7號(hào)染色體臂間倒位一家系遺傳學(xué)分析并文獻(xiàn)復(fù)習(xí)

李怡?羅曉輝?胡蓉?黃偉偉?彭海山?蔡嬋慧?盧建

【摘要】目的 探討一例源于親代臂間倒位的7號(hào)染色體重組胎兒超聲及分子遺傳特征。方法 對(duì)超聲提示頸項(xiàng)透明層增厚、顱腦發(fā)育異常的胎兒行染色體G顯帶分析及染色體微陣列分析，并對(duì)胎兒父母雙方行染色體G顯帶分析以明確來源。以“7號(hào)染色體臂間倒位”或“pericentric inversion of chromosome 7”為檢索詞在PubMed、中文期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)（CNKI）、萬方數(shù)據(jù)知識(shí)服務(wù)平臺(tái)及維普中文科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù)檢索，收集并分析檢索到的源于親代臂間倒位7號(hào)染色體重組患者臨床資料。結(jié)果 該例超聲提示胎兒多發(fā)異常，表現(xiàn)為全前腦、唇腭裂、淋巴管水囊瘤、全身皮膚水腫及臍膨出聲像;胎兒染色體核型為46，XN，rec（7）dup（7p）inv（7）（p21q35），胎兒父親染色體核型為46，XY，inv（7） （ p21q35），胎兒母親染色體核型正常。染色體微陣列分析提示胎兒7號(hào)染色體7p21.3-pter位置發(fā)生重復(fù)、7q35-qter位置發(fā)生缺失，這些區(qū)域涉及FAM20C和SHH、EN2等具有臨床意義的候選基因。檢索文獻(xiàn)后共收集4例源于親代臂間倒位的7號(hào)染色體重組患者臨床資料，但均為出生后病例并伴不同程度肢體異常，其中一例與該例有相近重復(fù)及缺失的染色體區(qū)域，主要表現(xiàn)為嚴(yán)重智力障礙、頭小畸形、矮小及形態(tài)異常。結(jié)論 臂間倒位可引起子代染色體重組從而導(dǎo)致胎兒發(fā)育異常，7號(hào)染色體重組涉及的FAM20C和SHH基因與唇腭裂和全前腦等表型相關(guān)，通過染色體核型分析及染色體微陣列分析可明確遺傳病因，指導(dǎo)遺傳咨詢。

【關(guān)鍵詞】7號(hào)染色體臂間倒位; 7p21.3重復(fù);7q35缺失;染色體微陣列分析

Genetic analysis and literature review of a pedigree with pericentric inversion of chromosome 7 Li Yi， Luo Xiaohui， Hu Rong， Huang Weiwei， Peng Haishan， Cai Chanhui， Lu Jian. Medical Genetics Center of Guangdong Women and Children Hospital， Guangzhou 511400， China

Corresponding author， Lu Jian， E-mail： 243561205@ qq. com

【Abstract】Objective To investigate the ultrasound feature and molecular genetic characteristics of a fetus with recombinant chromosome 7 resulting from parental pericentric inversion. ?Methods The G-banded karyotype and chromosome microarray were performed in a fetus with thickened nuchal translucency （NT） and abnormal brain development. The G-banded karyotype was performed in parents to determine the origin of the fetus. A comprehensive literature search was performed in PubMed， Chinese Journal Full-text Database （CNKI）， Wanfang Data and Chongqing Vip database using the keywords of “pericentric inversion of chromosome 7”in both English and Chinese. Detailed clinical data of patients with recombinant chromosome 7 resulting from parental pericentric inversion were collected and analyzed. ?Results Ultrasonography indicated multiple abnormalities in the fetus presenting with whole forebrain， cleft lip and palate， lymphangioma， systemic skin edema and omphalocele. Chorionic villus sampling revealed a karyotype of 46， XN， rec（7）dup（7p）inv（7）（p21q35）. Cytogenetic analysis revealed a karyotype of 46， XY， inv（7） （p21q35） in the father and a karyotype of 46，XX in the mother. Chromosomal microarray analysis of the fetal villi prompted that duplication occurred at the position of 7p21.3-pter on chromosome 7， deletion at the position of 7q35-qter on chromosome 7， and these regions contained candidate genes of FAM20C， SHH and EN2 with clinical significance. Clinical data of four patients with recombinant chromosome 7 resulting from parental pericentric inversion were collected through literature review， but all of them were postpartum cases complicated with varying degrees of limb abnormalities. Among them， one case presented with similar duplication and deletion of chromosome 7 to the fetus in this study， who was mainly manifested as severe intellectual disability， microcephaly， short stature， and dysmorphic features. ?Conclusions Pericentric inversion can cause recombinant chromosome in offspring， which leads to fetal development abnormalities. The recombinant chromosome 7 is involved with FAM20C and SHH genes， which are associated with the phenotypes of cleft lip and palate and whole forebrain. Karyotype analysis and chromosome microarray analysis can be adopted to determine the genetic cause and guide genetic counseling.

