染色體微陣列分析在胎兒右位主動(dòng)脈弓中的臨床應(yīng)用

郭珍 章春泉 陽(yáng)彥 周欣 戴琳 肖曉娟 李歡

1江西省婦幼保健院（南昌330006）；2南昌大學(xué)第二附屬醫(yī)院（南昌330000）

右位主動(dòng)脈弓（right aortic arch，RAA）是胎兒主動(dòng)脈弓異常中最常見(jiàn)的一種類(lèi)型，指主動(dòng)脈弓位于氣管、食管的右側(cè)，是胚胎時(shí)期配對(duì)主動(dòng)脈弓異常退化形成的，占總?cè)焉锏?.1%［1］，占先天性心臟病的約1%～3%［2］。有些孤立性RAA 雖然不引起任何癥狀，但在胎兒時(shí)期，它們可以作為胎兒先天性心臟病和染色體非整倍體、22q11 微缺失的標(biāo)志物。而嚴(yán)重的主動(dòng)脈弓異常與血管環(huán)、先天性心臟病和染色異常相關(guān)，可引起氣管或食管受壓癥狀甚至死亡。而非孤立性RAA 多與復(fù)雜先天性心臟畸形同時(shí)發(fā)生，在產(chǎn)前胎兒心臟超聲檢查中更易漏誤診。2014年，染色體微陣列分析（chromosome microarray analysis，CMA）被國(guó)內(nèi)遺傳學(xué)應(yīng)用專(zhuān)家一致認(rèn)可作為產(chǎn)前診斷的一線(xiàn)檢測(cè)方法，是一種高分辨率分子遺傳學(xué)技術(shù)，結(jié)合超聲影像學(xué)檢測(cè)，可提高胎兒畸形的診斷率。目前CMA 技術(shù)對(duì)胎兒先天性心臟病的檢測(cè)已經(jīng)逐步應(yīng)用到臨床診斷中，但產(chǎn)前微陣列分析對(duì)于RAA 胎兒是否檢測(cè)到比傳統(tǒng)核型G 帶染色體檢測(cè)更多的染色體異常尚不清楚?，F(xiàn)將我院產(chǎn)前和產(chǎn)后證實(shí)為RAA 30 例胎兒，同時(shí)進(jìn)行傳統(tǒng)染色體核型分析和微陣列分析，尋找RAA 胎兒基因組中可能存在的致病性拷貝數(shù)變異（CNVs），評(píng)估CMA 技術(shù)在胎兒右位主動(dòng)脈弓的臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象 選擇2016年7月至2018年8月在江西省婦幼保健院產(chǎn)前診斷中心進(jìn)行產(chǎn)前診斷的孕婦，孕周15～36 周，孕婦年齡20～36 歲，平均29 歲。所有孕婦均簽署知情同意書(shū)，本研究已通過(guò)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。產(chǎn)期取羊水或臍血或引產(chǎn)胎兒的組織，產(chǎn)后取出生新生兒外周血作為樣本，共30 例。將超聲提示RAA 的胎兒標(biāo)本，進(jìn)一步分為孤立性RAA 24 例和伴有心內(nèi)外其他畸形的非孤立性RAA 6 例。所有病例樣本均事先進(jìn)行常規(guī)G 顯帶染色體核型分析，同時(shí)采用CMA 方法檢測(cè)胎兒樣本。

1.2 方法

1.2.1 標(biāo)本采集與分組 標(biāo)本采集：羊膜腔穿刺術(shù)，超聲定位進(jìn)行羊膜腔穿刺，取羊水。腹臍靜脈穿刺術(shù)，超聲定位，經(jīng)腹部進(jìn)行胎兒臍靜脈穿刺，取臍血。對(duì)引產(chǎn)胎兒，取皮膚組織標(biāo)本。分組：Ⅰ組，孤立性RAA 組：胎兒只存在RAA 一種心血管異常，且產(chǎn)前超聲系統(tǒng)篩查未提示其他結(jié)構(gòu)異常。Ⅱ組：非孤立性RAA 組：除右位主動(dòng)脈弓異常以外，超聲提示存在心內(nèi)或心外多系統(tǒng)結(jié)構(gòu)畸形。

1.2.2 G 顯帶核型分析 采用細(xì)胞增殖同步化方法，對(duì)樣本進(jìn)行培養(yǎng)、固定、消化、染色、掃描，按人類(lèi)細(xì)胞遺傳學(xué)國(guó)際命名體制描述核型。

1.2.3 染色體微陣列分析CMA 檢測(cè) 采用Affymetrix Cytoscan 750 K Array 芯片檢測(cè)，羊水細(xì)胞基因組DNA 的提取與準(zhǔn)備；按芯片平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)流程，分別進(jìn)行酶切、熒光標(biāo)記酶切DNA、純化、雜交、洗滌、掃描與分析。

