超聲聯(lián)合高通量測序在檢測胎兒短肢畸形中的研究

乞艷華,麻妙艷#,劉 娜,周 琦,雷小瑩,賈建坤,鄔晉芳

(1西安交通大學(xué)第二附屬醫(yī)院超聲科,西安 710004;2北京貝瑞和康生物技術(shù)有限公司;3西安交通大學(xué)第二附屬醫(yī)院婦產(chǎn)科;#共同第一作者;*通訊作者,E-mail:wjf2yuan@126.com)

胎兒短肢畸形是臨床常見的出生缺陷之一,病因復(fù)雜,種類繁多,產(chǎn)前超聲是胎兒骨骼系統(tǒng)發(fā)育異常的首選篩查方法。胎兒短肢畸形包括致死性與非致死性,超聲預(yù)測致死性骨發(fā)育不良的準(zhǔn)確率高達(dá)92%-96%[1]。對于非致死性骨骼發(fā)育不全,誤診及漏診幾率較高,出生后因骨骼畸形而致殘,甚至引發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)各種并發(fā)癥,給家庭及社會帶來極大的精神及經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[2,3],故產(chǎn)前及時準(zhǔn)確診斷至關(guān)重要。孕婦外周血中胎兒游離DNA包含胎兒全基因組信息,無創(chuàng)性產(chǎn)前診斷技術(shù)理論上可從胎兒染色體異常擴(kuò)展至單基因遺傳疾病,無創(chuàng)產(chǎn)前基因測序主要用于鑒別新發(fā)突變或父源性遺傳物質(zhì)的有無,胎兒短肢畸形大多為自身基因突變,且存在致病熱點(diǎn)突變,使其實現(xiàn)產(chǎn)前無創(chuàng)性檢測成為可能[4,5]。本研究分析近4年就診于我院的胎兒短肢畸形病例,探討超聲聯(lián)合高通量測序在產(chǎn)前診斷胎兒短肢畸形中的臨床價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選取2014-01～2017-12經(jīng)產(chǎn)前超聲篩查胎兒肢體短小的10例孕婦(長骨測量值均低于正常值兩倍標(biāo)準(zhǔn)差以上[1])。詳細(xì)記錄孕婦的年齡、身高、孕產(chǎn)次、末次月經(jīng)、產(chǎn)前檢測的項目及內(nèi)容。所有孕婦均為正常個體,無骨發(fā)育不良的相關(guān)異常表型,就診時均無高血壓疾病、糖尿病、急性脂肪肝等妊娠期合并癥或并發(fā)癥,肝腎功能未見異常,全部胎兒均依據(jù)孕婦末次月經(jīng)時間及11-13+6周超聲中胎兒頂臀長核算孕周。所有研究均在父母知情同意下完成。

1.2 研究方法

超聲:采用GE Voluson E8彩色多普勒超聲診斷儀,凸陣探頭,對胎兒行系統(tǒng)產(chǎn)前超聲檢查,其中二維探頭頻率2.5-5.0 MHz,三維容積探頭頻率為4.0-8.0 MHz。孕婦仰臥位,采用連續(xù)順序追蹤超聲檢查法,在標(biāo)準(zhǔn)切面上測量各參數(shù)值,對照李勝利的《胎兒畸形產(chǎn)前超聲診斷學(xué)》[1],股骨長度(FL)小于相同孕周2倍標(biāo)準(zhǔn)差以上診斷為股骨短小,并計算FL/AC(腹圍),TC(胸圍)/AC以及心胸比值。如果發(fā)現(xiàn)疑似異常部位且成像質(zhì)量較差,采用三維成像進(jìn)行觀察。如果胎兒的四肢無法清晰觀察,建議孕婦活動30 min后復(fù)檢。

高通量測序:對懷疑胎兒肢體短小的孕婦,抽取其外周血,提取血漿游離DNA,進(jìn)行全外顯子測序,若篩查出致病基因突變,孕婦要求引產(chǎn),于引產(chǎn)2 d后再采用Sanger測序技術(shù)檢測其父母相同位點(diǎn)是否存在突變。將以上檢測結(jié)果與正常分娩后胎兒臍血基因檢測,引產(chǎn)后的胎兒進(jìn)行X線檢查及基因檢測(方法參照本團(tuán)隊前期研究[6]),進(jìn)一步驗證。全部檢測在經(jīng)過孕婦及家屬知情同意下進(jìn)行。

