62例發(fā)育異常兒童染色體芯片檢測結(jié)果分析

程雙喜 陳蕾 婁季武

[摘要]目的 了解染色體芯片在兒童發(fā)育異常中的應(yīng)用情況。方法 對我院2015年3月～2018年10月 62例存在不明原因的智力障礙、特殊面容的發(fā)育異常、身高低于均值3個標準差以上的特發(fā)性矮小或小于胎齡兒且出生后生長遲緩持續(xù)加重，或合并多個（2個或以上）系統(tǒng)的發(fā)育異常兒童應(yīng)用染色體芯片進行檢測以明確病因。結(jié)果 62例發(fā)育異常兒童中染色體芯片檢測發(fā)現(xiàn)異常結(jié)果有45例（占72.58%），發(fā)現(xiàn)拷貝數(shù)變異39例（占62.90%），另外發(fā)現(xiàn)明確致病的單親二倍體2例（占3.22%）。其中明確致病性突變的29例（46.77%），發(fā)現(xiàn)意義不明的拷貝數(shù)變異10例（占16.13%）。 結(jié)論 染色體芯片檢測有利于兒童發(fā)育異常相關(guān)罕見病的診治。

[關(guān)鍵詞]發(fā)育異常兒童；染色體芯片；智力障礙；特殊面容；特發(fā)性矮小

[中圖分類號] R446.9 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721（2019）4（a）-0004-04

[Abstract] Objective To understand the application of chromosome microarray in children with dysplasia. Methods From March 2015 to October 2018， 62 idiopathic short stature or small for gestational age infants with growth retardation continuing after birth with unexplained mental retardation， abnormal development of special face， and height with 3 standard deviations lower， or children with dysplasia who have multiple （two or more） systems were tested using chromosome microarrays to find out the possible reasons. Results Among 62 children with dysplasia， 45 cases （72.58%） were found to be abnormal in chromosome microarrays， 39 cases （62.90%） to variation of copy number， and 2 cases （3.22%） were identified as pathogenic diploids. Among them， 29 cases （46.77%） with pathogenic mutations were identified， and 10 cases （16.13%） with unknown variation of copy number were detected. Conclusion Chromosome microarray detection is beneficial for the diagnosis and treatment of rare diseases related to children with dysplasia.

[Key words] Children with dysplasia； Chromosome microarray； Mental retardation； Special face； Idiopathic short stature

兒童生長發(fā)育異是兒科臨床中常見的就診原因，包括智力發(fā)育異常、體格發(fā)育異常或者同時存在的多種發(fā)育異常，但臨床常規(guī)檢查常難以明確病因。國內(nèi)外大量研究表明，兒童的發(fā)育異常特別是原發(fā)性智力低下和先天畸形與遺傳缺陷關(guān)系密切，如智力障礙在人群中發(fā)病率約為1%[1-2]，約有2/3的智力障礙是由遺傳因素導(dǎo)致，包括各類染色體異常、單基因或多基因突變及先天性代謝缺陷病等。特別是伴隨多個系統(tǒng)發(fā)育異常、特殊面容、生長嚴重落后、宮內(nèi)發(fā)育遲緩及出生后生長遲緩持續(xù)加重等發(fā)育異常，上述這類兒童尤其要考慮遺傳缺陷所致。在導(dǎo)致兒童生長發(fā)育異常的遺傳因素中，染色體異常是重要因素，針對染色體異常的檢測可以明確相當一部分患兒的病因。但常規(guī)的遺傳學檢測手段，如G帶分析、FISH和多重連接依賴探針擴增法（MLPA）等技術(shù)存在一定的局限性[3-4]。如 G顯帶核型分析可以檢測出染色體數(shù)目異常和涉及片段比較大的易位或結(jié)構(gòu)異常，但該方法對于5 Mb以下的染色體異常檢測能力有限，而這些小片段的微缺失或微重復(fù)是導(dǎo)致兒童生長發(fā)育異常的重要病因，F(xiàn)ISH和MLPA雖然可以檢測這些異常，但只能針對性地檢測已知異常。而染色體微陣列分析（chromosome array analysis，CMA）技術(shù)可以獲知整個基因組的拷貝數(shù)變異，在染色體微結(jié)構(gòu)的改變、標記染色體來源的判定方面有明顯的診斷優(yōu)勢，能檢測到<5 Mb的遺傳變異，可檢測除基因點突變或染色體平衡易位以外的幾乎所有基因組失衡[5-7]。相較于常規(guī)的染色體分析技術(shù)，CMA技術(shù)的應(yīng)用有助于不明原因的發(fā)育異常兒童的精準診斷和治療。本研究對62例發(fā)育異常兒童的CMA檢測結(jié)果進行整理、分析，以分享染色體芯片檢測在兒童發(fā)育異常疾病中的應(yīng)用經(jīng)驗，報道如下。

