無創(chuàng)產(chǎn)前基因檢測在性染色體非整倍體產(chǎn)前篩查中的應(yīng)用

黃婷婷，盧婉，劉艷秋

(江西省婦幼保健院產(chǎn)前診斷中心，江西 南昌 330006)

臨床常見性染色體非整倍體(sex chromosomal aneuploidies，SCA)主要包括 45，X(Turner綜合征)、47，XXY(克氏綜合征)、47，XXX(超雌綜合征)及 47，XYY(超雄綜合征)等[1]。SCA患者臨床表型多樣，有些患者可終生沒有異常表型,而有些可表現(xiàn)為身高發(fā)育異常、器官結(jié)構(gòu)異常、智力低下或精神及神經(jīng)功能障礙、第二性征發(fā)育不良致不孕不育等。傳統(tǒng)的血清學(xué)篩查方法不能篩查SCA,而產(chǎn)前診斷技術(shù)（羊膜腔穿刺、絨毛活檢以及臍靜脈穿刺）具有一定的創(chuàng)傷性,有感染、出血、流產(chǎn)、胎兒損傷等風(fēng)險(xiǎn)。隨著高通量測序技術(shù)的發(fā)展,通過無創(chuàng)產(chǎn)前檢測(non-invasive prenatal testing，NIPT)對胎兒 SCA 的產(chǎn)前篩查得到廣泛應(yīng)用。本研究通過對2016年1月至2018年1月在本中心行NIPT的20334例孕婦中篩查的SCA陽性病例進(jìn)行回顧性分析，計(jì)算陽性預(yù)測值 （positive predictive value,PPV），探討NIPT技術(shù)對檢測胎兒SCA的臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選擇2016年1月1日至2018年1月31日在江西省婦幼保健院產(chǎn)前診斷中心行NIPT的20334例孕婦,排除標(biāo)準(zhǔn)參照國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會《孕婦外周血游離胎兒DNA產(chǎn)前篩查與診斷技術(shù)規(guī)范》。NIPT篩查SCA陽性的76例孕婦檢測結(jié)果提示為性染色體數(shù)目增多或減少。分析NIPT篩查SCA陽性孕婦檢測指征并進(jìn)行詳細(xì)的遺傳咨詢,在知情同意下行介入性產(chǎn)前診斷（抽取羊水或臍血）,行G顯帶核型分析及熒光原位雜交，對診斷結(jié)果進(jìn)行分析，本研究經(jīng)本院倫理委員會批準(zhǔn)。

1.2 研究方法

1.2.1 NIPT⑴標(biāo)本采集 采集孕婦外周血5ml,于4℃條件下，1600g，離心10min，吸取上清置入離心管，再16000g，離心10min，二次分離以清除血漿內(nèi)的殘余細(xì)胞。⑵)胎兒游離DNA提?。簢?yán)格按照核酸提取試劑盒的說明書（磁珠法）提取游離DNA，再經(jīng)過末端修復(fù)、接頭連接、PCR構(gòu)建DNA文庫，并用Qubit對文庫進(jìn)行定量。⑶DNA測序：選用胎兒染色體非整倍體試劑盒（T21，T18，T13）以高通量測序儀BGISEQ-500檢測孕婦外周血游離DNA。將每條DNA片段測序所得的序列與人類基因組進(jìn)行比對，通過生物信息學(xué)分析，計(jì)算胎兒患性染色體非整倍體疾病的風(fēng)險(xiǎn)值。

1.2.2 羊膜腔或臍血穿刺 對NIPT篩查SCA陽性孕婦進(jìn)行詳細(xì)的遺傳咨詢,在充分知情同意下行介入性產(chǎn)前診斷。對孕16～24周孕婦行羊膜腔穿刺抽取羊水20ml，孕24周以上孕婦行臍靜脈穿刺抽取臍血2.5ml,備用。電話隨訪未行介入性產(chǎn)前診斷的孕婦，隨訪內(nèi)容包括妊娠結(jié)局，及胎兒出生時(shí)情況。

