產(chǎn)前診斷5例17p13.3微缺失/微重復(fù)綜合征

黨穎慧,萬陜寧,宋婷婷,鄭蕓蕓,李 佳,楊 紅(空軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院婦產(chǎn)科,西安 710032;通信作者,E-mail:yanghongfck@163.com)

Miller-Dieker綜合征(MDS)是一種罕見的常染色體遺傳病,是由位于17號(hào)染色體17p13.3區(qū)域的PAFAH1B1和/或YWHAE基因缺失或突變引起,又稱17p13.3缺失綜合征,它屬于無腦回畸形(agyria)中一類,臨床上以中樞神經(jīng)系統(tǒng)異常包括無腦回小頭畸形、胼胝體缺如或發(fā)育不良為特點(diǎn),伴有特征性面容等先天性異常。作為一種嚴(yán)重的大腦皮層發(fā)育畸形疾病,其發(fā)病率大約為1/13 000-1/20 000[1,2]。數(shù)據(jù)庫顯示該區(qū)域重復(fù)的患者常見的臨床表現(xiàn)有腦結(jié)構(gòu)異常、先心病、發(fā)育遲緩、特殊面容等,是由Miller-Dieker綜合征區(qū)域內(nèi)的關(guān)鍵基因重復(fù)導(dǎo)致的,由于該綜合征胎兒出生后預(yù)后較差,因此產(chǎn)前診斷該疾病顯得非常重要。

本文對(duì)5例產(chǎn)前超聲提示結(jié)構(gòu)異常/血清學(xué)篩查異常的胎兒利用染色體微陣列分析技術(shù)(CMA)進(jìn)行全基因組范圍內(nèi)微缺失/微重復(fù)的檢測,評(píng)價(jià)CMA技術(shù)在產(chǎn)前診斷中的應(yīng)用價(jià)值。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

孕婦1,29歲,孕28周因超聲檢查異?！跋刃牟?膜周部室間隔缺損,永存左上腔靜脈”行羊水穿刺。已產(chǎn)一男性,體健,此次為第二胎,孕婦否認(rèn)近親婚配,無家族遺傳性病史及不良接觸史。

孕婦2,25歲,孕30周因超聲檢查異常“左側(cè)側(cè)腦室前角旁小囊狀高信號(hào),考慮室管膜下囊腫,雙側(cè)側(cè)腦室增寬,寬約1.2 cm,顱后窩池寬約1.3 cm”行羊水穿刺。此次為第一胎,孕婦否認(rèn)近親婚配,無家族遺傳性病史及不良接觸史。

孕婦3,28歲,孕24+3周超聲檢查正常,因唐氏篩查提示“神經(jīng)管缺陷高風(fēng)險(xiǎn)”行羊水穿刺。此次為第一胎,孕婦否認(rèn)近親婚配,無家族遺傳性病史及不良接觸史。

孕婦4,23歲,孕26+2周因超聲檢查異?！跋刃牟　毙醒蛩┐?。此次為第一胎,孕婦否認(rèn)近親婚配,無家族遺傳性病史及不良接觸史。

孕婦5,30歲,孕25+5周因超聲檢查異?！胺逅穆?lián)癥,右側(cè)側(cè)腦室寬1.1 cm”行羊水穿刺。此次為第二次懷孕,曾因骶尾部畸胎瘤引產(chǎn)一次,孕婦否認(rèn)近親婚配,無家族遺傳性病史及不良接觸史。

1.2 方法

1.2.1 羊膜腔穿刺 孕婦簽署知情同意書后,在超聲引導(dǎo)下經(jīng)腹部行羊膜腔穿刺術(shù),抽取羊水20 ml,其中10 ml按照常規(guī)方法進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng),另外10 ml提取基因組DNA進(jìn)行CMA檢測。

1.2.2 染色體核型分析 10 ml羊水離心后進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)、收獲、制片及G顯帶分析,按常規(guī)方法進(jìn)行按照人類細(xì)胞遺傳學(xué)國際命名體系(ISCN)標(biāo)準(zhǔn)在油鏡下分析30個(gè)分裂象,采集3-5個(gè)核型圖(染色體分辨率應(yīng)達(dá)到320條帶水平),如果出現(xiàn)染色體異常/多態(tài)性時(shí),計(jì)數(shù)50個(gè)分裂相并增加分析的核型數(shù)。

1.2.3 CMA檢測 取10 ml羊水,基因組DNA提前按照試劑盒(QIAamp?DNA Blood Mini Kit)說明書操作,接著將樣本DNA與750k芯片(美國Affymetrix公司Cyto ScanTM)雜交,嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)操作流程:酶切—連接—擴(kuò)增—純化—片段化—標(biāo)記—雜交—洗染—掃描,掃描獲得的數(shù)據(jù)應(yīng)用ChAS(Chrosome Analysis Suite)軟件進(jìn)行結(jié)果分析。

