17號(hào)染色體三體、嵌合體及單親二體的產(chǎn)前遺傳學(xué)診斷及臨床特征

張建林 許晨霞 李燕芳 趙婧 梁少霞 楊海鑫 王德剛

(1. 江蘇南通大學(xué)附屬醫(yī)院 婦產(chǎn)科，江蘇 南通 226001；2. 南方醫(yī)科大學(xué)附屬中山博愛(ài)醫(yī)院 產(chǎn)前診斷中心， 廣東 中山 528400； 3. 廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院 產(chǎn)科， 廣東廣州 510260)

17號(hào)染色體在人類(lèi)染色體中基因密度位居第一，全長(zhǎng)81.2Mb，包含1209個(gè)編碼基因，其中OMIM基因1001個(gè)，與疾病相關(guān)的OMIM基因309個(gè)。目前已知與17號(hào)染色體相關(guān)的疾病主要有Miller-Dieker lissencephaly 綜合征(OMIM#247200)、Smith-Magenis 綜合征(OMIM#182290)、Li-Fraumeni 綜合征(OMIM#151623)、Koolen-De Vries 綜合征(OMIM#610443)、Robinow 綜合征(OMIM#618529)、17q23.1-q23.2 微缺失綜合征(OMIM#613355)、17q23.1-q23.2微重復(fù)綜合征(OMIM#613618)、17q12微缺失綜合征(OMIM#614527)、17q12微重復(fù)綜合征(OMIM#614526)等。本綜述旨在對(duì)17號(hào)染色體三體、嵌合體及單親二體(uniparental disomy of chromosome，UPD)的發(fā)生率、產(chǎn)生機(jī)制、臨床特征、治療與預(yù)后、實(shí)驗(yàn)室檢查、鑒別診斷及再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估進(jìn)行匯總，以期為涉及17號(hào)染色體的產(chǎn)前遺傳學(xué)診斷及遺傳咨詢(xún)提供幫助。

1 產(chǎn)生機(jī)制及發(fā)生頻率

17號(hào)染色體發(fā)生的情況極少，或者是更早期的三體胚胎丟失，文獻(xiàn)估計(jì)其在流產(chǎn)組織中發(fā)生率為0.1%，臨床妊娠中發(fā)生率為0.02%[1]。

嵌合型17號(hào)染色體三體共報(bào)道35例(見(jiàn)表1)，由于其臨床特征不為人所熟識(shí)，且存在組織特異性嵌合(三體細(xì)胞可見(jiàn)于成纖維組織、頰黏膜、臍帶、胎盤(pán)和尿沉渣，但臍血及外周血均正常)，據(jù)推測(cè)可能存在報(bào)道低于實(shí)際發(fā)生的情況[2,3]。既往文獻(xiàn)中明確4例存在有絲分裂錯(cuò)誤，3例由減數(shù)分裂染色體不分離造成；因母親和父親染色體不分離的病例分別為4例和1例[2-5,7,8]。

表1 35例嵌合型17號(hào)染色體三體細(xì)胞分子遺傳學(xué)結(jié)果及隨訪

17號(hào)染色體單親二體極為罕見(jiàn)，Labrijn等[9]報(bào)道1例母源性減數(shù)分裂Ⅰ期錯(cuò)誤導(dǎo)致的17號(hào)染色體混合型單親二體(mixUPD)，17q12-17p13.1和17q25為單親同二體(isodisomy，iUPD)，該條染色體上其他片段為單親異二體(heterodisomy，hUPD)，同時(shí)患者17q25區(qū)域存在GAA基因錯(cuò)義突變c.871 C>T, p. (Leu291Phe)，主要表現(xiàn)為常染色體隱性遺傳性疾病龐貝?。黄涡詥斡H同二體(segiUPD)3例，考慮合子后錯(cuò)誤事件即受精卵有絲分裂錯(cuò)誤導(dǎo)致，其中2例母源，1例父源。

