ไม่ควรตรวจเร็วเกินไปโดยไม่จำเป็น

2. ดูแลน้ำหนักตัวและสุขภาพก่อนตั้งครรภ์

• แม้ว่าการลดน้ำหนักหลังตั้งครรภ์จะไม่เหมาะสม ควรวางแผนควบคุมน้ำหนักตัวก่อนเริ่มตั้งครรภ์เพื่อลดโอกาส fetal fraction ต่ำ
• รับประทานอาหารที่มีประโยชน์ ดื่มน้ำพอเพียง และออกกำลังกายที่เหมาะสมในช่วงตั้งครรภ์
• หากมีโรคประจำตัว เช่น เบาหวาน ความดันสูง ควรควบคุมอาการให้ดีเพื่อลดผลกระทบที่อาจมีต่อปริมาณ cfDNA

3. เลือกห้องปฏิบัติการมาตรฐาน

• เลือกแลป NIPT ที่มีเทคโนโลยีวิเคราะห์ fetal fraction ละเอียด และมีมาตรฐานระดับสากล
• เทคนิคบางแบบ (เช่น massively parallel sequencing) จะให้ผล fetal fraction ที่แม่นยำและมีโอกาสให้ผล no call ต่ำกว่า

ข้อจำกัดและประเด็นจริยธรรม

• NIPT ไม่ใช่ “การวินิจฉัยโรค” เพียงแต่คัดกรองความเสี่ยง
• การได้ผล no call ด้วย fetal fraction ต่ำ ไม่ควรตีความว่า “ลูกปกติแน่นอน”
• การแจ้งข้อมูลเด็กแฝดหรือ IVF ต้องถูกต้องก่อนส่งตรวจ
• การให้คำปรึกษาแก่ผู้ตั้งครรภ์อย่างรอบด้านเป็นสิ่งสำคัญ

fetal fraction คือสัดส่วน cfDNA ของทารกในกระแสเลือดแม่ที่เป็นหัวใจสำคัญในเทคนิค NIPT ความเพียงพอของ fetal fraction มีผลต่อความถูกต้อง/แม่นยำของการตรวจ ปัจจัยสำคัญ ได้แก่ อายุครรภ์ น้ำหนักแม่ สุขภาพรกและทารก รวมถึงเทคนิควิเคราะห์ การเข้าใจหลักนี้จะช่วยทั้งแพทย์และคุณแม่มีข้อมูลมากพอในการวางแผนตรวจคัดกรอง ตัดสินใจและเตรียมรับมือกับผลตรวจที่ออกมาได้อย่างมีประสิทธิภาพ ขอแนะนำให้ปรึกษาสูติแพทย์เฉพาะทาง หากท่านกังวลหรือมีข้อสงสัยเกี่ยวกับการตรวจ NIPT และประเด็นเกี่ยวกับ fetal fraction เพื่อผลลัพธ์สุขภาพที่ดีที่สุดของแม่และลูกในอนาคต

เทคโนโลยี NGS (Next-Generation Sequencing) ของ GeneMind ที่ใช้ในระบบตรวจคัดกรองก่อนคลอด (NIPT) มีการประเมิน fetal fraction อย่างแม่นยำและรวดเร็วเพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือของผลตรวจ โดยเฉพาะการวิเคราะห์ดีเอ็นเอที่หลุดออกมาจากรกของทารกในเลือดมารดา

อ้างอิง
Chiu RW, Lo YM. "Non-invasive prenatal diagnosis empowered by high-throughput sequencing." Prenat Diagn. 2021.
Norton ME, Wapner RJ. "Cell-free DNA analysis for noninvasive examination of trisomy." NEJM. 2015.
Bianchi DW, et al. "Factors affecting cfDNA fetal fraction measurements: a review." Prenatal Diagnosis. 2020.|
Nicolaides KH. "Cell-free DNA fetal fraction in maternal plasma." Fetal Diagn Ther. 2021.