211service.com
En enkel blodprøve for å forutsi premature fødsler kan redde babyers liv
Komplikasjoner fra prematur fødsel er den ledende dødsårsaken på verdensbasis hos barn under fem år.
27. februar 2019
getty bilder
Femten millioner babyer blir født for tidlig hvert år. Datteren til Stephen Quake, Zoe, var en av dem: hun ankom via keisersnittet etter at Quake og hans kone, Athina, stakk en tur til legevakten midt på natten, en måned før Zoe skulle vente. Hun tilbrakte sin første natt i en inkubator, og faren hennes, en bioingeniør da ved Caltech, lurte på hvorfor fødselen ikke kunne være mer forutsigbar.
Det spørsmålet satt igjen i Quakes sinn. Måneder før Zoe begynte på ungdomsskolen, kunngjorde faren at han hadde utviklet en mors blodprøve som kanskje kan varsle kvinner om at de kommer til å føde for tidlig – før 37 fullførte svangerskapsuker. Han har siden lansert en oppstart for å kommersialisere teknologien og lage en billig, enkel test som kvinner kan ta rundt den sjette måneden av svangerskapet.
Denne historien var en del av mars 2019-utgaven vår
- Se resten av saken
- Abonnere
Prematuritetstesten er ikke Quakes første forsøk på prenatal helse. Da Athina var gravid med Zoe, hadde hun gjennomgått fostervannsprøve, en invasiv nålebiopsi som ble brukt til å oppdage Downs syndrom og andre tilstander. Når det utføres av leger med mye erfaring, er risikoen for spontanabort lav, men den eksisterer – og det er nervepirrende for vordende foreldre. Jeg tenkte, herregud, dette er forferdelig – at du må risikere å miste babyen for å stille et diagnostisk spørsmål, sier han.
Overbevist om at det måtte finnes en bedre måte, begynte Quake å utvikle ikke-invasive blodprøver for å vurdere mye av den samme informasjonen som fostervannsprøver, men med mindre risiko for graviditeten. Han brukte biter av frittflytende foster-DNA funnet i mors blod for å få en titt på den genetiske sammensetningen til fosteret. Mer enn et tiår senere tilbyr flere bioteknologiselskaper en versjon av lignende tester for Downs syndrom og andre tilstander til gravide kvinner på klinikker over hele verden.
Jeg tenkte, herregud, dette er forferdelig – at du må risikere å miste babyen for å stille et diagnostisk spørsmål.
På samme måte er blodprøver, ofte kalt flytende biopsier, under utvikling for en rekke bruksområder, inkludert å oppdage kreft i tidlig stadium og avsløre om et erstatningshjerte svikter i kroppen til en transplantert mottaker. I 2014 identifiserte Quake bevis på døende nevroner i blodsirkulasjonen til Alzheimers-pasienter, et trinn som brukes til å utvikle tester for nevrodegenerative og autoimmune sykdommer.
Å forutsi prematur fødsel ville være et annet viktig gjennombrudd. Globalt blir mer enn én av 10 babyer født premature, et folkehelseproblem som går på tvers av sosioøkonomiske og geografiske grenser. Babyer i fattige land som Malawi blir født for tidlig – landet har 18 % premature fødsel, den høyeste i verden – men det er også babyer i USA, som Quakes datter i velstående Sør-California.
Komplikasjoner fra prematur fødsel er den ledende dødsårsaken på verdensbasis hos barn under fem år. Premature babyer kan slite med infeksjoner, lærevansker og problemer med syn og hørsel. I fattige land overlever ofte ikke babyer som er født betydelig for tidlig. I rike land gjør de det vanligvis, men noen ganger med langsiktige konsekvenser, inkludert atferdsproblemer og nevrologiske lidelser som cerebral parese. Det er også en økonomisk faktor: babyer født for tidlig koster i gjennomsnitt 10 ganger så mye i løpet av det første leveåret som de hvis fødselen ikke hadde noen komplikasjoner.
Bare spør Jen Sinconis, hvis tvillinger ankom uten forvarsel ved 24 ukers svangerskap i 2006. Tvillingsvangerskap anses som høyrisiko, men Sinconis' graviditet hadde vært begivenhetsløs før hun begynte å få det hun antok var Braxton Hicks-sammentrekninger, som kan oppstå uker i forveien forløsning når livmoren forbereder seg på fødsel. Hun tok feil, og tvillingguttene hennes ankom innen seks timer.
