Published August 9, 2022 | Version v1
Publication Open

Detection of maternal carriers of common α-thalassemia deletions from cell-free DNA

Description

Abstract α-Thalassemia is a common inherited blood disorder manifested mainly by the deletions of α-globin genes. In geographical areas with high carrier frequencies, screening of α-thalassemia carrier state is therefore of vital importance. This study presents a novel method for identifying female carriers of common α-thalassemia deletions using samples routinely taken for non-invasive prenatal tests for screening of fetal chromosomal aneuploidies. A total of 68,885 Vietnamese pregnant women were recruited and α-thalassemia statuses were determined by gap-PCR, revealing 5344 women (7.76%) carried deletions including αα/−− SEA (4.066%), αα/−α 3.7 (2.934%), αα/−α 4.2 (0.656%), and rare genotypes (0.102%). A two-stage model was built to predict these α-thalassemia deletions from targeted sequencing of the HBA gene cluster on maternal cfDNA. Our method achieved F1-scores of 97.14–99.55% for detecting the three common genotypes and 94.74% for detecting rare genotypes (−α 3.7 /−α 4.2 , αα/−− THAI , −α 3.7 /−− SEA , −α 4.2 /−− SEA ). Additionally, the positive predictive values were 100.00% for αα/αα, 99.29% for αα/−− SEA , 94.87% for αα/−α 3.7 , and 96.51% for αα/−α 4.2 ; and the negative predictive values were 97.63%, 99.99%, 99.99%, and 100.00%, respectively. As NIPT is increasingly adopted for pregnant women, utilizing cfDNA from NIPT to detect maternal carriers of common α-thalassemia deletions will be cost-effective and expand the benefits of NIPT.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الملخص α - الثلاسيميا هو اضطراب شائع في الدم الموروث يتجلى بشكل رئيسي في حذف جينات α - globin. في المناطق الجغرافية ذات الترددات العالية للناقل، يكون فحص حالة الناقل ألفا الثلاسيميا ذا أهمية حيوية. تقدم هذه الدراسة طريقة جديدة لتحديد الناقلات الإناث لحذف الثلاسيميا ألفا الشائعة باستخدام عينات تؤخذ بشكل روتيني لاختبارات ما قبل الولادة غير الغازية لفحص اختلال الصيغة الصبغية للكروموسومات الجنينية. تم تجنيد ما مجموعه 68885 امرأة حامل فيتنامية وتم تحديد حالات الثلاسيميا ألفا من خلال GAP - PCR، وكشفت عن 5344 امرأة (7.76 ٪) حملن الحذف بما في ذلك ألفا/− البحر (4.066 ٪)، ألفا/− 3.7 (2.934 ٪)، ألفا/− 4.2 (0.656 ٪)، والأنماط الجينية النادرة (0.102 ٪). تم بناء نموذج من مرحلتين للتنبؤ بحذف ألفا الثلاسيميا من التسلسل المستهدف لمجموعة جينات HBA على cfDNA للأم. حققت طريقتنا درجات F1 من 97.14-99.55 ٪ للكشف عن الأنماط الجينية الثلاثة الشائعة و 94.74 ٪ للكشف عن الأنماط الجينية النادرة (−α 3.7 /α 4.2 ، α/− - التايلاندية ، α 3.7 /− - البحر ، α 4.2 /− البحر ). بالإضافة إلى ذلك، كانت القيم التنبؤية الإيجابية 100.00 ٪ لـ αα/αα، و 99.29 ٪ لـ αα/− البحر ، و 94.87 ٪ لـ αα/− 3.7 ، و 96.51 ٪ لـ αα/− 4.2 ؛ وكانت القيم التنبؤية السلبية 97.63 ٪ و 99.99 ٪ و 99.99 ٪ و 100.00 ٪ على التوالي. نظرًا لاعتماد اختبار ما بعد الولادة الطبيعي بشكل متزايد على النساء الحوامل، فإن استخدام cfDNA من اختبار ما بعد الولادة الطبيعي للكشف عن ناقلات الأمهات لحذف الثلاسيميا ألفا الشائعة سيكون فعالًا من حيث التكلفة وسيوسع فوائد اختبار ما بعد الولادة الطبيعي.

