임신 기간 동안 정기적인 관찰 및 산전 검사는 필수적이다. 특히 산과적인 위험은 언제든지 발생할 수 있고 그 위험성 또한 다양하기 때문에 산모에게서의 위험성 평가는 과거에서부터 중요하게 여겨져 왔다. 대부분의 선별검사와 위험성 평가는 주로 임신중독증과 조기 진통 예방에 중점을 두고 시행 되어 왔다.

1. Basic laboratory studies
만일 최근에 시행한 검사, 특히 불임 검사를 시행한 산모인 경우에 정상이었다면 반복할 필요는 없다. RH 혈액형 등을 비롯한 irregular 항체, Hemoglobin level, hematocrit 등의 Blood study와 syphilis와 rubella에 대한 screening 검사를 시행하며 Hepatitis B와 HIV 검사를 시행하는 것이 반드시 필요하다. Hepatitis C와 CMV 검사는 고위험군에게 시행하는 것이 좋다. urine protein level 및 asymptomatic bacteriuria에 대한 검사는 과거에는 urine culture를 시행하는 것이 전통적이었으나 최근에는 urine nitrite 및 leukocyte esterase 로 선별 검사를 대신할 수 있다.
제1삼분기 검사, 즉 다중 마커 선별 검사는 목덜미 투명대 (nuchal translucency, NT) 측정과 biochemical marker ((PAPP-A, free βhCG)를 임신 11주~14주 사이에 시행한다. 임신 2삼분기, 즉 임신 15주~20주에 시행하는 쿼드 검사 (α-fetoprotein, human chorionic gonadotropin [hCG], estriol, inhibin A)나 모체 혈액 α-fetoprotein 선별검사는 neural tube defect와 염색체 이상을 확인할 수 있다. First trimester 검사를 시행한 산모는 임신 15주 이후에 α-fetoprotein을 시행하여 neural tube defect에 대해 검사를 시행한다. 통합 검사 (Integrated screening test; 1삼분기 검사와 2삼분기 검사를 통합한 검사)는 2삼분기 검사가 진행된 이후에 결과를 얻을 수 있다.
이외에 시행 가능한 검사는 갑상선 질환이 있었던 산모는 갑상선 기능검사를 시행하여야 하고, 항경련제를 복용 중인 산모는 투약의 적절성 및 compliance를 평가하기 위한 blood level 을 검사하여야 한다. 수두의 과거력이나 수두 백신에 대한 정보가 없다면 Varicella에 대한 선별검사를 시행한다.

Table 1. Recommendations for All Women for Prenatal Care.

* If preconception care has preceded.
HIV, Human immunodeficiency virus; MSAFP, maternal serum α-fetoprotein
Table 1. Recommendations for All Women for Prenatal Care.

2. Screening for fetal genetic disorders
선별검사의 목적은 저위험군에서 질환의 위험을 찾아내는 것으로 이환된 환자를 알아내는 진단적 검사와는 달리 트저한 질환에 대한 위험성이 높은 군을 찾아내어 이들에게 진단적 검사를 시행할 수 있게 하는 것이다.

(1) First-trimester ultrasound screening for aneuploidy
목덜미 투명대(NT)는 임신 11주~14주의 태아의 목 뒤의 피부 아래에서 보이는 액체를 의미하는 것으로 약 95% 정도의 예에서 경복부 초음파를 통하여 측정할 수 있다. trisomy 21의 약 80%에서 NT의 두께가 95th percentile 이상으로 측정된다. Screen-positive rate 5% 일때 sensitivity 77%(95% CI 72-82)를 보였다.

(2) Second trimester maternal serum screening
35세 이전의 산모에서 Down syndrome에 대한 삼중 검사의 sensitivity는 위양성률 5%일 때 57~67%이고 실제 이환율은 1:33 에서 1:62 정도로 모성 연령에 따른 확률보다는 좋아졌으나 35세 이상의 산모에서는 같은 cut-off에서 87%의 sensitivity를 보이지만 위양성률은 25%에 달한다. Inhibin A는 corpus luteum 에서 처음 생산되고 후에 태반에서 생산되는 단백질로써 quad marker에 포함하여 검사하는 추세이다. Inhibin A는 다운 증후군에 상승하고 (1.3 ~2.5 MoM), 임신 2삼분기에는 재태 연령에 따라 변화하지 않는 것이 특징적이다. Quad screen의 detection rate는 35세 이전 산모에서는 75% (screen-positive rate, 5%), 35세 이상 산모에서는 92% (screen-positive rate, 13%)이다.