1資料與方法

1.1一般資料

選取我院2015年3月～2018年10月兒童保健科門診收治的62例懷疑有基因異常的發(fā)育異常兒童進行染色體芯片檢測。納入標準：不明原因的發(fā)育異常病例要求伴隨以下1項或多項癥狀：①有多個（2個或以上）系統(tǒng)的發(fā)育異常；②不明原因的智力異常；③伴隨特殊面容的發(fā)育異常；④身高低于均值3個標準差以上的不明原因矮小或小于胎齡兒且出生后生長遲緩持續(xù)加重。排除標準：①常規(guī)的生化及內(nèi)分泌等檢查已經(jīng)明確病因的發(fā)育異常兒童；②懷疑單基因疾病所致的發(fā)育異常。

1.2研究方法

①所有符合入組條件的患兒均詳細詢問其家族史、出生史，進行系統(tǒng)體格檢查，詳細記錄其各系統(tǒng)發(fā)育的異常，對發(fā)育異常的系統(tǒng)進行必要的進一步相關(guān)檢查。智力發(fā)育異常參照《0～6歲兒童神經(jīng)發(fā)育量表》（6歲前）、《韋氏智力發(fā)育量表》（6歲后）進行智力診斷。體格的發(fā)育參照2005年中國9省（市）的調(diào)查數(shù)據(jù)評價。②與患兒本人或其監(jiān)護人進行詳細溝通并告知其相關(guān)檢測的必要性和可行性。對符合要求的病例采用Affymetrix CytoScan 750K芯片進行基因檢測。③檢測結(jié)果參考人類基因突變數(shù)據(jù)庫（HGMD）、在線人類孟德爾遺傳數(shù)據(jù)庫（OMIM）、DECIPHER、CNVS多態(tài)數(shù)據(jù)庫（database of genomic variants）等數(shù)據(jù)庫分析。

2結(jié)果

2.1 62例發(fā)育異常兒童臨床表現(xiàn)分類

62例患兒中，男性35例，女性27例，年齡16 d～13歲。主要臨床表現(xiàn)為智力障礙、特殊面容、多個系統(tǒng)發(fā)育異常、小于胎齡兒、身材矮小，有些患兒同時具備多項異常表現(xiàn)，具體內(nèi)容見表1。

2.2 39例染色體微缺失或微重復(fù)結(jié)果分析

62例患兒中有39例患兒染色體芯片檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)存在微缺失或微重復(fù)，微缺失或微重復(fù)大小為245 Kb～62.38 Mb，共發(fā)現(xiàn)變異位置52個，<5 Mb的變異27個。52個變異位置中33個突變位置為致病性突變，19個突變位置為意義不明的突變。39例染色體芯片檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)存在微缺失或微重復(fù)患兒中29例存在致病性突變。10例患兒微缺失或微重復(fù)意義不明。編號24患兒15q11.2q13.1區(qū)域發(fā)生5.27 Mb缺失，若缺失為父源性可導(dǎo)致Prader-willi綜合征，若缺失為母源性可導(dǎo)致Angelman綜合征，最終通過檢測確認為母源性缺失。編號37患兒染色體芯片發(fā)現(xiàn)意義不明突變，但臨床高度懷疑Prader-willi綜合征，雖然15q11q13區(qū)域未見拷貝數(shù)異常，但甲基化分析顯示該區(qū)域CpG島呈高甲基化狀態(tài)，最終明確診斷為Prader-willi綜合征，具體內(nèi)容見表2。

62例患兒中，有3例患兒染色體芯片提示存在意義不明的純合子突變，有2例染色體芯片提示單親二倍體，有1例患兒染色體芯片結(jié)果提示：患兒父母可能存在第三級親緣關(guān)系。2例單親二倍體均表現(xiàn)為小于胎齡兒出生后生長遲緩持續(xù)加重、智力正常，其中1例進一步鑒別為7號染色體母源性單親二倍體，明確診斷為Russell-silver綜合征，具體內(nèi)容見表3。

62例患兒中，17例染色體芯片未發(fā)現(xiàn)異常，其中有1例患兒存在智力低下、特殊面容、小于胎齡兒等臨床表現(xiàn)，進一步行全外顯子測序，仍未能明確病因。

上述部分患兒為明確的綜合征：Prader-willi綜合征4例，貓叫綜合征2例，22q11.2缺失綜合征2例，Williams-Beuren綜合征2例，15q26缺失綜合征、Angelman綜合征、Pitt-Hopking綜合征、22q13微缺失綜合征（Phelan-Mcdermid綜合征）、8q21.11綜合征、13q缺失綜合征、Russell-silver綜合征各1例。