【Key words】Pericentric inversion of chromosome 7;7p21.3 duplication;7q35 deletion;

Chromosome microarray analysis

臂間倒位是指染色體的長(zhǎng)、短臂各發(fā)生了一次斷裂，中間斷片顛倒后重接，則形成了臂間倒位染色體[1]。臂間倒位在減數(shù)分裂時(shí)可形成不平衡配子，會(huì)導(dǎo)致流產(chǎn)、死胎、畸形兒。隨著分子技術(shù)不斷發(fā)展，應(yīng)用染色體微陣列分析（CMA）可檢出染色體不平衡的拷貝數(shù)變異，尤其對(duì)染色體微缺失、微重復(fù)綜合征能精準(zhǔn)定位，分辨率高，與傳統(tǒng)染色體核型分析互補(bǔ)互利，從基因水平為臨床遺傳咨詢提供指導(dǎo)。目前國(guó)內(nèi)有關(guān)7號(hào)染色體臂間倒位的報(bào)道較為少見。筆者近年接診一例7號(hào)染色體臂間倒位攜帶者所生育的后代，其配子在減數(shù)分裂中發(fā)生染色體重組，本文分析了該例的臨床表型及分子遺傳特征，并復(fù)習(xí)相關(guān)文獻(xiàn)，現(xiàn)報(bào)告如下。

對(duì)象與方法

一、1例外院超聲提示頸項(xiàng)透明層（NT） 增厚、顱腦發(fā)育異常胎兒及其父母臨床資料收集

2018年6月廣東省婦幼保健院醫(yī)學(xué)遺傳中心接診1例12+周孕婦，外院超聲提示胎兒NT增厚、顱腦發(fā)育異常。為進(jìn)一步明確病因，該例胎兒及其父母于2018年在廣東省婦幼保健院醫(yī)學(xué)遺傳中心行遺傳學(xué)分析及相關(guān)檢測(cè)。檢測(cè)內(nèi)容包括胎兒絨毛染色體G顯帶分析及CMA，孕婦及其丈夫染色體G顯帶分析。收集并分析孕婦及其丈夫的病史、超聲、實(shí)驗(yàn)室及輔助檢查等資料。

二、染色體G顯帶分析

經(jīng)知情同意，抽取胎兒父母外周血及胎兒絨毛行細(xì)胞接種、培養(yǎng)、收獲、制備染色體玻片，顯微鏡分析核型，計(jì)數(shù)20個(gè)染色體核型，分析 5 個(gè)核型。外周血G顯帶分辨率為550條帶，絨毛G顯帶分辨率為350 ～ 420條帶。依據(jù)人類細(xì)胞遺傳學(xué)國(guó)際命名體制（ISCN 2016）分析染色體核型。

三、染色體CMA

提取絨毛DNA試劑盒為QIAGEN 公司生產(chǎn)的 QIAamp DNA Blood Mini Kit提取試劑盒，應(yīng)用美國(guó)Affymetrix公司的 CytoScan 750K SNP基因芯片行 CMA 檢測(cè)：對(duì)已提取的絨毛DNA進(jìn)行限制性內(nèi)切酶的酶切、在酶切末端連接接頭、PCR 擴(kuò)增、磁珠法純化PCR產(chǎn)物、測(cè)定純化PCR產(chǎn)物濃度（> 2500 ng/μl），對(duì)PCR純化產(chǎn)物進(jìn)行片段化、片段化

產(chǎn)物電泳（4%瓊脂糖凝膠）、標(biāo)記、50 ℃雜交16 ～ 18 h，將雜交后的芯片用洗染工作站洗染、將芯

片放入掃描儀掃描。應(yīng)用OMIM、DECIPHER、DGV、ClinGen等數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)掃描結(jié)果進(jìn)行臨床數(shù)據(jù)分析。

四、文獻(xiàn)檢索

以“7號(hào)染色體臂間倒位”或“pericentric inv-ersion of chromosome 7”為檢索詞，對(duì)PubMed、中文期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)（CNKI）、萬方數(shù)據(jù)知識(shí)服務(wù)平臺(tái)及維普中文科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行檢索，收集并分析檢索到的有詳細(xì)源于親代臂間倒位的7號(hào)染色體重組臨床資料。上述數(shù)據(jù)庫(kù)檢索的截止時(shí)間為2019年2月1日。