1.2.4 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及CNVs臨床意義分析 參照OMIM、DGV、UCSC、Decipher 數(shù)據(jù)庫(kù)資料，檢索PubMed 數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)臨床資料并結(jié)合美國(guó)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)會(huì)對(duì)基因芯片CNVs 結(jié)果進(jìn)行分析對(duì)比。對(duì)于復(fù)雜可疑的CNVs，用MLPA、FISH、QF-PCR 等方法驗(yàn)證染色體核型及Array-HCG 結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 21.0 統(tǒng)計(jì)分析軟件，計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)及百分位表示，并采用χ2檢驗(yàn)或精確概率法進(jìn)行組間比較；P＜0.05 有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 染色體核型分析結(jié)果 共檢出3 例染色體核型異常標(biāo)本（47，XX+21；45，X；47，XY+18），檢出率為10%（3/30）

2.2 CMA 檢測(cè)結(jié)果 共檢出7 例異常，檢出率為23.3%（7/30），2 例胎兒檢 測(cè) 出22q.11.2 微缺失（6.7%），2 胎例兒存在其他具有臨床意義的致病性CNVs（9q31.2微缺失，6p21.3微缺失）。見(jiàn)表1。

2.3 30例RAA 胎兒的細(xì)胞遺傳學(xué)對(duì)比 CMA 檢測(cè)技術(shù)對(duì)RAA 胎兒染色體異常的檢出率比傳統(tǒng)染色體核型分析檢出率提高了13.3%，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=1.92，P=0.166）這可能是本研究的樣本總數(shù)量較小所致。

2.4 孤立性RAA 胎兒組、非孤立性RAA 胎兒組對(duì)比 24 例孤立性RAA 檢出CNVs 3 例（12.5%）；6 例伴有心內(nèi)外其他畸形的非孤立性RAA 檢出CNVs 4 例（66.7%）。非孤立性有位主動(dòng)脈弓的致病性CNVs 率高于孤立性右位主動(dòng)脈弓，采用FISHER 精確概率法，2 組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.016）。

3 討論

RAA 常伴有其他先天性心臟缺陷，包括法洛四聯(lián)癥、永存動(dòng)脈干和心房異構(gòu)。血管環(huán)是主動(dòng)脈弓異常變異后形成的，能導(dǎo)致氣管、食管受壓，引起呼吸和胃腸道癥狀。有研究指出，通常與RAA 相關(guān)的染色異常包括DiGeorge 綜合征、21 三體綜合征。然而，時(shí)至今日國(guó)內(nèi)關(guān)于RAA 異常的產(chǎn)前超聲和遺傳學(xué)診斷鮮有報(bào)道。

表1 RAA 胎兒的染色體核型分析及CMA 檢測(cè)結(jié)果Tab.1 Chromosome karyotype analysis and CMA findings of pathogenic and unknown clinical significance in right aortic arch of fetal

在本研究中，30 例產(chǎn)前超聲提示RAA 結(jié)構(gòu)異常的胎兒中，傳統(tǒng)核型分析檢出3 例染色體數(shù)目異常（47，XX+21；45，X；47，XY+18；），檢出率為10%。超聲結(jié)構(gòu)異常的胎兒中，染色體核型異常檢出率約在9%～19%之間，主要為染色體三倍體及非整倍體［3］，本研究中RAA 檢出率與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道一致，可以說(shuō)RAA 胎兒大多數(shù)具有正常的染色體數(shù)目。在核型正常的27 例胎兒中通過(guò)CMA檢測(cè)4 例攜帶致病性CNVs，檢出率約為13.3%。相關(guān)文獻(xiàn)［4］報(bào)道：超聲結(jié)構(gòu)異常通過(guò)SNP array 技術(shù)檢出率在5.2%～10%之間。而本研究數(shù)據(jù)（13.3%）高于文獻(xiàn)報(bào)道的檢出率。 筆者認(rèn)為，胎兒RAA 異常的CNVs 發(fā)生率，可能高于一般的超聲結(jié)構(gòu)異常的CNVs，也有可能本研究是一高度選擇的研究人群，排除了共存的主要心內(nèi)異常且數(shù)據(jù)樣本較小，因此，我們的結(jié)果與該領(lǐng)域其他研究相比較時(shí)，產(chǎn)生了一定的影響。其發(fā)生率有待大樣本人群數(shù)據(jù)研究。但不論如何，當(dāng)胎兒發(fā)現(xiàn)RAA 異常，尤其胎兒RAA 合并迷走鎖骨下動(dòng)脈時(shí)，其染色體異常的檢出率總體偏高。同時(shí)，本研究也證明微陣列分析鑒定的亞顯微染色體異常，其多數(shù)不能通過(guò)G 帶核型檢測(cè)到。CMA 的檢出染色體異常的敏感性遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的核型染色體技術(shù)。CMA 能檢測(cè)全基因組亞顯微水平的染色體變異，包括重復(fù)、缺失、中性拷貝數(shù)的雜合性缺失LOH 以及嵌合體等，分為微陣列比較基因組雜交技術(shù)Array-CGH 和單核苷酸多態(tài)性微陣列技術(shù)SNP array，分辨率為31 kb［5］。