本文對(duì)3家單位16 226例產(chǎn)前及流產(chǎn)組織標(biāo)本中17號(hào)染色體三體、嵌合三體及單親二體發(fā)生情況進(jìn)行匯總，發(fā)現(xiàn)流產(chǎn)組織中17號(hào)染色體三體異常率為0.44%(詳見(jiàn)表2)。

表2 16 226例產(chǎn)前及流產(chǎn)組織標(biāo)本中17號(hào)染色體三體、嵌合三體及單親二體的檢出率(例)*

2 臨床特征

17號(hào)染色體三體可能因其致死性強(qiáng)，僅偶見(jiàn)于流產(chǎn)組織，活產(chǎn)兒中未見(jiàn)報(bào)道。嵌合型17號(hào)染色體三體胎兒主要表現(xiàn)為宮內(nèi)生長(zhǎng)受限、長(zhǎng)骨(肱骨和腓骨)短、頸部透明層增厚、水囊狀淋巴管瘤、室間隔缺損、單心室、單一動(dòng)脈干、肺動(dòng)脈狹窄、單臍動(dòng)脈、第四骶椎闕如、胸腔積液、腦室增大、小腦囊腫、小腦下蚓發(fā)育不全、枕骨缺損，腦組織突出于顱骨外、腎臟闕如和多囊腎、眼距寬、小頜畸形、足內(nèi)翻等[3,5,10-12]。Bullerdiek等[13]首次報(bào)道嵌合型17號(hào)染色體三體，但缺乏嚴(yán)重畸形的臨床資料和對(duì)嵌合比例的詳細(xì)描述。既往研究認(rèn)為嵌合比例的不同和組織分布差異導(dǎo)致了個(gè)體間臨床表型的高度異質(zhì)性，可表現(xiàn)為完全正常、多發(fā)微小畸形、生長(zhǎng)發(fā)育遲緩以及多系統(tǒng)嚴(yán)重畸形。本文匯總了9例嵌合型17號(hào)染色體三體活產(chǎn)兒的臨床表型，詳見(jiàn)表3。幾乎所有伴發(fā)異常體征的嵌合型17號(hào)染色體三體患兒都存在顱面部異常，主要包括小頭畸形、眼窩深陷、眼距寬、瞼裂水平或下斜、內(nèi)眥贅皮、鼻梁低平、朝天鼻、鼻尖翹起、球狀鼻、鼻小柱發(fā)育不全、人中平或短、顎弓高、招風(fēng)耳或低位耳、無(wú)耳垂、小頜畸形、前額凸起、囟門(mén)大；同時(shí)還存在的異常體征有手腳短小、多指、通貫手、指甲發(fā)育不良、趾(指)側(cè)彎、足內(nèi)翻、爪形趾、趾間隔明顯、右腳輕度外翻伴軸后性多指癥等。半數(shù)以上患者生長(zhǎng)發(fā)育遲緩、四肢或面部發(fā)育不對(duì)稱(chēng)、語(yǔ)言發(fā)育遲緩、心臟畸形、聽(tīng)力喪失、腎臟異常及小腦蚓部發(fā)育不良也常見(jiàn)報(bào)道；智力落后、多動(dòng)癥、脊柱側(cè)彎、對(duì)疼痛耐受、腹股溝疝、髖關(guān)節(jié)及腸道發(fā)育異常不止一次被報(bào)道；精神發(fā)育遲緩、色素沉著、自殘、REM睡眠短、精囊、輸尿管膀胱、甲狀腺和唾液腺及主動(dòng)脈瓣和肺發(fā)育異常、肌張力減退、白內(nèi)障偶見(jiàn)報(bào)道。另外1例引產(chǎn)病例存在肝內(nèi)動(dòng)靜脈復(fù)合畸形、右心擴(kuò)大、胼胝體部分發(fā)育不良等[14]。

