自然流產(chǎn)的遺傳因素研究進(jìn)展

王婧，周璇，劉洪倩

四川大學(xué)華西第二醫(yī)院 出生缺陷與相關(guān)婦兒疾病教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都610041

自然流產(chǎn)的發(fā)生率為15%～40%，其中80%為發(fā)生在妊娠12周之內(nèi)的早期流產(chǎn)。自然流產(chǎn)病因復(fù)雜，包括染色體異常、基因異常、血栓前狀態(tài)、免疫功能異常、內(nèi)分泌異常、生殖器官異常、環(huán)境因素等，還有部分自然流產(chǎn)的原因及機(jī)制仍不明確。胚胎/胎兒遺傳物質(zhì)異常是自然流產(chǎn)的常見(jiàn)原因，隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及人類(lèi)對(duì)遺傳性疾病認(rèn)識(shí)的提高，越來(lái)越多與自然流產(chǎn)相關(guān)的遺傳學(xué)病因被揭示。現(xiàn)結(jié)合近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究成果，就自然流產(chǎn)的遺傳學(xué)因素綜述如下。

1 染色體異常

1.1 染色體數(shù)目及結(jié)構(gòu)異常 胚胎染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)異常是導(dǎo)致自然流產(chǎn)的主要原因，50%～60%的自然流產(chǎn)與胚胎染色體數(shù)目及結(jié)構(gòu)異常相關(guān)[1]。Hyde等[2]報(bào)道，在0～6周、8～11周、16～19周妊娠丟失的標(biāo)本中，胚胎染色體非整倍體異常比例分別為90%、50%、30%，表明早期自然流產(chǎn)染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)異常率較晚期自然流產(chǎn)高?？纱婊畛Ｈ旧w三體(21三體、13三體、18三體)及(45，X)多發(fā)生在曾有胎心的自然流產(chǎn)中[3]。

早期研究表明，大部分(86%)胚胎染色體異常是數(shù)目異常，少部分由于結(jié)構(gòu)異常(6%)或其他遺傳機(jī)制引起。但既往研究結(jié)果幾乎均基于核型分析或基因組靶向檢測(cè)技術(shù)。近年來(lái)，隨著全基因組高分辨檢測(cè)技術(shù)在流產(chǎn)胚胎檢測(cè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，染色體結(jié)構(gòu)異常所占比例增加。染色體結(jié)構(gòu)異常導(dǎo)致流產(chǎn)的主要原因是該變異區(qū)域可能涉及關(guān)鍵功能基因，從而導(dǎo)致胚胎嚴(yán)重發(fā)育遲緩、多發(fā)畸形、先天性心臟病等，且多為致死性。彭繼蘋(píng)等[4]采用染色體微陣列分析(CMA)技術(shù)對(duì)2 505例流產(chǎn)樣本進(jìn)行全基因組拷貝數(shù)變異檢測(cè)，共檢出967例染色體異常，其中82.83%為染色體數(shù)目異常，9.72%為結(jié)構(gòu)異常；染色體數(shù)目異常中，16三體發(fā)生率最高，占19.35%；單體型異常以X單體最多，占所有染色體數(shù)目異常的9.61%。馬韻翼[5]應(yīng)用微陣列比較基因組雜交(a-CGH)技術(shù)和下一代測(cè)序(NGS)技術(shù)對(duì)554例孕早期自然流產(chǎn)胚胎進(jìn)行全基因組拷貝數(shù)變異檢測(cè)，結(jié)果顯示，染色體總體異常檢出率為60.83%，其中染色體數(shù)目異常占42.96%，結(jié)構(gòu)異常占17.87%；在結(jié)構(gòu)異常中，15號(hào)染色體結(jié)構(gòu)異常的發(fā)生率最高。

亞顯微染色體不平衡改變可能是早期流產(chǎn)的主要原因之一。Li等[6]采用a-CGH技術(shù)對(duì)78例早期自然流產(chǎn)患者的絨毛標(biāo)本(病例組)及60例無(wú)明顯異常的人工流產(chǎn)患者的絨毛標(biāo)本(對(duì)照組)進(jìn)行染色體亞顯微結(jié)構(gòu)分析，結(jié)果病例組檢出15例染色體亞顯微異常，對(duì)照組未發(fā)現(xiàn)致病性拷貝數(shù)變異。楚艷等[7]報(bào)道,同時(shí)采用a-CGH技術(shù)和核型分析技術(shù)對(duì)382例自然流產(chǎn)樣本進(jìn)行染色體分析，結(jié)果a-CGH檢測(cè)成功率為100%，核型分析檢測(cè)成功率為73.6%，a-CGH檢測(cè)成功率高于核型分析技術(shù)；與核型分析檢測(cè)結(jié)果相比，a-CGH額外檢出病理性染色體亞顯微異常10例。

部分流產(chǎn)標(biāo)本由于細(xì)胞活性喪失導(dǎo)致細(xì)胞培養(yǎng)失敗而無(wú)法進(jìn)行核型分析檢測(cè)[8]，而高分辨率的NGS及CMA技術(shù)染色體異常檢出率高，失敗率較低，標(biāo)本要求低，基因組分辨率高，且獲得檢測(cè)結(jié)果的時(shí)間更早，因此NGS及CMA技術(shù)可作為流產(chǎn)組織遺傳學(xué)診斷的一線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)[7，9]。