(3) Combined first and second trimester screening tests
다른 재태 연령에 시행한 검체를 병합하여 분석하여 선별 검사를 시행하는 것이 최근에 도입이 되었다.

1) Integrated Aneuploidy screening (Non-informative sequential).
Wald 등이 first (NT, PAPP-A) 와 second (Quad screen) trimester의 병합 검사에 대한 protocol을 소개하였다. 임신 2삼분기까지 얻은 6개의 측정된 분석 값을 한 가지 위험 추정치로 계산하는 방법이다. 이러한 Integrated screening 의 detection rate는 약 95%이고 (위양성율, 5%), 위양성율이 0.5%일 때 detection rate는 약 85%가 된다. 그러나 임신 2삼분기까지 결과를 알 수 없어 chorionic villus sampling (CVS) 등을 이용한 조기 산전 진단을 할 수 없는 점이 단점이다. 만일 NT 측정이 어려운 경우, 다른 5개의 검체로만 시행할 수 있는데 이 경우 detection rate는 86~90% (위양성률, 5%)이다.

2) Sequential test
First trimester와 second trimester 분석물을 이용한 Integrated screening의 선별력을 높이면서 first trimester 진단의 장점을 보완하기 위해 여러 가지의 sequential screening 방법이 제시되었다. 이 방법에서는 first trimester 결과의 위험도를 먼저 보고하여 임상에서 사용할 수 있게 하고 선택적으로 second-trimester 검사를 시행할 수 있게 한다.

A. Independent sequential test.
first trimester에는 1/270 screen -positive cutoff를 이용하여 보고하고, 이 결과에 따라 침습적인 진단 방법을 결정하게 된다. 제 2삼분기에는 quad screen을 시행하여 first trimester의 결과와는 별개로 위험도를 분석한다. 이러한 방법은 detection rate를 95%까지 높일 수 있으나, first trimester 산전 진단 이후에도 임신 제2삼분기에 Down 증후군의 유병률이 줄어든 상태해서 분석했기 때문에 위양성률이 높아 (10% 이상), 적절한 선별검사로 받아들이기 힘들다.

B. Stepwise sequential test.
Independent sequential test의 단점인 높은 false-positive rate를 낮추기 위해 first-trimester 위험 cutoff를 높여 가장 위험한 환자에게 first trimester 침습 검사를 제공할 수 있게 하고, second-trimester 위험도를 두 가지 검사를 병합하여 분석하여 위험도를 계산하여 보고한다. 예로써, first trimester 검사 시에 1:65 cutoff를 이용하면 70% 의 이환아를 1% 위양성률하에 발견할 수 있다. 만일 first trimester 음성인 모든 산모는 second-trimester 검사를 시행하여 5% 위양성률에 95%의 detection rate를 얻을 수 있다.

C. contingent sequential screening
stepwise sequential screening과 비슷하지만 first trimester 위험도가 매우 낮은 산모는 second-trimester 검사를 시행하지 않는 것이 다르다. 이 방법을 이용하여 First trimester 위험도가 1/1300 이하인 경우에는 first trimester 검사로 선별검사를 중단할 수 있고, 15-20%의 산모만 second-trimester 검사를 시행하게 된다. Detection rate는 92%~94%이고 위양성률은 5%이다.

(4) Aneuploidy screening using cell-free fetal DNA in the maternal circulation
- Characteristics of Cell-Free DNA in the Maternal Circulation
모체의 혈액의 cell-free DNA의 약 5-20%가 태아에게서 나온 것으로 이러한 DNA를 분석함으로써 비침습적인 산전 검사를 시행할 수 있게 되었다. Circulating fetal DNA 는 적혈구가 깨진 것이 아닌 대부분 placental apoptosis의 부산물로써 약 450 bp정도이며 turnover가 빠르고 apoptotic body나 nucleosome 등으로 나타날 수 있다. 착상된 후 나오기 시작하며 임신 10주 근처에는 상승하며 10-20주 사이에는 비슷한 양을 유지하다가 3분기 이후부터는 꾸준하게 증가하며 분만 2시간 이후에는 검출되지 않는다.
- Aneuploidy detection using cell-free fetal DNA in the Maternal Plasma

A. Massively parallel shotgun sequencing
모체쪽과 태아 쪽의 모든 circulating DNA fragment 중 36 base를 검사하여 그들의 염색체 origin을 확인한다. 만일 태아가 3개의 21번 염색체를 가지고 있다면, 2개의 21번 염색체들과 비하여 21번 염색체 fragment가 조금 더 많을 것이다. Cell-free DNA의 10%가 태아유래인 산모에서, 21번 삼염색체를 임신한 여성은 정상 태아를 임신한 여성에서보다 21번 염색체 fragment가 1.05배 정도 많다. 따라서 수백만의 fragment를 sequencing을 하고 그들의 염색체의 기원을 알아내고 상대적인 proportion을 측정하여 그 차이를 알아냄으로써 다운 증후군을 예측할 수 있다.