2 結(jié)果

2.1 超聲檢測結(jié)果

超聲共計檢測10例胎兒四肢短小者,其中股骨長度小于相同孕周2-3倍標(biāo)準(zhǔn)差5例,小于3-4倍標(biāo)準(zhǔn)差2例,小于8倍標(biāo)準(zhǔn)差3例。病例編號4和10的孕婦孕2產(chǎn)1,病例編號4的孕婦第1胎無明顯異常,病例編號10的孕婦第1胎引產(chǎn)后經(jīng)胎兒組織基因檢測證實為致死性侏儒,超聲表現(xiàn)與此胎相似。10例病例各測量參數(shù)值見表1。病例編號8的胎兒超聲圖像見圖1,病例編號9,10與之類似。

表110例研究對象臨床資料及超聲參數(shù)值

Table1Clinicalandsonographicdataof10cases

序號孕周 BPDHCACTCFLHLFL/ACTC/AC長骨低于標(biāo)準(zhǔn)差1297.025.824.822.34.64.20.180.902-3SD226+16.525.022.422.24.64.30.250.992-3SD3357.225.719.719.14.54.20.230.972-3SD432+26.022.018.918.04.33.90.230.952-3SD5337.928.026.024.45.74.90.220.942-3SD6307.527.124.824.05.14.20.200.973-4SD729+37.427.724.223.04.54.10.190.953-4SD8257.224.019.716.22.01.80.100.82 >8SD923+16.823.119.415.52.01.80.100.80 >8SD1025+26.423.817.421.22.72.70.130.82 >8SD

BPD:雙頂徑;HC:頭圍;AC:腹圍;FL:股骨長;HL:肱骨長

2.2 高通量測序結(jié)果

10例孕婦均進(jìn)行了外周血全外顯子測序,其中病例編號1-5的5例胎兒均未檢測出明顯致病性突變,病例編號6檢測出COL1A1 c.932突變(G-T),病例編號7檢測出COL1A2 c.2962突變(G-T),病例編號8-10檢測出7R248c突變(C-T),結(jié)果見表2,基因檢測結(jié)果見圖2-4。

2.3 妊娠結(jié)局

病例編號1-5的5例孕婦部分早產(chǎn)分娩、產(chǎn)后隨訪,胎兒外觀及四肢未見明顯異常,病例編號3,4,5胎兒出生時體質(zhì)量均小于2 500 kg。病例編號6,7的胎兒引產(chǎn)后外觀未見明顯異常,X線平片見骨皮質(zhì)毛糙,長骨略彎曲。病例編號8,9,10引產(chǎn)后X線片結(jié)果提示:長骨嚴(yán)重短粗、“電話接收器”狀股骨和肱骨、干骺端邊緣不光整、魚嘴狀坐骨切跡;胸廓狹小、雙側(cè)肋骨近端細(xì)小,遠(yuǎn)端膨大呈杯口狀;椎體扁平,椎間盤間隙增寬(見圖5)。

A.長度短小、彎曲,呈“電話接收器”狀;B.胸腔狹小;C.長度短小三維圖像;D.胸腔狹小三維圖像圖1 病例編號8胎兒的超聲圖像Figure 1 The sonographic features of case 8

表210例胎兒短肢畸形高通量測序結(jié)果及診斷

Table2Thehighthroughputsequencingresultsandthediagnosisof10casesoffetalshortlimbmalformation

序號 高通量測序結(jié)果 隨訪或引產(chǎn)結(jié)果1未檢測出明顯致病性突變父身高1.70 m,母身高1.51 m,胎兒正常2未檢測出明顯致病性突變父身高1.68 m,母身高1.49 m,胎兒正常3未檢測出明顯致病性突變IUGR,胎盤老化4未檢測出明顯致病性突變IUGR,帆狀胎盤5未檢測出明顯致病性突變IUGR6COL1A1 c.932突變(G-T)24周引產(chǎn),成骨發(fā)育不全7COL1A2 c.2962突變(G-T)22周引產(chǎn),成骨發(fā)育不全87R248c突變(C-T)22周引產(chǎn):致死性侏儒97R248c突變(C-T)23周引產(chǎn):致死性侏儒107R248c突變(C-T)25周引產(chǎn):致死性侏儒