En av Sinconis-guttene på intensivavdelingen. Med tillatelse fra Jennifer Sinconis
Aidan veide 1 pund, 14 unser (850 gram) og måtte tilbringe tre måneder på sykehuset; Ethan veide 1 pund, 6 gram, og hadde det verre. Han var på oksygen det meste av sitt første leveår og slapp så vidt fra å trenge en trakeotomi. Sinconis fikk en sprøyte overflateaktivt middel for å hjelpe til med å utvikle sønnenes lunger så snart hun kom til sykehuset, men hvis en test hadde vært i stand til å varsle legen hennes om at hun var i fare for tidlig fødsel, kunne hun ha fått medisinen tidligere, når det muligens kunne ha gjort en forskjell. Hvis jeg hadde visst at de ville blitt født for tidlig, ville hele livet vårt vært annerledes, sier Sinconis, en kreativ produsent ved Starbucks hovedkontor i Seattle.
Guttenes medisinske behandling kostet mer enn 2 millioner dollar og tok ikke slutt da de forlot sykehuset. De forble isolert hjemme de første tre og et halvt årene av livet; Sinconis kan knapt holde styr på antall leger og terapeuter de har sett gjennom årene. Hun og mannen hennes ble tvunget til å selge hjemmet sitt, avvikle pensjons- og sparekontoene deres og til slutt erklære seg konkurs for å håndtere de nesten 450 000 dollarene som forsikringen ikke ville dekke. Nå som 12-åringer har guttene stort sett tatt igjen andre barn på deres alder. Men foreldrene deres har så vidt begynt å komme ut av sine økonomiske problemer. Vi er forsinket for en måte å forutsi prematur fødsel, sier Sinconis.
Tvillingene til Jen Sinconis kom til 24 uker i 2006. Nå 12 er guttene stort sett friske. Med tillatelse fra Jennifer Sinconis
En ny test
Zoe, nå 17, er helt voksen og helt frisk, sier Quake, professor ved Stanford University de siste 14 årene, men å finne ut hvordan man kan forutsi prematur fødsel hadde vært i bakhodet hans siden hun ble født. Det føltes som det neste store fjellet å bestige, sier han. Vi hadde fått selvtillit fra ikke-invasiv prenatal testing. Prematur fødsel var som Mount Everest.
Quake visste at det ikke var noen meningsfull diagnostikk som kunne identifisere hvilke gravide kvinner som ville føde for tidlig. Det største tipset er å ha født en prematur baby før, noe til liten nytte for en førstegangsfødende. I tillegg kan prematur fødsel være forårsaket av flere faktorer: infeksjon, tvillinger eller til og med maternell stress. Vi har ingen forståelse for hva som utløser prematur fødsel, sier Ronald Wapner, direktør for reproduktiv genetikk ved Columbia University Irving Medical Center. Vi har skutt den.
Quake visste også at direkte DNA-målinger ikke ville hjelpe. Å analysere en babys DNA, arvet fra hans eller hennes foreldre, er grunnleggende for å teste for Downs syndrom fordi det kan avsløre tilstedeværelsen av et ekstra kromosom. Det er et genetisk spørsmål, sier Quake. Men forskning har vist at babyens genetiske profil gir et minimalt bidrag til prematuritet. Så i stedet fokuserte Quake på DNAs molekylære fetter, RNA. Disse molekylene er vanskeligere å få øye på i blod (de er kortvarige), men ville gi en mer relevant avlesning, mente Quake, fordi nivåene deres går opp og ned i henhold til hva som skjer i en persons kropp. Kan det være at et svangerskap på vei mot problemer ga tidlige alarmsignaler?
Herregud, kan vi ha funnet ut en måte å bestemme prematur fødsel? husker han at han tenkte.
Quake og teamet hans, inkludert Mira Moufarrej, en utdannet student i laboratoriet hans, gransket blodprøver fra 38 afroamerikanske kvinner som ble ansett for å være utsatt for prematur fødsel, i noen tilfeller fordi de tidligere hadde hatt en prematur baby. Samlet sett blir svarte barn i USA født for tidlig omtrent 50 % oftere enn hvite. Tretten av kvinnene endte opp med å føde tidlig. Ved å analysere RNA-molekyler i blodet deres fant forskerne syv gener hvis skiftende aktivitetssignaler, tatt sammen, så ut til å forutsi hvilke babyer som hadde kommet for tidlig.
Quake fortalte meg at han var overrasket over resultatet. Herregud, kan vi ha funnet ut en måte å bestemme prematur fødsel? husker han at han tenkte. Vi prøver fortsatt å forstå biologien bak disse syv genene, legger han til; det er ennå ikke klart om signalene kommer fra moren, morkaken eller babyen. Quake mistenker at de gjenspeiler morens reaksjon på at graviditeten gikk av sporet. Med andre ord, sier han, det hele sporer av og moren reagerer på det.