3討論

染色體芯片包含約75萬個探針，覆蓋了整個基因組28.897 Refseq 基因，并完全覆蓋了細胞遺傳學芯片國際標準聯(lián)合會規(guī)定的340種基因，完全覆蓋已知的526種癌癥相關(guān)基因，覆蓋2192種人類孟德爾遺傳學數(shù)據(jù)庫（OMIM）的遺傳疾病基因。染色體芯片檢測較傳統(tǒng)的染色體核型分析有明顯的優(yōu)勢，傳統(tǒng)的染色體核型分析常常難以發(fā)現(xiàn)5 Mb以下的拷貝數(shù)變異，本研究發(fā)現(xiàn)<5 Mb的拷貝數(shù)變異27個。同時染色體芯片還可以檢測雜合缺失（LOH）及單親二倍體，并可靠檢測嵌合比例>20%的染色體結(jié)構(gòu)異常。本組研究對象中只有17例（27.42%）染色體芯片未檢測到異常；29例為致病性拷貝數(shù)變異，2例為致病性單親二倍體，能明確診斷疾病的共31例，占50%。綜上所述，染色體芯片檢測較傳統(tǒng)的染色體核型分析能大大提高發(fā)育異常兒童的陽性檢出率。

染色體芯片技術(shù)可以幫助臨床醫(yī)生對兒童發(fā)育異常相關(guān)的罕見病進行明確診斷。Prader-willi綜合征、貓叫綜合征、22q11.2缺失綜合征、Williams-Beuren綜合征、Angelman綜合征、Russell-silver綜合征等為罕見病中的相對常見疾病。

部分檢測結(jié)果陽性患兒可以進行有效的對癥治療，如Prader-willi綜合征、Russell-silver綜合征可予以生長激素對癥治療，協(xié)助改善其成年身高[8-9]。其中編號8患兒染色體芯片發(fā)現(xiàn)Xp22.3p22.2發(fā)生10.4 Mb缺失，考慮其合并特納綜合征，予以生長激素治療，其生長速度明顯改善。Prader-willi綜合征患兒建議采用包括內(nèi)分泌遺傳代謝、康復(fù)理療、心理、營養(yǎng)、新生兒等多學科參與的綜合管理模式，根據(jù)不同年齡段患兒的表型特征，針對不同的內(nèi)分泌代謝紊亂及相關(guān)問題進行有效干預(yù)[10]。Russell-silver綜合征要密切注意其脊柱側(cè)彎的風險。合并特納綜合征患兒要注意在其骨齡達12歲左右考慮性激素替代治療以促進第二性征的發(fā)育。

對于檢測為陽性的發(fā)育異常兒童可以進一步進行遺傳咨詢，可以大大降低患兒家庭下一胎生育異常兒童的風險。對于檢測結(jié)果為意義不明的突變要謹慎對待，其有可能是尚未報道的致病突變，也有可能是多態(tài)性變異。

通過上述研究資料也可以發(fā)現(xiàn)部分發(fā)育異常兒童病因的明確診斷仍然面臨巨大挑戰(zhàn)！如編號37患兒染色體芯片發(fā)現(xiàn)意義不明拷貝數(shù)變異，不能明確診斷，后來通過甲基化分析發(fā)現(xiàn)15q11q13區(qū)域CpG島呈高甲基化狀態(tài)，最終明確診斷Prader-willi綜合征。

近些年來基因技術(shù)取得突破性發(fā)展[11-12]，以二代測序為依托的全外顯子測序以高效、快速、特異、靈敏等眾多優(yōu)勢為遺傳性疾病的病因研究帶來了巨大的變革[13-17]。但本組研究中1例患兒存在智力低下、特殊面容、小于胎齡兒等臨床表現(xiàn)，染色體芯片檢測未發(fā)現(xiàn)異常，進一步行全外顯子測序，仍未能發(fā)現(xiàn)異常結(jié)果。

綜上所述，兒童的發(fā)育異常疾病有很大一部分為基因異常所致，染色體芯片檢測技術(shù)在這類患兒的病因診斷方面能發(fā)揮非常大的作用。特別是針對有多個（2個或以上）系統(tǒng)的發(fā)育異常、不明原因的智力異常、伴隨特殊面容的發(fā)育異常、身高低于均值3個標準差以上不明原因的矮小或小于胎齡兒出生后生長遲緩持續(xù)加重等發(fā)育異常兒童，可以考慮使用染色體芯片進行檢測明確診斷[18-21]。同時，盡管對研究對象已經(jīng)過嚴格篩選，本研究中仍然有27.42%患兒染色體芯片檢測未發(fā)現(xiàn)異常。

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（收稿日期：2018-11-27 本文編輯：許俊琴）