2 結(jié)果

2.1 染色體核型分析

5例羊水核型結(jié)果顯示:胎兒1、3、4、5核型未見異常,胎兒2核型結(jié)果為46,XN,-17,+der(17)t(15;17)(q24.1;p13.3),胎兒2的17號(hào)染色體短臂末端有增長,其遺傳自患有平衡易位父親異常的17號(hào)染色體,17號(hào)自身短臂缺少了,而是多了15號(hào)染色體一部分(見圖1)。

胎兒1,3,4,5未見異常,胎兒2的17號(hào)染色體短臂明顯有增長,其遺傳自父親(平衡易位)異常的17號(hào)染色體(箭頭所示)圖1 5例胎兒羊水染色體G顯帶核型結(jié)果Figure 1 Karyotypic results of 5 fetuses by chromosome G banding

2.2 CMA檢測

胎兒1結(jié)果顯示17p13.3p13.2區(qū)域出現(xiàn)3.58 Mb的重復(fù),胎兒2結(jié)果顯示17p13.3區(qū)域發(fā)生2.15 Mb的缺失,胎兒3結(jié)果顯示17p13.3區(qū)域發(fā)生1 Mb的缺失,胎兒4結(jié)果顯示17p13.3區(qū)域發(fā)生1.66 Mb的缺失,胎兒5結(jié)果顯示17p13.3區(qū)域發(fā)生2.52 Mb的缺失,通過ChAS軟件進(jìn)行結(jié)果分析,藍(lán)色代表該區(qū)域重復(fù),紅色代表該區(qū)域缺失,結(jié)果見圖2。

胎兒1為17p13.3區(qū)域的重復(fù),箭頭所指藍(lán)色區(qū)域;胎兒2,3,4,5為17p13.3區(qū)域的缺失,箭頭所指紅色區(qū)域圖2 5例胎兒羊水CMA檢測結(jié)果Figure 2 CMA results of amniotic fluid in 5 fetuses

3 討論

17p13.3缺失綜合征(OMIM:247200)遺傳學(xué)病因主要為涉及PAFAH1B1和/或YWHAE基因的染色體17p13.3區(qū)缺失/微缺失。患者的臨床表現(xiàn)主要包括無腦回、胼胝體發(fā)育不良、腦室擴(kuò)大、小頭畸形、智力低下、發(fā)育遲緩、心臟畸形及異常面容(前額突出、短鼻、鼻孔上翹、上唇外凸),而數(shù)據(jù)庫顯示該區(qū)域重復(fù)的患者常見臨床表現(xiàn):腦結(jié)構(gòu)異常、先心病、發(fā)育遲緩、特殊面容、智力殘疾、自閉癥譜系障礙等,此類特征是由Miller-Dieker綜合征區(qū)域內(nèi)的關(guān)鍵基因重復(fù)導(dǎo)致的[3]。本文回顧性分析了5例17p13.3微缺失/微重復(fù)綜合征,旨在為此類綜合征的產(chǎn)前診斷提供參考。

本文中5例樣本檢測結(jié)果大小在1-3.6 Mb之間,文獻(xiàn)報(bào)道在這個(gè)區(qū)域有PAFAH1B1(以前是LIS1)、YWHAE和CRK基因。與MDS相關(guān)的缺失是可變的,大小從0.1 Mb到2.9 Mb不等。PAFAH1B1基因被認(rèn)為是導(dǎo)致與該疾病相關(guān)的無腦畸形的原因,YWHAE被認(rèn)為在MDS的發(fā)育遲緩和面部畸形中起一定作用,在神經(jīng)元遷移中發(fā)揮重要作用,該基因的缺失可導(dǎo)致腦結(jié)構(gòu)異常[4]。而CRK基因編碼一種信號(hào)蛋白,在細(xì)胞增殖、分化、遷移和軸突生長中起關(guān)鍵作用,是典型的生長受限的候選基因。胎兒1和5相關(guān)區(qū)域包含3個(gè)基因:PAFAH1B1、YWHAE和CRK,而胎兒2,3,4缺失區(qū)域包含YWHAE和CRK,這些均是具有明確致病的基因。胎兒1的17p13.3p13.2區(qū)域有約3.58 Mb的重復(fù),該重復(fù)區(qū)域包含43個(gè)OMIM基因,與OMIIM數(shù)據(jù)庫中的17p13.3重復(fù)綜合征(OMIM:613215)有重疊區(qū)域,數(shù)據(jù)庫文獻(xiàn)顯示該區(qū)域重復(fù)的患者可能有腦異常、特殊面容、發(fā)育遲緩、先心病等臨床表現(xiàn)[5],5位孕婦對(duì)檢測結(jié)果進(jìn)行遺傳咨詢后決定終止妊娠。

