Prevalence of chromosomal abnormalities in fetal heart defects, congenital diaphragmatic hernia and non-immune hydrops fetalis based on molecular karyotyping data (experience of the National Center)

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The prevalence of congenital fetal malformations is about 3–4%. According to the World Health Organization, about 240,000 children with congenital malformations die each year before 28 days of life, and 170,000 die before the age of 5 years. The management of patients with malformations represents a financial and human resource challenge to the healthcare system, and a significant proportion of these patients require palliative care. Therefore, the search for the causes of congenital malformations at the antenatal stage has been a priority.

Objective: To evaluate the role of chromosomal abnormalities in the development of fetal heart defects, congenital diaphragmatic hernia, and non-immune fetal hydrops.

Materials and methods: The prospective study was conducted between 2018 and 2024 and included 155 pregnant women: 61 with fetal cardiac malformation, 57 with fetal congenital diaphragmatic hernia, and 37 with non-immune fetal hydrops. The study was carried out at the National Medical Research Centre for Obstetrics, Gynecology and Perinatology in Moscow. All patients underwent invasive prenatal diagnostic procedures at different gestational ages. Fetal DNA was examined using SNP oligonucleotide chromosome microarray analysis on CytoScan Optima microarrays (Thermo Fisher Scientific, USA).

Results: The analysis of clinical and anamnestic data of the patients from the three groups did not reveal any statistically significant differences. The analysis of pregnancy complications and outcomes showed that pregnancy in the group of patients with fetal congenital diaphragmatic hernia was more often complicated by threatened preterm labor and anemia, p<0.001 and p=0.002, respectively, while patients with non-immune fetal hydrops were significantly more likely to experience antenatal fetal death, p<0.001. The study revealed that the prevalence of chromosomal abnormalities in fetuses of pregnant women of the study groups was 19.4% (30/155), including 11.6% (18/155) of cases with pathogenic copy number variations.

Conclusion: Conventional karyotyping would classify these patients as fetuses without chromosomal abnormalities. Given these findings, chromosomal microarray analysis is recommended as a first-line test in the genetic study of fetuses with congenital malformations and non-immune fetal hydrops. Since a number of fetal malformations tend to be detected late, it is recommended to perform invasive prenatal diagnostic procedures at more than 22 weeks gestation in order to provide complete perinatal counseling to the couple and to enable the family to make a reproductive choice.

About the authors

Viktoriia S. Pak

Academician V.I. Kulakov National Medical Research Centre for Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia

Author for correspondence.
Email: v_pak@oparina4.ru
ORCID iD: 0009-0002-1444-9071

PhD student

Russian Federation, 4 Acad. Oparin str., Moscow, 117997

Daria G. Lyushnina

Academician V.I. Kulakov National Medical Research Centre for Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia

Email: d_lyushnina@oparina4.ru
ORCID iD: 0009-0004-3160-8737

PhD student

Russian Federation, 4 Acad. Oparin str., Moscow, 117997

Yu. I. Naberezhnev

Academician V.I. Kulakov National Medical Research Centre for Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia

Email: rubick@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2547-9735

PhD, Head of the Department of Perinatal Care

Russian Federation, 4 Acad. Oparin str., Moscow, 117997

Ekaterina L. Bokerija

Academician V.I. Kulakov National Medical Research Centre for Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia

Email: e_bokeriya@oparina4.ru
ORCID iD: 0000-0002-8898-9612

PhD, Researcher at the Department of Patology for Newdorn and Prematurely-Born Children No. 2

Russian Federation, 4 Acad. Oparin str., Moscow, 117997

Nadezhda V. Zaretskaya

Academician V.I. Kulakov National Medical Research Centre for Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia

Email: n_zaretskaya@oparina4.ru
ORCID iD: 0000-0001-6754-3833

PhD, Head of the Laboratory of Clinical Genetics of the Institute of Reproductive Genetics

Russian Federation, 4 Acad. Oparin str., Moscow, 117997

Anna S. Bolshakova

Academician V.I. Kulakov National Medical Research Centre for Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia

Email: a_bolshakova@oparina4.ru
ORCID iD: 0000-0002-7508-0899

MD, Geneticist, Department of Clinical Genetics of the Institute of Reproductive Genetics

Russian Federation, 4 Acad. Oparin str., Moscow, 117997

Ilya Yu. Barkov

Academician V.I. Kulakov National Medical Research Centre for Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia

Email: i_barkov@oparina4.ru
ORCID iD: 0000-0001-6297-2073

PhD, Head of the Laboratory of Prenatal DNA Screening of the Institute of Reproductive Genetics

Russian Federation, 4 Acad. Oparin str., Moscow, 117997

Nana K. Tetruashvili

Academician V.I. Kulakov National Medical Research Centre for Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia

Email: n_tetruashvili@oparina4.ru
ORCID iD: 0000-0002-9201-2281

PhD, Head of the Obstetric Department of Pregnancy Pathology No. 2

Russian Federation, 4 Acad. Oparin str., Moscow, 117997

Dmitry Yu. Trofimov

Academician V.I. Kulakov National Medical Research Centre for Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia

Email: d_trofimov@oparina4.ru
ORCID iD: 0000-0002-1569-8486

PhD, Professor of the RAS, Corresponding Member of the RAS, Director of the Institute of Reproductive Genetics