1.2.3 G顯帶核型分析 將獲取的羊水或臍血按照常規(guī)方法進(jìn)行細(xì)胞接種、培養(yǎng)、收獲、制片和G顯帶，利用Leica全自動(dòng)染色體分析系統(tǒng)進(jìn)行中期細(xì)胞的掃描和圖像采集，由2位有資質(zhì)的人員閱片，分析5個(gè)核型，計(jì)數(shù)20個(gè)核型，遇到嵌合型染色體時(shí)增加計(jì)數(shù)至50個(gè)或以上,最后出具診斷報(bào)告。

1.2.4 熒光原位雜交 將獲取的羊水或臍血按照常規(guī)方法進(jìn)行細(xì)胞處理、玻片處理、雜交、洗片、復(fù)染,雜交玻片置于熒光顯微鏡下觀察分析，出具報(bào)告。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 用Excel表格收集數(shù)據(jù)。正態(tài)分布計(jì)量資料用±s)表示；計(jì)數(shù)資料用頻數(shù)、率或構(gòu)成比表示。

2 結(jié)果

2.1 篩查SCA陽性病例的NIPT指征 共20344例孕婦行NIPT，篩查SCA陽性孕婦76例，其中孕婦的最大年齡是47歲,最小年齡是17歲,平均年齡（32.5±5.0）歲。主要指征唐篩21三體高風(fēng)險(xiǎn)31例（40.8%），唐篩 18三體高風(fēng)險(xiǎn) 3例（3.9%），孕中期AFP 值偏低 1例（1.3%），高齡 29例 （38.2%），無明顯指征12例（15.8%）。見表1。

表1 20344例孕婦行NIPT的指征

2.2 NIPT篩查SCA陽性與核型分析及熒光原位雜交結(jié)果比較 篩查SCA陽性孕婦76例,其中NI PT提示性染色體減少39例，28例孕婦行介入性產(chǎn)前診斷，8例核型分析異常；性染色體數(shù)目增多37例，24例孕婦行介入性產(chǎn)前診斷，17例核型分析異常。見表2。

表2 NIPT篩查SCA的陽性預(yù)測值

2.2.1 NIPT提示性染色體數(shù)目減少結(jié)果分析NIPT提示性染色體減少39例，經(jīng)遺傳咨詢，27例孕婦行羊膜腔穿刺，1例孕婦因孕周較大行臍靜脈穿刺。20例核型分析及熒光原位雜交結(jié)果正常，3例為 XO，1例 47,XXX[32]/45,X[17],1例 45，X[19]/46,X,i(X)（q10）[35],1 例 45，X[7]/46，X，Yqh-[43],1例45，X[22]/46，XY[28],1例熒光原位雜交結(jié)果正常，但核型分析結(jié)果為46，X,del(X)(p21),t(9;17)(q12;q21)pat，電話隨訪均引產(chǎn)。另1例孕婦未行介入性產(chǎn)前診斷直接引產(chǎn)，7例孕婦拒絕進(jìn)一步診斷，3例孕婦失聯(lián)。見表3。

表3 NIPT提示性染色體數(shù)目減少結(jié)果分析

表4 NIPT提示性染色體數(shù)目增多結(jié)果分析

2.2.2 NIPT提示性染色體數(shù)目增多結(jié)果分析NIPT提示性染色體數(shù)目增多37例，經(jīng)詳細(xì)的遺傳咨詢，22例孕婦行羊膜腔穿刺，2例孕婦因孕周較大行臍靜脈穿刺。7例核型分析及熒光原位雜交結(jié)果正常,另7例47,XXY,7例47XXX,2例47,XYY,1例47，XXX[8]/46，XX[41]。結(jié)果正常及2例羊水提示胎兒47，XXX及47XYY孕婦選擇繼續(xù)妊娠，電話隨訪胎兒出生時(shí)正常，余孕婦選擇終止妊娠。見表4。

3 討論

出生缺陷是影響兒童健康的主要公共衛(wèi)生問題，且影響新生兒的生活質(zhì)量。染色體異常是最嚴(yán)重的出生缺陷之一，由于缺乏有效治療，染色體異常往往引起嚴(yán)重胎兒損傷。SCA患兒臨床表現(xiàn)差異較大，可能會造成胎兒生殖器官發(fā)育異常、智力發(fā)育障礙、生長發(fā)育異常、心腎障礙等情況[2]，早期干預(yù)如物理治療、對癥治療和個(gè)性化教育等可明顯改善SCA患兒的預(yù)后。但性染色體異常致死致殘率較低，通過B超檢查基本難以發(fā)現(xiàn)，有創(chuàng)產(chǎn)前診斷是臨床應(yīng)用的有效方法,不過孕婦的接受度不高，故胎兒SCA的早期篩查顯得尤其重要。