3 討論

胎兒短肢畸形是臨床常見的出生缺陷之一,包括成骨發(fā)育不全、軟骨發(fā)育不全、致死性侏儒、短肋-多指綜合征等[7]。目前常見的胎兒短肢畸形的致病基因已經(jīng)明確,如軟骨發(fā)育不全、致死性侏儒致病基因為FGFR3基因,成骨發(fā)育不全致病基因為COL1A1/COL1A12[8,9]。對于骨發(fā)育不良的超聲診斷,主要是在孕中晚期進(jìn)行,超聲特征不典型的病例,很難明確診斷及分型。為了避免誤診及漏診,同時考慮基因突變的復(fù)雜性,本研究中對超聲診斷的10例短肢畸形胎兒均進(jìn)行了胎兒基因全外顯子的測序,完成了產(chǎn)前準(zhǔn)確的基因診斷。

圖2 病例編號6基因檢測結(jié)果:COL1A1 C.932突變(G-T)Figure 2 The results of high throughput sequencing for case 6 revealed a mutation of COL1A1, c.932G>T(p.G311V)

圖3 病例編號7基因檢測結(jié)果:COL1A2 c.2962突變(G-T)Figure 3 The results of high throughput sequencing for case7 revealed a mutation of COL1A2, c.2962G>T(p.G988V)

圖4 病例編號8基因檢測結(jié)果為7R248c突變(C-T)Figure 4 The results of high throughput sequencing for case8 revealed a mutation of FGFR3, c.742C>T(p.R248C)

A.正位 B.側(cè)位圖5 病例編號8引產(chǎn)胎兒X線結(jié)果Figure 5 Postnatal X-ray of case 8

當(dāng)長骨長度低于正常孕周平均值的2-4倍標(biāo)準(zhǔn)差時,若無相關(guān)基因異常,同時胎兒生長速度維持在一定水平,多考慮為胎兒生長受限或正常胎兒。胎兒生長受限均可通過給予早期干預(yù),減少臨床圍生期胎兒死亡率[10,11]。本研究中5例胎兒長骨長度低于正常孕周平均值2-3倍標(biāo)準(zhǔn)差,均未檢測出明顯致病性突變,跟蹤隨訪胎兒未見明確異常,其中病例編號1、2胎兒四肢短小原因考慮存在胎兒父母身高偏矮的遺傳因素,病例編號3-5出生時胎兒體重均小于2 500 kg,結(jié)合超聲所見多考慮為IUGR,其中病例編號3,4致病因素明確。本研究中病例編號6,7胎兒長骨長度低于正常孕周平均值3-4倍標(biāo)準(zhǔn)差,經(jīng)基因檢測分別為COL1A1 c.932突變(G-T)及COL1A2 c.2962突變(G-T),與美國醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)學(xué)會(ACMG)指南[12]比對,分別提示突變?yōu)棰笮汀ⅱ?Ⅳ型成骨發(fā)育不全的致病基因突變,目前未見該突變位點(diǎn)的相關(guān)文獻(xiàn)病例報道。

當(dāng)長骨長度低于正常孕周平均值的4倍標(biāo)準(zhǔn)差時,往往提示預(yù)后不良[13],目前致死性骨發(fā)育不良的主要超聲特征為:①嚴(yán)重的四肢短小畸形,四肢所有長骨長度<正常孕周平均值的4倍標(biāo)準(zhǔn)差,FL/AC<0.16;②嚴(yán)重的胸部發(fā)育不良,排除心臟畸形時TC低于正常孕周平均值的第五百分位數(shù),心胸比值>60%,TC/AC<0.89[1]。本研究中病例編號8,9,10的胎兒產(chǎn)前超聲符合以上診斷標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)基因檢測為FGFR3 7R248c突變(C-T)基因突變,該位點(diǎn)為Ⅰ型致死性侏儒的常見突變位點(diǎn),引產(chǎn)后X線也進(jìn)一步得到驗證[14]。

綜上所述,本次研究可證實,在超聲篩查胎兒短肢畸形的初診基礎(chǔ)上,采用產(chǎn)前基因診斷可以明確胎兒短肢畸形發(fā)病原因,進(jìn)而達(dá)到確診及分型,為優(yōu)生優(yōu)育提高可靠的參考信息,為患病家庭提供準(zhǔn)確的遺傳咨詢,臨床價值顯著,值得關(guān)注并推廣。

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