Russian Federation, 4 Acad. Oparin str., Moscow, 117997

References

  1. Логинова Е.В., Гагаев Ч.Г., Зулумян Т.Н., Костин И.Н., Хамошина М.Б., Лебедева М.Г. Прогнозирование врожденных пороков развития плода при сахарном диабете. Акушерство и гинекология: новости, мнения, обучение. 2023; 11(3): 24-9. [Loginova E.V., Gagaev Ch.G., Zulumyan T.N., Kostin I.N., Khamoshina M.B., Lebedeva M.G. Prediction of congenital malformations associated with diabetes mellitus. Obstetrics and Gynecology: News, Opinions, Training. 2023; 11(3): 24-9. (in Russian)]. https://dx.doi.org/10.33029/2303-9698-2023-11-3-24-29.
  2. Чебан О.С., Ячикова Н.Н. Юридические аспекты прерывания беременности в сроке более 22 недель при наличии аномалий развития плода. Общественное здоровье, экономика и менеджмент в медицине. 2022; 93(2): 63-93. [Cheban O.S., Yachikova N.N. Aspects of termination of pregnancy at more than 22 weeks in the presence of anomalies of fetus development. Public Health, Economy and Management in Medicine. 2022; 93(2): 63-93. (in Russian)]. https://dx.doi.org/10.52556/2587-3873.2022.2(93).10.
  3. Всемирная организация здравоохранения. Врожденные заболевания. Доступно по: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/birth-defects. [WHO. Congenital disorders. Available at: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/birth-defects]
  4. Куандыков Е.У., Альмухамбетова С.К., Жумагул М.Ж., Молдакарызова А.Ж. Врожденные пороки развития: классификация, причины, механизмы возникновения. Вестник КазНМУ. 2018; 1: 469-73. [Kuandykov E.U., Almuhambetova S.K., Zhumagul M.Zh., Moldakaryzova A.Zh. Congenital development defects: classification, reasons, mechanisms risk. Vestnik KazNMU. 2018; (1): 469-73. (in Russian)].
  5. Lee K.S., Choi Y.J., Cho J., Lee H., Lee H., Park S.J. et al. Environmental and genetic risk factors of congenital anomalies: an umbrella review of systematic reviews and meta-analyses. J. Korean Med. Sci. 2021; 36(28): e183. https://dx.doi.org/10.3346/jkms.2021.36.e183.
  6. Шабалов Н.П. Неонатология. т. 1. 7-е изд. 2019. 57 с. [Shabalov N.P. Neonatology. vol. 1. 7th ed. 2019. 57 p. (in Russian)].
  7. European Comission. Prevalence charts and tables. Available at: https://eu-rd-platform.jrc.ec.europa.eu/eurocat/eurocat-data/prevalence_en
  8. Капустин Р.В., Коптеева Е.В., Алексеенкова Е.Н., Ковальчук-Ковалевская О.В., Рыбачек А.В., Аржанова О.Н., Коган И.Ю. Неонатальные исходы при сахарном диабете у матери: анализ данных исследования DAPSY. Журнал акушерства и женских болезней. 2024; 73(2): 15-26. [Kapustin R.V., Kopteeva E.V., Alekseenkova E.N., Kovalchuk-Kovalevskaya O.V., Rybachek A.V., Arzhanova O.N., Kogan I.Yu. Neonatal outcomes in maternal diabetes: DAPSY analysis. Journal of Obstetrics and Women's Diseases. 2024; 73(2): 15-26. (in Russian)]. https://dx.10.17816/JOWD624553.
  9. Kurita H., Motoki N., Inaba Y., Misawa Y., Ohira S., Kanai M. et al. Maternal alcohol consumption and risk of offspring with congenital malformation: the Japan environment and children’s study. Pediatr. Res. 2021; 90(2): 479-86. https://dx.doi.org/10.1038/s41390-020-01274-9.
  10. Finn J., Suhl J., Kancherla V., Conway K.M., Oleson J., Sidhu A. et al. Maternal cigarette smoking and alcohol consumption and congenital diaphragmatic hernia. Birth Defects Res. 2022; 114(13): 746-58. https://dx.doi.org/10.1002/bdr2.2059.
  11. Zhang Q., Zhang Z.C., He X.Y., Liu Z.M., Wei G.H., Liu X. Maternal smoking during pregnancy and the risk of congenital urogenital malformations: A systematic review and meta-analysis. Front. Pediatr. 2022; 10: 973016. https://dx.doi.org/10.3389/fped.2022.973016.
  12. Wilson R.D., O’Connor D.L. Folic acid and multivitamin supplementation for prevention of folic acid-sensitive congenital anomalies. J. Obstet. Gynaecol. Can. 2022; 44(6): 707-19. https://dx.doi.org/10.1016/j.jogc.2022.04.004.
  13. Mires S., Caputo M., Overton T., Skerritt C. Maternal micronutrient deficiency and congenital heart disease risk: A systematic review of observational studies. Birth Defects Res. 2022; 114(17): 1079-91. https://dx.doi.org/10.1002/bdr2.2072.
  14. Vajda F.J.E., O’Brien T.J., Graham J.E., Hitchcock A.A., Lander C.M., Eadie M.J. The contribution of non-drug factors to fetal malformation in anti-seizure-medication-treated pregnancy. Epilepsy Behav. 2021; 118: 107941. https://dx.doi.org/10.1016/j.yebeh.2021.107941.