表3 9例嵌合型17號(hào)染色體三體患兒臨床表型

17號(hào)染色體母源性混合型單親二體病例17q25區(qū)域存在GAA基因的錯(cuò)義突變，文獻(xiàn)報(bào)道其16個(gè)月時(shí)因肥厚型心肌病、全身肌無(wú)力和酸性α-葡萄糖苷酶不足被診斷為龐貝病(未報(bào)道其他異常體征)，17個(gè)月時(shí)接受rhGAA替代治療。17號(hào)染色體片段性單親二體同時(shí)伴GAA基因突變的龐貝病患者表現(xiàn)為呼吸窘迫、心肌病、肝脾腫大、永存左上腔靜脈、左心室肥厚、α-葡萄糖苷酶活性下降等[9]。

3 嵌合比例與表型異常嚴(yán)重程度的關(guān)系

17號(hào)染色體三體嵌合在不同病例及組織之間差別較大，嵌合比例約4%～100%。臨床表現(xiàn)多樣，絨毛組織短期或長(zhǎng)期培養(yǎng)陽(yáng)性病例出生后表型均正常，文獻(xiàn)考慮限制性胎盤(pán)嵌合所致，嵌合比例和臨床體征的數(shù)量及嚴(yán)重程度沒(méi)有必然聯(lián)系[4,5,15]。皮膚組織中存在17號(hào)染色體三體嵌合的病例都伴發(fā)各種異常體征，肢體兩側(cè)嵌合比例懸殊的病例身體不對(duì)稱(chēng)現(xiàn)象明顯，但和嚴(yán)重程度不呈正相關(guān)[3,4]。孕期異常表型與產(chǎn)后表型比較，有相當(dāng)大的一致性，其中超聲未見(jiàn)異常的嵌合型17號(hào)染色體三體出生后隨訪結(jié)局良好，而伴超聲異常的病例大都預(yù)后不良[16]。

4 治療與預(yù)后

4.1 17號(hào)染色體三體嵌合 如果絨毛膜采樣發(fā)現(xiàn)17號(hào)染色體三體嵌合，應(yīng)行羊膜腔穿刺驗(yàn)證。如果羊膜腔穿刺發(fā)現(xiàn)嵌合，則沒(méi)有必要重復(fù)檢查，但要同時(shí)密切關(guān)注產(chǎn)前超聲，超聲正常者絕大多數(shù)預(yù)后良好，超聲異常往往預(yù)后不良。臍血對(duì)判斷預(yù)后價(jià)值不大。

若孕婦堅(jiān)持繼續(xù)妊娠至足月產(chǎn)，記錄好胎兒發(fā)育情況，譬如身長(zhǎng)、體重、頭圍、Apgar評(píng)分，注意觀察全身有無(wú)畸形和臨床癥狀，同時(shí)檢查留取的胎盤(pán)組織以排除限制性胎盤(pán)嵌合。若患兒出現(xiàn)多種并發(fā)癥應(yīng)請(qǐng)兒科醫(yī)生協(xié)助給予對(duì)癥處理，包括外科手術(shù)和發(fā)育遲緩的支持治療等，比如對(duì)存在先天性心臟缺陷的嬰兒，根據(jù)實(shí)際情況評(píng)估是否可以通過(guò)手術(shù)或其他方法來(lái)減輕癥狀或糾正畸形；對(duì)存在呼吸道感染的嬰兒應(yīng)及早進(jìn)行抗感染治療。交代家屬定期隨訪予以發(fā)育評(píng)估、記錄詳細(xì)的體格檢查等信息。長(zhǎng)期跟蹤隨訪若發(fā)現(xiàn)存在智力落后、發(fā)育遲緩癥狀，建議取皮膚、頰黏膜或尿沉渣等進(jìn)行分析研究。目前已經(jīng)證實(shí)皮膚組織17號(hào)染色體三體嵌合者都存在異常體征。