結(jié)果

一、1例外院超聲提示胎兒NT增厚、顱腦發(fā)育異常胎兒及其父母的臨床資料

1. 病史和超聲檢查

該例孕婦 25 歲，因外院超聲提示宮內(nèi)妊娠如孕12+周、NT增厚5.1 mm、顱腦結(jié)構(gòu)異常于2018年6月2日來院咨詢。其孕12+周，G1P0A0，非近親結(jié)婚，末次月經(jīng)2018年4月8日，平素月經(jīng)規(guī)則，孕期順利。宮內(nèi)妊娠，單活胎。2018年6月29日在本院復(fù)查彩色多普勒超聲檢查，結(jié)果提示宮內(nèi)妊娠，活胎，如孕12+周大小;胎兒多發(fā)異常：全前腦、唇腭裂、淋巴管水囊瘤、全身皮膚水腫及臍膨出聲像，見圖1。

2. 實(shí)驗(yàn)室及輔助檢查結(jié)果

胎兒絨毛染色體G顯帶提示7號(hào)染色體核型異常，胎兒母親染色體核型正常，父親染色體G顯帶臂間倒位： 46，XY，inv（7）（p21q35），見圖2A;據(jù)此可得，胎兒遺傳父親7號(hào)染色體臂間倒位并發(fā)生染色體重組，胎兒絨毛G顯帶結(jié)果為：46，XN，rec（7）dup（7p）inv（7）（p21q35）pat，見圖2B。

3. 染色體CMA結(jié)果

在7號(hào)染色體7p21.3-pter位置發(fā)生約7.2 Mb重復(fù)，該區(qū)域包含87個(gè)基因，其中53個(gè)OMIM基因含有FAM20C基因。在7號(hào)染色體7q35-qter位置發(fā)生約15.9 Mb缺失，該區(qū)域包含138個(gè)基因，其中有72個(gè)OMIM基因，含有SHH、EN2、KCNH2、RHEB、HLXB9和LIMR1等具有臨床意義的關(guān)鍵候選基因，見圖3。

4. 妊娠結(jié)局

經(jīng)優(yōu)生遺傳咨詢，向孕婦解釋染色體臂間倒位可能產(chǎn)生的配子及概率，并分析胎兒預(yù)后，告知孕婦胎兒預(yù)后不良可能，建議終止妊娠。孕婦于2018年7月4日引產(chǎn)。

二、源于親代臂間倒位的7號(hào)染色體重組患者相關(guān)文獻(xiàn)分析

檢索文獻(xiàn)后共收集4例源于親代臂間倒位的7號(hào)染色體重組患者臨床資料，但均為出生后病例并伴有不同程度的肢體異常，其中一例與本文有相近重復(fù)及缺失的染色體片段，主要表現(xiàn)為嚴(yán)重智力障礙、頭小畸形、矮小及形態(tài)異常，見表1。

討論

7號(hào)染色體臂間倒位在中國(guó)人群發(fā)生率約為 0.2‰[6]。臂間倒位攜帶者一般外表正常，但染色體發(fā)生倒位后，其結(jié)構(gòu)發(fā)生重排而形成重排染色體，這種重排染色體在形成生殖細(xì)胞的減數(shù)分裂Ⅰ的前期中，同源染色體發(fā)生聯(lián)合配對(duì)形成特有的倒位環(huán)。如果在倒位環(huán)內(nèi)發(fā)生交換，理論上形成4種不同的配子，一種具有正常染色體，一種具有倒位染色體，其余兩種均帶有部分重復(fù)和部分缺失的染色體[1]。夫妻一方為倒位攜帶者，生育后代可能有：1/4為正常胎兒、1/4為倒位攜帶者、1/2為不孕不育、流產(chǎn)或生育畸形兒。

本研究中，胎兒G顯帶染色體結(jié)果為46，XN，rec（7）dup（7p）inv（7）（p21q35），由于胎兒父親為inv（7）（p21q35）攜帶者，其產(chǎn)生原因是配子形成過程中，7號(hào)染色體臂間倒位在減數(shù)分裂中發(fā)生染色體重組，形成部分重復(fù)和缺失配子，導(dǎo)致胎兒7p21.3-pter重復(fù)和7q35-qter缺失。7p21.3-pter重復(fù)片段大小約7.2 Mb，包含53個(gè)OMIM基因;7q35-qter缺失片段大小約15.9 Mb，包含72個(gè)OMIM基因，這些區(qū)域包含F(xiàn)AM20C和SHH、EN2具有臨床意義的候選基因[5]。