  15. Westenius E., Conner P., Pettersson M., Sahlin E., Papadogiannakis N., Lindstrand A. et al. Whole-genome sequencing in prenatally detected congenital malformations: prospective cohort study in clinical setting. Ultrasound Obstet. Gynecol. 2024; 63(5): 658-63. https://dx.doi.org/10.1002/uog.27592.
  16. Al-Hamed M.H., Kurdi W., Khan R., Tulbah M., AlNemer M., AlSahan N. et al. Prenatal exome sequencing and chromosomal microarray analysis in fetal structural anomalies in a highly consanguineous population reveals a propensity of ciliopathy genes causing multisystem phenotypes. Hum. Genet. 2022; 141(1): 101-26. https://dx.doi.org/10.1007/s00439-021-02406-9.
  17. Qin Y., Yao Y., Liu N., Wang B., Liu L., Li H. et al. Prenatal whole-exome sequencing for fetal structural anomalies: a retrospective analysis of 145 Chinese cases. BMC Med. Genomics. 2023; 16(1): 262. https://dx.doi.org/10.1186/s12920-023-01697-3.
  18. Maděrková Tozzi M., Dvořák Jr. V., Klásková E., Šuláková S., Wita M., Hálek J. et al. Screening for congenital defects and genetic diseases of the fetus at University Hospital in Olomouc and sending/reporting to the National register of reproductive health in the Czech Republic. Ceska Gynekol. 2022; 87(3): 162-72. https://dx.doi.org/10.48095/cccg2022162.
  19. Qi Q.G., Tuo Y., Liu L.X., Yu C.X., Wu A.N. Amniocentesis and Next Generation Sequencing (NGS)-based Noninvasive Prenatal DNA Testing (NIPT) for prenatal diagnosis of fetal chromosomal disorders. Int. J. Gen. Med. 2021; 14: 1811-7. https://dx.doi.org/10.2147/IJGM.S297585.
  20. Sharma A., Kaul A. Late amniocentesis: better late than never? A single referral centre experience. Arch. Gynecol. Obstet. 2023; 308(2): 463-70. https://dx.doi.org/10.1007/s00404-022-06662-6.
  21. Cagino K., Chasen S.T. Is amniocentesis after CVS risky? Am. J. Perinatol. 2024; 41(7): 876-8. https://dx.doi.org/10.1055/a-1787-6785.
  22. Киевская Ю.К., Шилова Н.В., Канивец И.В., Кудрявцева Е.В., Пьянков Д.В., Коростелев С.А. Метод SNP-однонуклеотидного хромосомного микроматричного анализа в изучении вариаций числа копий ДНК у плодов с расширенной воротниковой зоной. Современные технологии в медицине. 2021; 13(6): 72-7. [Kievskaya J.K., Shilova N.V., Kanivets I.V., Kudryavtseva E.V., Pyankov D.V., Korostelev S.A. Method of SNP-based chromosomal microarray analysis for detecting DNA copy number variations in fetuses with a thickened nuchal fold. Sovremennye Tehnologii v Medicine. 2021; 13(6): 72-7. (in Russian)]. https://dx.doi.org/10.17691/stm2021.13.6.08.
  23. Moczulska H., Chrzanowska-Steglinska M., Skoczylas B., Wojda K., Borowiec M., Sieroszewski P. Prenatal karyotype results from 2169 invasive tests. Ginekol. Pol. 2023. https://dx.doi.org/10.5603/GP.a2022.0143.
  24. Lu Q., Luo L., Zeng B., Luo H., Wang X., Qiu L. et al. Prenatal chromosomal microarray analysis in a large Chinese cohort of fetuses with congenital heart defects: a single center study. Orphanet. J. Rare Dis. 2024; 19(1): 307. https://dx.doi.org/10.1186/s13023-024-03317-4.
  25. Li M., Ye B., Chen Y., Gao L., Wu Y., Cheng W. Analysis of genetic testing in fetuses with congenital heart disease of single atria and/or single ventricle in a Chinese prenatal cohort. BMC Pediatr. 2023; 23(1): 577. https://dx.doi.org/10.1186/s12887-023-04382-7.
  26. Zemet R., Maktabi M.A., Tinfow A., Giordano J.L., Heisler T.M., Yan Q. et al. Amniocentesis in pregnancies at or beyond 24 weeks: an international multicenter study. Am. J. Obstet. Gynecol. 2024: S0002-9378(24)00693-8. https://dx.doi.org/10.1016/j.ajog.2024.06.025.
  27. Xia M., Yang X., Fu J., Teng Z., Lv Y., Yu L. Application of chromosome microarray analysis in prenatal diagnosis. BMC Pregnancy Childbirth. 2020; 20(1): 696. https://dx.doi.org/10.1186/s12884-020-03368-y.
  28. Mitrakos A., Kosma K., Makrythanasis P., Tzetis M. Prenatal chromosomal microarray analysis: Does increased resolution equal increased yield? Genes (Basel). 2023; 14(8): 1519. https://dx.doi.org/10.3390/genes14081519.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure. Gestational age at detection of fetal malformation in 3 groups (range diagram)

Download (148KB)

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».