B. Targeted sequencing
특정한 유전체 부분을 선별적으로 증폭시켜서 이 부분만을 count를 한다. cell-free DNA에 특정한 유전체 부분을 sequence하여 13,18, 21, X, Y 염색체처럼 임상적으로 중요한 염색체를 중점적으로 분석한다. 이 방법으로 분석할 전체 총 횟수를 줄여주고 효율을 높여서 전체 비용을 약 1/10으로 줄일 수 있다. 21번, 18번 삼중염색체를 찾아내는 것의 Sensitivity와 specificity가 높지만 다른 염색체 이상이나 변형들을 알아내기에는 효과적이지 않다.

C. Single nucleotide polymorphisms (SNPs)
SNP loci와 number등을 측정하여 각 sequence에서의 각각의 대립유전자(allele)의 정체를 확인한다. 위 3가지 방법의 detection rate는 98%이고 위양성율은 0.2% 이다. Sample 중 5%는 분석하기에 부적합하였는데 대부분 fetal DNA의 양이 매우 적었기 때문이었다. 이러한 현상은 체질량지수가 30이상인 산모에게서 많았는데 모체 세포의 apoptosis가 늘어나서 fetal DNA의 분량을 줄였기 때문으로 보인다.
결론적으로, 이러한 cell free fetal DNA 검사법은 sensitivity와 specificity가 매우 높고, 가격이 적절하다면 가장 좋은 검사법이다. 그러나 아직은 선별 검사로 여겨져야 하며 확진을 위해서는 cytogenetic study가 필요하다.

Table 2. Studies Demonstration the Performance of Noninvasive Prenatal Testing Using Cell-Free Fetal DNA

* Results from 2 plex only.
DR, detection rate; FPR, false-positive rate; MPS, mass parallel (shotgun) sequencing; SNP, single nucleotide polymorphism sequencing approach; T13; trisomy 13; T18, trisomy 18; T21, trisomy 21; Target sequence, targeted sequence approach.

3. Abnormal second-trimester maternal serum markers in pregnancies with a normal karyotype

A. Unexplained elevated MSAFP
MSAFP가 높을 때 재태 연령 보정 및 양수 AFP 가 정상일 때 자궁 내 태아 발육 제한, 태아 사망, 미숙아, 양수 과소증, 태반 조기 박리, 임신 중독증 등의 산과적 합병증이 증가할 위험이 높다. MSAFP 가 높을수록 위험성은 더 높아지는데 2.5 MoM 이상인 경우 전체 합병증의 위험이 27% 정도 증가한다. 2.5~2.9MoM 일 때 16%, 3.0~5.0 MoM일 때 29%, 5.0 MoM 이상일 때 70% 이상 높아진다.

Table 3. Studies Evaluating the Relationship of Unexplained Elevations of MSAFP and Poor Pregnancy Outcome

* Results from 2 plex only.
DR, detection rate; FPR, false-positive rate; MPS, mass parallel (shotgun) sequencing; SNP, single nucleotide polymorphism sequencing approach; T13; trisomy 13; T18, trisomy 18; T21, trisomy 21; Target sequence, targeted sequence approach.

B. Unexplained Elevated Human Chorionic Gonadotropin levels
증가된 hCG 와 관련된 임신 합병증의 위험성은 AFP 증가와는 독립적이다. 2.0 MoM 이상일 때 임신 중독증, 조산, 저출생 체중, 태아사망, 고혈압의 위험성이 증가한다. 역시 hCG 가 높아지면 그 위험성도 높아진다.

Elevated Human Chorionic Gonadotropin and Maternal serum AFP
동시에 증가되는 경우는 드물지만 전체 임신 합병증 확률은 50%를 상회한다. MSAFP>2 MoM, hCG >3.0MoM 일 때 단태 임신의 60%, 쌍태 임신의 81%에서 임신중독증, 조산, 자궁 내 태아 발육 지연, 태반 기형, 태아 사망이 발견되었다.

Low Second-trimester maternal serum Estriol
0.0~0.15 MoM 일 경우 태아나 태반의 생화학적 이상 즉, 태반 steroid sulfatase deficiency, Smith-Lemli-Opitz syndrome, congenital adrenal hyperplasia, adrenocorticotropin deficiency, hypothalamic corticotropin deficiency, anencephaly와 연관이 있다.

길기철 가톨릭의대 산부인과학교실 교수