Miller-Dieker綜合征與17p13.3片段缺失有關(guān),該缺失由17號(hào)染色體發(fā)生易位或倒位所致,可通過父母平衡易位攜帶遺傳或新發(fā)突變引起[6],研究預(yù)估約80%的病例是新發(fā),異常中約20%遺傳自父母重排染色體[7]。Chen等[8]研究29例Miller-Dieker綜合征病例中產(chǎn)前診斷羊水染色體核型未見異常占24%,其中包含高齡及習(xí)慣性流產(chǎn),而超聲異常僅使用常規(guī)核型分析易導(dǎo)致該病漏診,該研究表明至少45%病例與父母染色體隱匿易位或倒位有關(guān)。但幾乎所有該綜合征患者的染色體變異是父親或母親生殖細(xì)胞形成過程中的自發(fā)變異,對(duì)于曾生育過該綜合征患兒的健康夫婦,再次生育此綜合征患兒的概率小于1%。

染色體核型分析可準(zhǔn)確檢測染色體數(shù)目的變化和易位/倒位及大于5 Mb的結(jié)構(gòu)異常,檢測結(jié)果準(zhǔn)確可靠,是目前細(xì)胞遺傳學(xué)產(chǎn)前診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”,但其效率低(耗時(shí)長約15 d左右),增加孕婦等待結(jié)果的焦慮。羊水染色體核型結(jié)果提示正常是由于這些病例缺失/重復(fù)區(qū)域大小<5 Mb在鏡下肉眼不能分辨,正如本文中5例羊水樣本的檢測結(jié)果,其中胎兒2染色體核型分析發(fā)現(xiàn)17號(hào)染色體短臂有增長,其父親染色體核型為46,XY,t(15,17)(q24,p13),胎兒遺傳了父親異常的17號(hào)染色體。其他4例染色體核型未見異常,父母驗(yàn)證未見異常,說明染色體拷貝數(shù)變異(CNVs)是新發(fā)的。

CMA技術(shù)能夠檢測出常規(guī)染色體核型不能發(fā)現(xiàn)的染色體微缺失和微重復(fù),從而大大提高了染色體結(jié)構(gòu)異常的檢出率。目前該項(xiàng)技術(shù)已被推薦作為不明原因生長發(fā)育遲緩、智力低下、自閉癥譜系障礙以及先天性畸形患兒的一線遺傳學(xué)檢測技術(shù)[9-12]。在產(chǎn)前診斷領(lǐng)域該技術(shù)也被推薦為產(chǎn)前超聲檢查發(fā)現(xiàn)胎兒存在結(jié)構(gòu)異常的一線檢測方法[13,14]。文中胎兒3是由于“神經(jīng)管缺陷高風(fēng)險(xiǎn)”該孕婦行羊水穿刺術(shù)選擇CMA技術(shù)進(jìn)行檢測,結(jié)果17p13.3區(qū)域發(fā)生1 Mb的缺失。可見既往檢測方法可能導(dǎo)致部分患病胎兒被漏診。因此,當(dāng)染色體核型結(jié)果及超聲診斷結(jié)果均正常時(shí),也不能完全排除染色體微缺失/微重復(fù)而導(dǎo)致的生長發(fā)育異常、先天畸形、智力低下等疾病。CMA技術(shù)能在全基因組范圍內(nèi)檢測并精確定位染色體拷貝數(shù)變異,具有分辨率、通量及準(zhǔn)確率均高等優(yōu)點(diǎn),且無需細(xì)胞培養(yǎng),與傳統(tǒng)的染色體核型分析相比,具有明顯的優(yōu)越性,技術(shù)平臺(tái)也比較成熟,目前已被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)前診斷領(lǐng)域[15]。同時(shí)CMA技術(shù)的應(yīng)用極大地提高了對(duì)已知疾病的檢測水平,以及對(duì)未知染色體微缺失/微重復(fù)綜合征的發(fā)現(xiàn),覆蓋了更多的疾病,對(duì)傳統(tǒng)的染色體核型分析也是一種補(bǔ)充和完善,提高了產(chǎn)前診斷的效率,同時(shí)也降低了胎兒出生缺陷的發(fā)生率,促進(jìn)了臨床診斷和遺傳咨詢水平的提高。