若終止妊娠，應(yīng)對(duì)引產(chǎn)胎兒、臍帶、胎盤(pán)多位置及左右肢體皮膚進(jìn)行細(xì)胞及分子遺傳學(xué)檢查，并為其家族成員做再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。如果胎兒表型異常同時(shí)組織中存在三體細(xì)胞，可證明染色體異常效應(yīng)。注意留取臨床照片，為遺傳學(xué)診斷與表型的相關(guān)研究提供依據(jù)。

由于羊膜穿刺得到的細(xì)胞來(lái)自多種胚層，異常的細(xì)胞系無(wú)法追溯到其起源的特定組織。異常細(xì)胞系若起源較早，不僅代表胚胎本身，還代表了胚胎外組織。若是胚胎起源，可反映胎兒的核型；若是胚胎外起源，對(duì)胎兒發(fā)育影響相對(duì)較輕。Hsu等[16]認(rèn)為，在羊膜穿刺術(shù)中的嵌合型三體不應(yīng)該掉以輕心；Femke等[8]認(rèn)為羊水17號(hào)染色體三體嵌合比例高可能會(huì)有嚴(yán)重表型，但最終還是依賴(lài)于皮膚成纖維組織的核型進(jìn)行判斷，嵌合程度也會(huì)因組織取材不同而異。 Utermann等[5]認(rèn)為，在羊膜穿刺術(shù)中嵌合型17號(hào)染色體三體臨床意義不明確，需要長(zhǎng)期觀察積累更多臨床資料。由于產(chǎn)前細(xì)胞嵌合比例與表型不呈正相關(guān)，無(wú)法針對(duì)結(jié)果給予準(zhǔn)確的預(yù)后判斷。鑒于大多數(shù)病例是在出生時(shí)進(jìn)行評(píng)估的，微小異常不易察覺(jué)，出生后發(fā)育遲緩可能不會(huì)被診斷出。因此對(duì)所有產(chǎn)前診斷為嵌合型17號(hào)染色體三體的新生兒來(lái)說(shuō)，需要進(jìn)行長(zhǎng)期發(fā)育評(píng)估。

4.2 17號(hào)染色體單親二體 單親二體主要由于基因組印跡效應(yīng)而表現(xiàn)出病理性變化，同時(shí)常染色體隱性遺傳基因的純合突變也是其致病的重要機(jī)理。文獻(xiàn)報(bào)道17號(hào)染色體單親二體伴17q25區(qū)域的GAA基因突變可致龐貝病。龐貝病采用重組人GAA(rhGAA)替代治療可取得一定的效果，早期診斷和早期治療是取得最佳療效的關(guān)鍵。對(duì)于龐貝病嬰幼兒型注射用阿糖苷酶α(屬于rhGAA 類(lèi)藥物)可延緩病程進(jìn)展，較好地維持患兒最大肺活量，有效改善其生活質(zhì)量，降低死亡風(fēng)險(xiǎn)，提高整體生存期；還可改善患兒心肌肥厚程度、心臟功能以及患兒的生長(zhǎng)和運(yùn)動(dòng)發(fā)育。替代治療對(duì)嬰幼兒型龐貝病療效取決于治療的早晚、交叉反應(yīng)免疫物質(zhì)(cross-reactive immunologic material，CRIM)狀態(tài)。CRIM 陽(yáng)性的患兒治療后機(jī)體產(chǎn)生的IgG抗體滴度較低，可獲得較好的療效；CRIM 陰性患兒由于機(jī)體內(nèi)完全缺乏GAA，治療后可產(chǎn)生高滴度的IgG抗體，療效較差，可予利妥昔單抗、甲氨蝶呤和丙種球蛋白來(lái)進(jìn)行免疫耐受誘導(dǎo)，從而改善替代治療效果[17]。