近年來，NIPT技術(shù)已廣泛應(yīng)用于常染色體非整倍體的產(chǎn)前篩查[3,4]。大量文獻(xiàn)[5,6]肯定NIPT在孕婦產(chǎn)前篩查中的作用，但在篩查13、18、21號染色體以外的其他染色體非整倍體性改變時(shí)，該技術(shù)的靈敏度及準(zhǔn)確性還有待進(jìn)一步的提升[7]。如NIPT對胎兒SCA的產(chǎn)前篩查時(shí),檢出率有較大差異[8]。Bin Yu等[9]通過大規(guī)模平行基因組測序篩查胎兒SCA的總PPV為54.54%。Zhang等[10]研究中,10275例孕婦行NIPT，SCA篩查陽性率為0.55%，總PPV為54.54%,其中45,X的PPV僅為29.41%，47,XXY的PPV為77.78%，47,XXX及47,XYY的PPV均為100%。本研究使用高通量大規(guī)模平行基因組測序技術(shù)篩查胎兒SCA的總PPV為48.1%，其中性染色體減少的PPV為28.6%,性染色體增多的PPV為70.8%,與賈頤舫等報(bào)道一致[11]。不同研究中NI PT篩查SCA的PPV不同，主要是由于納入研究的樣本量及測序深度不同等所致。

細(xì)胞游離DNA來源于母體及胎盤組織，因此母體嵌合現(xiàn)象、未確診的母體SCA、母體拷貝數(shù)失衡、胎兒染色體嵌合體等可影響NIPT篩查胎兒SCA的準(zhǔn)確性[12,13]。胎兒游離DNA主要來源于胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞，其核型常為嵌合，嵌合的程度及母親體重均會影響NIPT檢測的性能。本研究中NIPT篩查性染色體數(shù)目減少的陽性預(yù)測值偏低的主要原因是：⑴X染色體上有1098個(gè)基因，Y染色體上有78個(gè)基因,其中58個(gè)基因是這兩條染色體上的同源基因，這些同源基因中的29個(gè)基因位于X染色體和Y染色體的末端。⑵目前的測序長度只有36個(gè)底座，故容易導(dǎo)致X染色體和Y染色體測序定位錯(cuò)位。⑶胎盤組織中來源于父親的X染色體更易發(fā)生隨機(jī)失活導(dǎo)致NIPT篩查性染色體數(shù)目減少的陽性預(yù)測值偏低[14]。

在本研究中,有24例NIPT篩查的高危SCA患者拒絕接受進(jìn)一步的核型分析。臨床上，遺傳醫(yī)師應(yīng)客觀地向孕婦及家屬解釋NIPT篩查SCA的準(zhǔn)確率及局限性，不應(yīng)盲目夸大NIPT的作用,且對胎兒可能出現(xiàn)的性染色體異常的預(yù)后進(jìn)行遺傳學(xué)咨詢。另25例已確診的胎兒SCA孕婦中23例選擇引產(chǎn)。SCA不屬于嚴(yán)重的致死、致殘或致愚疾病，其妊娠選擇往往受到醫(yī)生遺傳咨詢方法、家庭的社會經(jīng)濟(jì)水平、受教育程度、文化背景、孕婦對疾病的認(rèn)識和接受程度等多種因素的影響[15]。當(dāng)產(chǎn)前篩查或診斷為胎兒SCA時(shí),不僅對臨床醫(yī)生遺傳咨詢提出了挑戰(zhàn),更使孕婦妊娠選擇處于兩難境地。

綜上所述，NIPT可用于性染色體非整倍體產(chǎn)前篩查，但陽性預(yù)測值不高，需要進(jìn)一步完善檢測技術(shù)和分析方法，以提高檢測準(zhǔn)確率。