1968年De Grouchy等首次報(bào)道7q-部分單體綜合征。7號(hào)染色體長(zhǎng)臂末端缺失可能引起的癥狀主要包括全前腦、獨(dú)特的面部特征、智力低下、癲癇、身材矮小等。SHH、EN2、KCNH2、RHEB、HLXB9和LIMR1已被提名為與該疾病相關(guān)的具有臨床意義的劑量敏感關(guān)鍵候選基因[7]。SHH（OMIM #600725）基因被認(rèn)為是導(dǎo)致7q末端缺失綜合征主要臨床特征的劑量敏感關(guān)鍵基因[7]。SHH基因位于7q36.3，編碼音猬因子，音猬因子是一種涉及胚胎、腦脊髓、眼睛、四肢等發(fā)育異常的分泌蛋白[8]。在早期肢體發(fā)育過程SHH基因調(diào)控手指發(fā)育，SHH基因單倍劑量不足會(huì)導(dǎo)致前腦無裂畸形[7]。文獻(xiàn)檢索顯示，4例患者均有不同程度的肢體發(fā)育異常，可能與SHH基因相關(guān)。本研究7號(hào)染色體臂間倒位導(dǎo)致的7q35-qter位置發(fā)生缺失

表現(xiàn)全前腦臨床特征，與文獻(xiàn)報(bào)道一致。此外，Joyner等（1989年） 認(rèn)為7q片段中EN2基因 （OMIM #131310）在神經(jīng)發(fā)育中起重要作用。EN2基因被認(rèn)為是自閉癥譜系障礙易感因素。KCNH2 基因（OMIM #152427）位于7q36.1，KCNH2蛋白主要表達(dá)于心肌，具有調(diào)控鉀通道形成的功能[7]。

胎兒除發(fā)生7q35-qter末端缺失外，還發(fā)生7p21.3-pter末端重復(fù)。1978年Camevale等首次提出7p部分三體綜合征。7p部分三體綜合征典型臨床表現(xiàn)為：智力低下，語言障礙，肌張力低下，頭顱、面部及手足畸形[9]。FAM20C（OMIM # 611061）基因位于7p22.3，也稱牙本質(zhì)基質(zhì)蛋白4。FAM20C是一種高爾基酪蛋白激酶，可磷酸化大多數(shù)分泌的磷酸蛋白組，包括成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子23、骨橋蛋白以及其他硬組織形成和礦化的調(diào)節(jié)因子[10]。 FAM20C基因功能喪失型突變與小頭癥、中臉發(fā)育不良、腭裂、牙齦肥大和骨硬化有關(guān)[5]。 Simpson等（2007年）提出Raine綜合征與FAM20C基因的功能突變有關(guān)，該綜合征主要表現(xiàn)為小頭畸形、面中部發(fā)育不全、腭裂、牙齦肥大和骨硬化等。本例胎兒超聲顯示唇腭裂，與已有報(bào)道相符。除此之外，胎兒還出現(xiàn)淋巴管水囊瘤、全身皮膚水腫及臍膨出，可能是染色體缺失、重復(fù)位點(diǎn)不一致，臨床表現(xiàn)有差異。國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)少有相關(guān)產(chǎn)前病例報(bào)道，導(dǎo)致錯(cuò)失胎兒超聲臨床資料。本病例為產(chǎn)前病例且罕見，未有大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)胎兒7號(hào)染色體臂間倒位染色體重組的臨床特征，仍需積累臨床數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析。

本研究結(jié)合染色體G顯帶和CMA，從基因水平對(duì)異常染色體精準(zhǔn)定位。與傳統(tǒng)染色體G顯帶分析相比，CMA技術(shù)具有高通量、高分辨率和高自動(dòng)化檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)，已被我國(guó)兒科協(xié)會(huì)和產(chǎn)前診斷協(xié)會(huì)分別推薦應(yīng)用于兒科遺傳病及產(chǎn)前診斷[11]。CMA檢測(cè)分辨率高，能檢測(cè)染色體微缺失、微重復(fù)，檢測(cè)周期短，一般無需進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，僅需少量細(xì)胞或組織，檢測(cè)成功率高，結(jié)果穩(wěn)定客觀，并能檢測(cè)單親二倍體[12]。但是，CMA技術(shù)不能檢測(cè)平衡重排，且對(duì)臨床意義不明確的拷貝數(shù)變異未能給患者具有指導(dǎo)意義的解釋[13]。研究顯示，與傳統(tǒng)核型分析相比，CMA可提高超聲異常胎兒的染色體異常檢出率[14]。染色體G顯帶分析彌補(bǔ)CMA不能檢測(cè)的染色體平衡重排，兩者互補(bǔ)互利，從基因水平為臨床遺傳咨詢提供指導(dǎo)。因此，對(duì)于產(chǎn)前超聲提示胎兒異常者，可通過染色體核型分析及CMA以進(jìn)一步明確病因，臂間倒位攜帶者必要時(shí)可選擇行胚胎植入前遺傳學(xué)診斷。

參 考 文 獻(xiàn)

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（收稿日期：2019-05-10）

（本文編輯：林燕薇）