主動(dòng)脈弓異常與染色體異常，特別是與22q11.2微缺失的相關(guān)性為12.6%～24%［6-7］，RAZON 等［8］研究發(fā)現(xiàn)14 例RAA 或者中有4 例有22q11 微缺失和47XXY 異常。本研究中，筆者檢出在4 例CNVs胎兒中，有2 例22q11.2 微缺失綜合征（2/30 6.7%），均表現(xiàn)為兩種以上的畸形，一例胎兒為單純的RAA 合并迷走右鎖骨下動(dòng)脈，沒(méi)有其他心內(nèi)結(jié)構(gòu)異常。而在另一名22q11.2 微缺失胎兒，合并室間隔缺損、法洛四聯(lián)癥、胼胝體缺如、單臍動(dòng)脈。這也說(shuō)明RAA 異常不論是否合并其他心內(nèi)外畸形，都可能與遺傳異常相關(guān)。本研究，RAA 胎兒中22q11.2 微缺失綜合征的檢出率6.7%，與文獻(xiàn)報(bào)道一致。這些結(jié)果都表明，RAA 胎兒與22q11.2 綜合征有一定的相關(guān)性，即使沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其他心內(nèi)外畸形，RAA 也可能與遺傳異常相關(guān)。MCELHINNEY等［6］報(bào)道22q11.2 微缺失在主動(dòng)脈弓離斷檢出率50%，在永存主動(dòng)脈干患者中檢出率為34.5%。D′ANTONIO 等［9］通過(guò)對(duì)16 項(xiàng)研究中的312 例RAA胎兒進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，RAA 胎兒的染色體異常發(fā)生率為6%～12.5%，22q11.2 微缺失發(fā)生率為2.4%～8.6%，與本研究RAA 的22q11.2 微缺失綜合征的發(fā)生率相近。本病例中，有一胎兒的9q31.2 處確定了個(gè)可能具有致病性的2.8 Mb 微缺失，該胎兒鼻骨發(fā)育不全，在Decipher 數(shù)據(jù)庫(kù)中有3 例具有微缺失區(qū)域重合，分別伴有室缺和胼胝體發(fā)育不全，這些缺失被定義為致病性，而在DGV 數(shù)據(jù)庫(kù)中無(wú)相同缺失片段收錄，因而認(rèn)為胎兒的缺失為致病性的可能性大。另一胎兒6p21.3 微缺失其父親存在認(rèn)知障礙。

GENG 等［10］應(yīng)用CMA 檢測(cè)CHD 胎兒，對(duì)比孤立性冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟?。–HD）和非孤立性CHD 病例的檢出率，發(fā)現(xiàn)4.3%～9.3%孤立性胎兒存在致病或可能致病的拷貝數(shù)異常。在不包含非整倍體時(shí)，其檢出率高于非孤立性CHD。盡管孤立性的CHD 的致病性拷貝數(shù)變異檢出率不高，但當(dāng)其合并心臟外畸形時(shí)，其致病性CNVs 的檢出率明顯增高［11］。通過(guò)本次研究，發(fā)現(xiàn)RAA 作為CHD 中的常見(jiàn)類(lèi)型之一，當(dāng)RAA 合并心臟外結(jié)構(gòu)異常時(shí)，CMA 檢出拷貝數(shù)異常率高于孤立性RAA胎兒。因此，當(dāng)產(chǎn)前超聲發(fā)現(xiàn)心外畸形，會(huì)增加22q11.2 微缺失綜合征發(fā)生的可能性，尤其是胸腺發(fā)育不良，唇腭裂時(shí)，需要進(jìn)一步評(píng)估［12］。本研究中的局限性，由于胎兒右位主動(dòng)脈弓的較罕見(jiàn)性以及微陣列技術(shù)價(jià)格偏高、技術(shù)普及有限，因此研究樣本量較少，且是回顧性分析。本研究中檢出的CNVs 的臨床意義的清晰度也會(huì)隨時(shí)間推移而增加。通過(guò)對(duì)30 例RAA 胎兒的遺傳學(xué)檢測(cè)，產(chǎn)前診斷RAA 確定新的拷貝數(shù)異常的臨床意義，依舊具有挑戰(zhàn)性，也增加了產(chǎn)前遺傳咨詢(xún)的復(fù)雜性。

綜上所述，CMA 技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)的染色體核型分析的有效補(bǔ)充。通過(guò)使用CMA 技術(shù)可以有效提高染色體異常的檢出率，對(duì)染色體拷貝數(shù)異常的檢出更高更有效［13］。通過(guò)本研究，我們認(rèn)為，當(dāng)胎兒產(chǎn)前超聲診斷為RAA 時(shí)，應(yīng)對(duì)胎兒進(jìn)行微陣列分析的侵入性檢測(cè)。如果超聲檢出RAA 以外的結(jié)構(gòu)畸形的胎兒，其染色體異常的發(fā)生率會(huì)更高。