En simpel blodprøve til at forudsige for tidlige fødsler kan redde babyers liv

Komplikationer fra for tidlig fødsel er den største dødsårsag på verdensplan hos børn under fem år.

Ved

• Bonnie Rochman arkiv side

27. februar 2019

getty billeder

Femten millioner babyer bliver født for tidligt hvert år. Stephen Quakes datter, Zoe, var en af ​​dem: hun ankom via akut kejsersnit, efter at Quake og hans kone, Athina, skyndte sig midt på natten til skadestuen, en måned før Zoe skulle. Hun tilbragte sin første nat i en kuvøse, og hendes far, der dengang var bioingeniør hos Caltech, undrede sig over, hvorfor fødslen ikke kunne være mere forudsigelig.

Det spørgsmål blev hængende i Quakes sind. Måneder før Zoe begyndte sit ungdomsår på gymnasiet, meddelte hendes far, at han havde udviklet en moderblodprøve, der muligvis kan advare kvinder om, at de vil føde for tidligt – før 37 afsluttede svangerskabsuger. Han har siden lanceret en startup for at kommercialisere teknologien og skabe en billig, nem test, som kvinder kunne tage omkring den sjette måned af graviditeten.

Denne historie var en del af vores marts 2019-udgave

• Se resten af ​​problemet
• Abonner

Prematuritetstesten er ikke Quakes første indtog i prænatal sundhed. Da Athina var gravid med Zoe, havde hun gennemgået fostervandsprøver, en invasiv nålebiopsi, der blev brugt til at opdage Downs syndrom og andre tilstande. Når det udføres af læger med masser af erfaring, er risikoen for abort lav, men den eksisterer - og det er nervepirrende for vordende forældre. Jeg tænkte: Åh min Gud, det her er forfærdeligt – at man skal risikere at miste barnet for at stille et diagnostisk spørgsmål, siger han.

Overbevist om, at der måtte være en bedre måde, gik Quake i gang med at udvikle ikke-invasive blodprøver for at vurdere meget af den samme information som fostervandsprøver, men med mindre risiko for graviditeten. Han brugte stumper af fritflydende foster-DNA fundet i moderens blod for at få et kig på fosterets genetiske sammensætning. Mere end et årti senere tilbyder flere biotekvirksomheder en version af lignende tests for Downs syndrom og andre tilstande til gravide kvinder på klinikker verden over.

Jeg tænkte: Åh min Gud, det er forfærdeligt – at du skal risikere at miste babyen for at stille et diagnostisk spørgsmål.

Ligeledes er blodprøver, ofte kaldet flydende biopsier, under udvikling til en række anvendelser, herunder opdagelse af kræft i tidlige stadier og afsløring af, om et erstatningshjerte svigter i en transplantationsmodtagers krop. I 2014 identificerede Quake tegn på døende neuroner i blodcirkulationen hos Alzheimers patienter, et trin, der bliver brugt til at udvikle tests for neurodegenerative og autoimmune sygdomme.

At forudsige for tidlig fødsel ville være et andet vigtigt gennembrud. Globalt bliver mere end én ud af 10 babyer født for tidligt, et folkesundhedsproblem, der går på tværs af socioøkonomiske og geografiske grænser. Babyer i fattige nationer som Malawi bliver født for tidligt – landet har en for tidlig fødsel på 18 %, den højeste i verden – men det samme er babyer i USA, som Quakes datter i det velstående sydlige Californien.

Komplikationer fra for tidlig fødsel er den største dødsårsag på verdensplan hos børn under fem år. For tidligt fødte børn kan kæmpe med infektioner, indlæringsvanskeligheder og problemer med syn og hørelse. I fattige lande overlever babyer, der er født meget for tidligt, ofte ikke. I rige lande gør de det normalt, men nogle gange med langsigtede konsekvenser, herunder adfærdsproblemer og neurologiske lidelser såsom cerebral parese. Der er også en økonomisk faktor: spædbørn født for tidligt koster i gennemsnit 10 gange så meget i løbet af det første leveår som dem, hvis fødsel ikke havde nogen komplikationer.

Spørg bare Jen Sinconis, hvis tvillinger ankom uden varsel ved 24 ugers svangerskab i 2006. Tvillinggraviditeter anses for høj risiko, men Sinconis' graviditet havde været begivenhedsløs, indtil hun begyndte at få, hvad hun antog, var Braxton Hicks veer, som kan forekomme uger i forvejen af fødslen, da livmoderen forbereder sig til fødsel. Hun tog fejl, og hendes tvillingedrenge ankom inden for seks timer.

