2020년 10월 The American College of Obstetricians and Gynecologists (ACOG)와 Society for Maternal-Fetal Medicine (SMFM)에서 발간한 가이드라인에서 산모의 연령, 기저 위험과 상관없이 전 연령의 임산부에게 NIPT를 행할 수 있으며, 흔한 태아의 이수성(Trisomies 21, 13, 18) 을 검출하는데 NIPT가 기존의 선별 검사보다 더 민감하고 특이도가 높은 선별 검사임을 명시하였 다. ACOG는 이전에는 35세 이상 또는 알려진 위험 인자가 있는 고위험 산모에게만 NIPT를 권장 하였다

NIPT 검사 방법 cfDNA 검사 플랫폼은 크게 전체 유전체를 대상으로 하는 massively parallel shotgun sequencing (MPSS)과 13, 18, 21번, 성염색체와 같은 중요한 특정 영역을 표적으로 하는 검사인 chromosome selective sequencing (CSS), single-nucleotide polymorphism (SNP) 분석, microarray 등으로 분류할 수 있다 (그림 1). MPSS은 태아와 산모로 부터 유래한 수백만의 cfDNA fragment를 각 염색체로 정렬한 후 각 염색체의 fragment를 정량 화한다. 삼염색체 태아의 cfDNA fragment 양이 정상 태아에서 예상되는 cfDNA fragment 양보다 많다는 개념을 이용하며, Z-score 기반의 접근, normalized chromosome value와 같은 대표적 분석 알고리즘들이 소개되어 있다. CSS는 특정 영역 만을 sequencing하므로 비교적 검사 비용이 저렴 하지만 MPSS와 비교하여 검사 실패률이 높은 편이 다. SNP 분석은 DNA 염기서열에서 핵산의 단일 염기 차이를 대상으로 하는 검사이며, MPSS, CSS와 유사한 성능을 보이나 검사 실패률이 더 높은 것으로 알려져 있다.

그림 1. (left) Massively parallel shotgun sequencing method (right) Single-nucleotide polymorphism method for the non-invasive prenatal detection of fetal chromosomal aneuploidy.

NIPT 검사의 해석 - 검사 실패 NIPT 검사 결과를 해석하는 데 있어서 검사에 영향을 미치는 생물학적 요소에 대한 이해가 중요하 다. 특히 결과를 보고할 수 없는 기준치 이하의 낮은 태아 분획이 검사 실패에 가장 큰 영향을 주는 요소로서 알려진 원인에 대해 살펴보고자 한다. 태아 분획이란 cfDNA 양을 전체 circulating cell-free DNA 양으로 나눈 것을 말하며, 각 기관마다 차이가 있지만 보통 3~4% 이하에서는 결과의 신뢰도가 낮아 보고하지 않는다. 태아 분획에 가장 큰 영향을 주는 요소는 임신 주수와 산모의 체질량지수이다. cfDNA는 4주 이후부터 검출되어 임신 10-21 주 사이는 일주일마다 0.1%, 21주 이후에는 일주일 마다 1%씩 증가하는 것으로 알려져 있다. 임신 10주 이전에는 태아 분획이 충분하지 않으므로 NIPT 검사가 권장되지 않는다. 산모의 체질량지수가 증가 하면 cfDNA가 희석되고 이와 더불어 모체의 혈관 세포 및 지방세포의 사멸에서 유래한 maternal cell free DNA의 유입도 증가하여 태아 분획이 낮아진 다. 산모 나이의 증가, In vitro fertilization (IVF) 임신과 낮은 태아 분획과의 상관성이 알려져 있다.

그리고 쌍태아의 경우 단태아보다 태아 분획이 낮으며, 단일융모막 쌍태아(monochorionic twin)보다 두융모막 쌍태아(dichorionic twin)의 태아 분획이더 낮다. 쌍태아 임신의 경우 쌍태아 분석 자체의 한계와 더불어 고령 산모, IVF 비율이 비교적 높은 편이라 결과적으로 단태아보다 쌍태아에서 검사 실패율이 약 3-4배 더 높아진다. 또한 태아가 18번 삼염색체, 13번 삼염색체, 터너증후군, 삼배수체일 경우 태아 분획이 낮다는 보고도 있어, 일부 연구에서는 태아 분획이 낮을 경우 이수성의 위험이 있다고 언급하기도 한다. 태아 분획이 낮아 검사에 실패한 경우에는 확진 검사를 하거나 재채혈을 하여 재검사를 시행할 수도 있다. 반복 검사 후 결과가 보고될 확률은 단태 아의 경우 약 70%, 쌍태아의 경우 약 55% 정도로 보고되고 있다. ACOG에서는 검사가 실패할 경우, 검사를 반복하기 보다 확진 검사를 시행할 것을 권장하고 있다. 이에, 다음 단계 검사를 선택하기 위해 위에서 언급한 여러 요소들에 대해 면밀히 고려 해야 한다. 이 외에도 산모의 질환 (예: 자가 면역 질환, 암), 약물 사용 (예: 저분자량 헤파린), 채혈 과정, 검체 보관 및 운반 과정의 문제, 검사 과정의 오류 등 다양한 원인으로 인해 검사에 실패할 수 있다.

고위험 결과 고위험 소견을 보고할 시, NIPT 검사의 민감도, 특이 도가 기존의 선별 검사 방법보다 높기는 하나, 태반 DNA를 이용한 검사이므로 어디까지나 선별 검사라는 한계가 존재한다는 것을 유념해야 한다. NIPT 결과와 확진 검사 간 불일치한 소견이 나오는 가장 흔한 원인은 Confined placental mosaicism (CPM) 이다. Postzygotic mitotic division error로 인해 염색체 이수성이 발생하는데, 이 과정에서 비정상 세포의 불균일한 분포로 인해, cytotrophoblast, mesenchymal core 그리고 태아의 핵형이 다를 수있다 (표 1).

Vanishing twin의 경우 보고에 따라 다르지만 8주 ~15주까지 vanishing twin의 cfDNA가 NIPT 검사 결과에 영향을 준다는 보고가 있다. Vanishing twin의 영향으로 살아있는 태아의 태아 분획이 제대로 평가되지 못해 검사의 정확도에 영향을 미칠수 있으며, 염색체 이상으로 태아가 소실된 경우라 면, NIPT 위양성 결과를 초래할 수도 있음을 고려해야 한다. NIPT 검사 전 산모에게 이러한 검사의 한계점에 대해 설명해야 하며, 의료진은 태아 소실 시기를 고려하여 NIPT 검사를 시행할 임신 주수를 결정해야 한다.

맺는 말 NIPT는 비침습적인 간단한 채혈 검사로 소개되고 있지만, 검사 결과는 다양한 요소들에 의한 영향을 받는 복잡한 검사이다. 이러한 요소들에 대해 이해 하고 산모의 특성을 고려하여 검사를 시행한다면 검사 성공률을 높이고 산모에게 적절한 시기에 신뢰도 높은 결과를 제공하는 데 도움이 될 것이다.