5 實(shí)驗(yàn)室檢查

從標(biāo)本來(lái)源講，產(chǎn)前診斷可以選擇羊水、絨毛組織；皮膚成纖維組織的遺傳學(xué)分析可以作為產(chǎn)后診斷的金標(biāo)準(zhǔn)；考慮臍血和外周血中異常淋巴細(xì)胞生長(zhǎng)缺陷，分析不大可能產(chǎn)生有價(jià)值的信息，因此不推薦其用作產(chǎn)前和產(chǎn)后的進(jìn)一步檢查；此外，胎盤(pán)多點(diǎn)取樣、尿沉渣和頰黏膜也可作為產(chǎn)后診斷嵌合三體的輔助驗(yàn)證[8,10,18]。

從技術(shù)層面講，染色體核型分析目前仍是診斷三體及嵌合體的首選，盡管如此，由于培養(yǎng)可能會(huì)造成正常細(xì)胞的優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)，對(duì)發(fā)現(xiàn)真性低比例嵌合體不利，此外，核型也無(wú)法分析異常染色體的起源。以熒光原位雜交(fluorescent in situ hybridization，F(xiàn)ISH)、短串聯(lián)重復(fù)序列(short tandem repeat， STR)、定量熒光聚合酶鏈反應(yīng)(quantitative fluorescence polymerase chain reaction，QF-PCR)為代表的分子診斷技術(shù)由于不需要細(xì)胞培養(yǎng)，對(duì)細(xì)胞的分裂周期沒(méi)有要求，對(duì)低比例嵌合敏感性高，結(jié)果更加客觀真實(shí)[5,19]。此外，單核苷酸多態(tài)陣列芯片(single nueleotide polymorphism array，SNP array)通過(guò)基因分型還可獲悉嵌合型17號(hào)染色體三體的發(fā)生機(jī)制及雙親來(lái)源、鑒別出單親二體。目前常用的診斷技術(shù)還包括特異性甲基化檢測(cè)、全外顯子測(cè)序和全基因組測(cè)序。

6 再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及遺傳咨詢(xún)意見(jiàn)

17號(hào)染色體三體極為罕見(jiàn)，減數(shù)分裂或有絲分裂不分離引起的17號(hào)染色體嵌合再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)可忽略不計(jì)，但由于親代存在生殖細(xì)胞嵌合的可能，需考慮發(fā)生三體自救引起的風(fēng)險(xiǎn)[20]。通常很難區(qū)別有絲分裂不分離和三體自救，但總的妊娠風(fēng)險(xiǎn)通常較低，除了常染色體隱性遺傳有25%的再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，為確保下次妊娠正常，應(yīng)提供相應(yīng)的產(chǎn)前診斷[21]。

單親二體從形成機(jī)制來(lái)看屬于新發(fā)染色體變異，即變異個(gè)體的雙親任何一方體細(xì)胞中都不存在染色體畸變，按孟德?tīng)栠z傳規(guī)律來(lái)說(shuō)，再次妊娠復(fù)發(fā)的幾率極低。分子遺傳學(xué)技術(shù)可確定單親二體染色體來(lái)源，其對(duì)疾病種類(lèi)及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估有一定幫助。但總的來(lái)說(shuō)，由于單基因疾病在家族內(nèi)復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)非常低，作為上述情況引起的隱性疾病，其復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)與雙親攜帶者遺傳的25%相比微不足道?？山ㄗh(但非必需)曾經(jīng)生育過(guò)17號(hào)染色體單親二體或片段性單親二體伴GAA基因突變患兒的夫婦雙方進(jìn)行GAA基因檢測(cè)、孕早期或中期分別行絨毛膜或羊膜腔穿刺進(jìn)行絨毛或羊水GAA基因突變分析及GAA活性測(cè)定。此外，還可采用胚胎植入前遺傳學(xué)診斷選擇優(yōu)質(zhì)胚胎進(jìn)行移植[17]。