En af Sinconis-drengene på intensivafdelingen. Udlånt af Jennifer Sinconis

Aidan vejede 1 pund, 14 ounces (850 gram) og måtte tilbringe tre måneder på hospitalet; Ethan vejede 1 pund, 6 ounce, og havde det værre. Han var på ilt i det meste af sit første leveår og slap med nød og næppe for at få en trakeotomi. Sinconis modtog et skud overfladeaktivt stof for at hjælpe med at udvikle sine sønners lunger, så snart hun nåede hospitalet, men hvis en test havde været i stand til at advare hendes læge om, at hun var i fare for tidlig fødsel, kunne hun have fået medicinen før, når det overhovedet kunne have gjort en forskel. Hvis jeg havde vidst, at de ville være blevet født for tidligt, ville hele vores liv være anderledes, siger Sinconis, en kreativ producent ved Starbucks hovedkvarter i Seattle.

Drengenes lægebehandling kostede mere end 2 millioner dollars og sluttede ikke, da de forlod hospitalet. De forblev i isolation hjemme i de første tre et halvt år af deres liv; Sinconis kan næsten ikke holde styr på antallet af læger og terapeuter, de har set gennem årene. Hun og hendes mand blev tvunget til at sælge deres hjem, likvidere deres pensions- og opsparingskonti og til sidst erklære sig konkurs for at håndtere de næsten 450.000 $, som forsikringen ikke ville dække. Nu 12, har drengene for det meste indhentet udviklingsmæssigt andre børn på deres alder. Men deres forældre er lige begyndt at komme ud af deres økonomiske kampe. Vi er meget forsinket til en måde at forudsige for tidlig fødsel, siger Sinconis.

Jen Sinconis tvillinger ankom ved 24 uger i 2006. Nu 12 er drengene for det meste raske. Udlånt af Jennifer Sinconis

En ny test

Zoe, der nu er 17, er voksen og fuldstændig sund, siger Quake, professor ved Stanford University i de sidste 14 år, men at finde ud af, hvordan man forudsiger for tidlig fødsel, havde været i baghovedet, siden hun blev født. Det føltes som det næste store bjerg at bestige, siger han. Vi havde fået selvtillid fra ikke-invasiv prænatal test. For tidlig fødsel var som Mount Everest.

Quake vidste, at der ikke var nogen meningsfuld diagnostik, der kunne identificere, hvilke gravide kvinder ville føde for tidligt. Det største tip-off er at have født en for tidligt født baby før, noget af ringe nytte for en førstegangsfødende mor. Derudover kan for tidlig fødsel være forårsaget af flere faktorer: infektion, tvillinger eller endda moderens stress. Vi har ingen forståelse for, hvad der udløser for tidlig fødsel, siger Ronald Wapner, direktør for reproduktiv genetik ved Columbia University Irving Medical Center. Vi har skudt med det.

Quake vidste også, at direkte DNA-målinger ikke ville hjælpe. At analysere en babys DNA, arvet fra hans eller hendes forældre, er grundlæggende for at teste for Downs syndrom, fordi det kan afsløre tilstedeværelsen af ​​et ekstra kromosom. Det er et genetisk spørgsmål, siger Quake. Men forskning har vist, at barnets genetiske profil bidrager minimalt til præmaturiteten. Så i stedet fokuserede Quake på DNA's molekylære fætter, RNA. Disse molekyler er sværere at få øje på i blodet (de er kortlivede), men ville give en mere relevant aflæsning, mente Quake, fordi deres niveauer går op og ned i forhold til, hvad der foregår i en persons krop. Kunne det være, at en graviditet på vej mod problemer lød tidlige alarmsignaler?

Holy shit, kunne vi have fundet ud af en måde at bestemme for tidlig fødsel på? husker han, at han tænkte.

Quake og hans team, inklusive Mira Moufarrej, en kandidatstuderende i hans laboratorium, undersøgte blodprøver fra 38 afroamerikanske kvinder, der anses for at være i risiko for for tidlig fødsel, i nogle tilfælde fordi de tidligere havde fået en for tidligt født baby. Samlet set fødes sorte børn i USA for tidligt omkring 50 % oftere end hvide. Tretten af ​​kvinderne endte med at føde tidligt. Ved at analysere RNA-molekyler i deres blod fandt forskerne syv gener, hvis skiftende aktivitetssignaler tilsammen syntes at forudsige, hvilke babyer der var kommet for tidligt.

Quake fortalte mig, at han var overrasket over resultatet. Holy shit, kunne vi have fundet ud af en måde at bestemme for tidlig fødsel på? husker han, at han tænkte. Vi forsøger stadig at forstå biologien bag disse syv gener, tilføjer han; det er endnu ikke klart, om signalerne kommer fra moderen, moderkagen eller barnet. Quake formoder, at de afspejler morens reaktion på, at graviditeten gik af sporet. Med andre ord, siger han, er det hele ved at afspore, og det reagerer moren på.