Det fine med denne tilnærmingen er at den lar oss se en samtale som foregår mellom moren, fosteret og morkaken, sier David Stevenson, meddirektør for Stanfords Maternal and Child Health Research Institute og hovedetterforsker ved prematurforskningssenteret. . Det er som å avlytte. Nå kan vi få tilgang til dette mens det kommuniseres, noe som hjelper oss å forstå hva som skjer gjennom svangerskapet.
Behandling Håp
For fem hundre år siden, fascinert av hans anatomiske disseksjon av livmoren til en gravid kvinne som hadde dødd, skrev Leonardo da Vinci om sin intensjon om å avdekke hemmelighetene bak unnfangelse og prematur fødsel. Det gjorde han aldri, og selv i dag er det relativt få svar. Kanskje fordi så lite er kjent, har ikke farmasøytiske selskaper sett for tidlig fødsel som et lovende investeringsområde. Det er faktisk en av de mest forsømte problemene, sier Sindura Ganapathi, medleder for Maternal, Newborn & Child Health Discovery & Tools-porteføljen ved Gates Foundation, som sammen med March of Dimes og CZ Biohub, et medisinsk initiativ finansiert av Mark Zuckerberg og hans kone Priscilla Chan, har finansiert Quakes arbeid.
Vi trenger mange flere inngrep, sier Ganapathi. Vi er ganske begrenset i vårt armamentarium.
En test kan være et første skritt mot nye medisiner eller behandlinger. Å vite hvem som er i faresonen ville la kvinner forberede seg - for eksempel ved å velge et sykehus med en neonatal intensivavdeling eller jobbe med en fødselslege som kunne foreskrive progesteron, et medikament som noen ganger gis for å prøve å forlenge svangerskapet. Det går tilbake til personlig tilpasset behandling, sier Wapner. Vi har fortsatt ikke vært i stand til å identifisere hvordan progesteron fungerer og hvem det fungerer for bedre. RNA kan hjelpe oss å bedre forstå hvem som bør få disse medisinene.
Det nye vinduet om graviditet kan føre til søknader utover for tidlig fødsel. Fra ståstedet til hvor dette kan gå, kan du se på morkakeutvikling, fosterutvikling og interaksjon mellom foster og mor, sier Wapner. RNA har vært stesøsteren til DNA inntil helt nylig. Det er en jævla god pekepinn på hvordan man skiller hvem som er i faresonen for tidlig fødsel, og det kan gi oss en bedre måte å evaluere hva som skjer under svangerskapet.
I tråd med det har Quake dannet en startup, kalt Akna Dx, med høye mål. Det har samlet inn mer enn 10 millioner dollar fra investorer inkludert Khosla Ventures i Menlo Park, California. Vår idé er å gjøre blodbaserte tester for å gi nøkkelinnsikt, sier administrerende direktør og medgründer Maneesh Jain. Hva er svangerskapsalderen til et foster? Er du i faresonen for tidlig fødsel eller alvorlig fødselsdepresjon? Graviditet pleier fortsatt å være en stor svart boks. Vi ønsker å gi deg innsikt i hva som skjer internt slik at du kan ta grep.
Andre eksperter sier at det trengs mer bevis for at RNA kan gi denne innsikten. Det er fordi så mange forskjellige faktorer kan bidra til prematuritet, og det er ikke klart hvor godt Quakes biomarkører vil gjøre det i en bredere befolkning. Vanskeligheten er at prematur fødsel ikke er forårsaket av én ting, sier Diana Bianchi, direktør for Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development og en ekspert på ikke-invasiv prenatal testing. Infeksjon, en kompromittert morkake, maternell stress, tvillinggraviditet – alt dette og mer kan utløse prematur fødsel. I veldig små tall var Steve nøyaktig i stand til å skille kvinner i fare for å føde premature, sier Bianchi. Men tallene var veldig små.
Quake er lett enig i at de første funnene hans må valideres gjennom en stor klinisk studie før en test vil være klar for kommersiell bruk. Quakes team jobber med å bekrefte at resultatene fra de afroamerikanske kvinnene holder stand i andre grupper også. Samarbeidspartnere, inkludert noen av Aknas medstiftere, samler nå inn blodprøver fra 1000 gravide kvinner.
Vi håper dette kommer til å redde mange liv, sier Quake. Det er egentlig det vi sikter mot. Men dette er bare begynnelsen på historien ... Det er et veldig fruktbart område, uten ordspill.
Bonnie Rochman er en helse- og vitenskapsforfatter basert i Seattle og forfatter av Genmaskinen.