Translated Description (French)

Résumé L'α-thalassémie est une maladie sanguine héréditaire courante qui se manifeste principalement par la délétion des gènes de l'α-globine. Dans les zones géographiques à hautes fréquences porteuses, le dépistage de l'état de porteur de l'α-thalassémie est donc d'une importance vitale. Cette étude présente une nouvelle méthode pour identifier les femmes porteuses de délétions courantes de l'α-thalassémie à l'aide d'échantillons prélevés régulièrement pour des tests prénatals non invasifs pour le dépistage des aneuploïdies chromosomiques fœtales. Au total, 68 885 femmes enceintes vietnamiennes ont été recrutées et les statuts d'α-thalassémie ont été déterminés par GAP-PCR, révélant que 5 344 femmes (7,76 %) portaient des délétions, notamment αα/−− SEA (4,066 %), αα/−α 3,7 (2,934 %), αα/−α 4,2 (0,656 %) et des génotypes rares (0,102 %). Un modèle en deux étapes a été construit pour prédire ces délétions d'α-thalassémie à partir du séquençage ciblé du groupe de gènes HBA sur l'ADNc maternel. Notre méthode a obtenu des scores F1 de 97,14-99,55% pour la détection des trois génotypes communs et de 94,74% pour la détection des génotypes rares (−α 3,7 /− α 4,2 , αα/− − THAI , −α 3,7 /−− SEA , −α 4,2 /−− SEA ). De plus, les valeurs prédictives positives étaient de 100,00 % pour αα/αα, 99,29 % pour αα/−− SEA , 94,87 % pour αα/−α 3,7 et 96,51 % pour αα/−α 4,2 ; et les valeurs prédictives négatives étaient de 97,63 %, 99,99 %, 99,99 % et 100,00 %, respectivement. Comme le TPNI est de plus en plus adopté pour les femmes enceintes, l'utilisation de l'ADNc du TPNI pour détecter les porteuses maternelles de délétions courantes de l'α-thalassémie sera rentable et élargira les avantages du TPNI.

Translated Description (Spanish)

La α-talasemia es un trastorno sanguíneo hereditario común que se manifiesta principalmente por las deleciones de los genes de la α-globina. Por lo tanto, en áreas geográficas con altas frecuencias de portadoras, el cribado del estado de portadora de α-talasemia es de vital importancia. Este estudio presenta un método novedoso para identificar mujeres portadoras de deleciones comunes de α-talasemia utilizando muestras tomadas de forma rutinaria para pruebas prenatales no invasivas para el cribado de aneuploidías cromosómicas fetales. Se reclutaron un total de 68,885 mujeres embarazadas vietnamitas y se determinaron los estados de α-talasemia mediante Gap-PCR, revelando que 5344 mujeres (7.76%) portaban deleciones que incluían αα/−− SEA (4.066%), αα/−α 3.7 (2.934%), αα/−α 4.2 (0.656%) y genotipos raros (0.102%). Se construyó un modelo de dos etapas para predecir estas deleciones de α-talasemia a partir de la secuenciación dirigida del grupo de genes HBA en el cfDNA materno. Nuestro método logró puntajes F1 de 97.14-99.55% para detectar los tres genotipos comunes y 94.74% para detectar genotipos raros (−α 3.7 /−α 4.2 , αα/− TAILANDÉS , −α 3.7 /−- SEA , −α 4.2 /−- SEA ). Además, los valores predictivos positivos fueron 100.00% para αα/αα, 99.29% para αα/− SEA , 94.87% para αα/−α 3.7 y 96.51% para αα/−α 4.2 ; y los valores predictivos negativos fueron 97.63%, 99.99%, 99.99% y 100.00%, respectivamente. A medida que la NIPT se adopta cada vez más para las mujeres embarazadas, la utilización de cfDNA de la NIPT para detectar portadores maternos de deleciones comunes de α-talasemia será rentable y ampliará los beneficios de la NIPT.

Files

s41598-022-17718-7.pdf.pdf

Files (1.4 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:f80f375fa84d47b6d41ded6514c0ec4e
1.4 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الكشف عن الناقلات الأمومية لحذف الثلاسيميا ألفا الشائعة من الحمض النووي الخالي من الخلايا
Translated title (French)
Détection de porteurs maternels de délétions courantes d'α-thalassémie à partir d'ADN acellulaire
Translated title (Spanish)
Detección de portadores maternos de deleciones comunes de α-talasemia del ADN libre de células

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4290785987
DOI
10.1038/s41598-022-17718-7

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Vietnam

References

  • https://openalex.org/W108709059
  • https://openalex.org/W1585156201
  • https://openalex.org/W1663789541
  • https://openalex.org/W1831050183
  • https://openalex.org/W188484398
  • https://openalex.org/W1910364929
  • https://openalex.org/W1966116114
  • https://openalex.org/W2008456630
  • https://openalex.org/W2044757035
  • https://openalex.org/W2056118078
  • https://openalex.org/W2115865929
  • https://openalex.org/W2116869873
  • https://openalex.org/W2132379253
  • https://openalex.org/W2312244366
  • https://openalex.org/W2411397641
  • https://openalex.org/W2613516165
  • https://openalex.org/W2912687741
  • https://openalex.org/W2917917113
  • https://openalex.org/W2950464315
  • https://openalex.org/W2977716893
  • https://openalex.org/W2990427812
  • https://openalex.org/W3111212453
  • https://openalex.org/W4254687493
  • https://openalex.org/W8621292