Skønheden ved denne tilgang er, at den giver os mulighed for at se en samtale foregår mellem moderen, fosteret og moderkagen, siger David Stevenson, meddirektør for Stanfords Maternal and Child Health Research Institute og hovedforsker ved dets præmaturforskningscenter. . Det er ligesom at aflytte. Nu kan vi få adgang til dette, mens det bliver kommunikeret, hvilket hjælper os med at forstå, hvad der foregår under hele graviditeten.

Behandling håb

For fem hundrede år siden, fascineret af hans anatomiske dissektion af livmoderen på en gravid kvinde, der var død, skrev Leonardo da Vinci om sin intention om at opklare hemmelighederne bag undfangelse og for tidlig fødsel. Det gjorde han aldrig, og selv i dag er der relativt få svar. Måske fordi så lidt er kendt, har medicinalvirksomheder ikke set for tidlig fødsel som et lovende investeringsområde. Det er faktisk et af de mest forsømte emner, siger Sindura Ganapathi, medleder af Maternal, Newborn & Child Health Discovery & Tools-porteføljen hos Gates Foundation, som sammen med March of Dimes og CZ Biohub er et medicinsk initiativ finansieret af Mark Zuckerberg og hans kone Priscilla Chan, har finansieret Quakes arbejde.

Vi har brug for mange flere indgreb, siger Ganapathi. Vi er ret begrænsede i vores armamentarium.

En test kan være et første skridt mod nye lægemidler eller behandlinger. At vide, hvem der er i fare, ville lade kvinder forberede sig - for eksempel ved at vælge et hospital med en neonatal intensivafdeling eller arbejde med en fødselslæge, der kunne ordinere progesteron, et lægemiddel, der nogle gange gives for at forsøge at forlænge graviditeten. Det går tilbage til personlig behandling, siger Wapner. Vi har stadig ikke været i stand til at identificere, hvordan progesteron virker, og hvem det virker for bedre. RNA kunne hjælpe os med bedre at forstå, hvem der skal få disse medikamenter.

Det nye vindue om graviditet kan føre til ansøgninger ud over for tidlig fødsel. Fra synspunktet om, hvor dette kunne gå hen, kunne du se på placentaudvikling, fosterudvikling og føtal-moder-interaktion, siger Wapner. RNA har været stedsøster til DNA indtil for ganske nylig. Det er et pokkers godt fingerpeg om, hvordan man skelner, hvem der er i risiko for for tidlig fødsel, og det kunne give os en bedre måde at evaluere, hvad der foregår under graviditeten.

I tråd med det har Quake dannet en startup, kaldet Akna Dx, med høje mål. Det har rejst mere end 10 millioner dollars fra investorer, herunder Khosla Ventures fra Menlo Park, Californien. Vores idé er at lave blodbaserede tests for at give nøgleindsigt, siger CEO og medstifter Maneesh Jain. Hvad er et fosters gestationsalder? Er du i risiko for for tidlig fødsel eller svær fødselsdepression? Graviditet plejer stadig at være en stor sort boks. Vi vil gerne give dig indsigt i, hvad der sker internt, så du kan handle.

Andre eksperter siger, at der er behov for mere bevis for, at RNA kan give denne indsigt. Det skyldes, at så mange forskellige faktorer kan bidrage til præmaturitet, og det er ikke klart, hvor godt Quakes biomarkører vil klare sig i en bredere befolkning. Vanskeligheden er, at for tidlig fødsel ikke er forårsaget af én ting, siger Diana Bianchi, direktør for Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development og en ekspert i ikke-invasiv prænatal testning. Infektion, en kompromitteret moderkage, moderens stress, en tvillingegraviditet - alt dette og mere kan udløse for tidlig fødsel. I meget små tal var Steve nøjagtigt i stand til at skelne mellem kvinder, der var i risiko for at føde for tidligt, siger Bianchi. Men tallene var virkelig små.

Quake er uden videre enig i, at hans første resultater skal valideres gennem et stort klinisk forsøg, før en test vil være klar til kommerciel brug. Quakes team arbejder på at bekræfte, at resultaterne fra de afroamerikanske kvinder også holder i andre grupper. Samarbejdspartnere, herunder nogle af Aknas medstiftere, indsamler nu blodprøver fra 1.000 gravide kvinder.

Vi håber, at det her kommer til at redde en masse liv, siger Quake. Det er virkelig det, vi sigter efter. Men dette er kun begyndelsen på historien ... Det er et meget frugtbart område, uden ordspil.

Bonnie Rochman er en sundheds- og videnskabsforfatter baseret i Seattle og forfatter til Genmaskinen.

skjule