1.2 染色體多態(tài)性 健康人群中存在各種染色體形態(tài)的微小變異，如結(jié)構(gòu)和帶紋著色強(qiáng)度的差異等，這種微小的變異稱(chēng)為多態(tài)性或異態(tài)性。染色體多態(tài)性按照孟德?tīng)柗绞竭z傳，集中出現(xiàn)在含有高度重復(fù)DNA的結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)區(qū)(如著絲粒、近端著絲粒染色體的短臂、隨體、次縊痕及Y染色體長(zhǎng)臂遠(yuǎn)側(cè)段等)，通常認(rèn)為不具有明顯的表型或病理學(xué)意義。但也有多篇文獻(xiàn)報(bào)道女性染色體多態(tài)性與復(fù)發(fā)性流產(chǎn)(RSA)的發(fā)生有密切關(guān)系。張耀輝等[10]對(duì)486例存在RSA病史的女性及762例無(wú)自然流產(chǎn)史的健康女性進(jìn)行外周血染色體核型分析，RSA組檢出染色體多態(tài)性核型46例，其中9號(hào)染色體臂間倒位最多，占52.17%，D/G組隨體增加占26.09%，次縊痕增加占21.74%；RSA組染色體多態(tài)性檢出率顯著高于健康對(duì)照組。Cheng等[11]對(duì)19 950例婦女的資料進(jìn)行回顧性分析，觀察染色體多態(tài)性對(duì)女性不孕癥和妊娠結(jié)局的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)染色體多態(tài)性婦女的流產(chǎn)率高于染色體正常婦女，染色體多態(tài)性對(duì)自然流產(chǎn)率有不利影響。此外，劉念等[12]報(bào)道，RSA組中丈夫染色體多態(tài)性的檢出率為11.31%，顯著高于妻子的檢出率6.75%，提示男性染色體的多態(tài)性也是RSA的因素之一。

1.3 其他染色體異常 除上述染色體異常外，還存在其他與自然流產(chǎn)相關(guān)的染色體異常。彭繼蘋(píng)等[4]的一項(xiàng)大樣本研究報(bào)道，在自然流產(chǎn)的胚胎樣本中，染色體嵌合體占比約6%，單親二倍體及大片段純合區(qū)域占比約4%。Sui等[13]的薈萃分析顯示，在經(jīng)歷過(guò)3次或3次以上妊娠丟失的RSA患者中，極度傾斜性X染色體失活的發(fā)生率顯著增高，表明傾斜性X染色體失活可能是3次及3次以上妊娠丟失的重要因素。

2 基因異常

既往遺傳異常的評(píng)估主要依賴(lài)于染色體組型和單核苷酸多態(tài)性序列，目前基于全外顯子測(cè)序(WES)或全基因組測(cè)序已發(fā)現(xiàn)許多與胚胎流產(chǎn)相關(guān)的基因變異，提示基因異?？赡苁菍?dǎo)致自然流產(chǎn)的另一個(gè)重要因素。

2.1 基因致病性變異 3%～5%的自然流產(chǎn)可通過(guò)基因致病性變異來(lái)解釋。有研究指出，單個(gè)基因的純合突變可能導(dǎo)致流產(chǎn)，如α地中海貧血。

近親結(jié)婚可能增加單基因疾病的風(fēng)險(xiǎn)。Bhuiyan等[14]報(bào)道了1個(gè)近親阿拉伯家庭，該家庭存在早孕期流產(chǎn)2例，胎兒畸形2例，經(jīng)過(guò)分子生物學(xué)分析，結(jié)果顯示HERG純合無(wú)義突變可導(dǎo)致胚胎早期嚴(yán)重的心臟異常、流產(chǎn)、胎兒畸形甚至死胎。Tsurusaki等[15]報(bào)告了一對(duì)有7次異常妊娠史的夫婦，通過(guò)WES檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，胚胎/胎兒IFT122基因復(fù)合雜合變異是導(dǎo)致多次異常妊娠的原因，因IFT122與纖毛系統(tǒng)密切相關(guān)，而纖毛在人類(lèi)胚胎發(fā)生、心臟等內(nèi)臟器官發(fā)育中具有重要作用，反復(fù)流產(chǎn)可能是IFT122突變最嚴(yán)重的表型。

Filges等[16]報(bào)道了一名婦女與其母親均發(fā)生了多達(dá)18次自然流產(chǎn)，流產(chǎn)胚胎核型分析顯示至少有6個(gè)胎兒為三倍體，多條染色體著絲粒附近標(biāo)記的基因分型表明所有6個(gè)三倍體核型都是由于未能完成第2次減數(shù)分裂而產(chǎn)生的，推測(cè)常染色體顯性遺傳的異?；蜃儺惪赡苁菍?dǎo)致這一表型的原因。最終家系WES數(shù)據(jù)提示PLCD4和OSBPL5存在突變，發(fā)現(xiàn)其與卵母細(xì)胞成熟、激活和受精有關(guān)。Qiao等[17]對(duì)兩個(gè)不相關(guān)的不明原因RSA家系進(jìn)行WES檢測(cè)，確定了2個(gè)與RSA相關(guān)的基因DYNC2H1和ALOX15：DYNC2H1影響纖毛發(fā)生，與人類(lèi)致死性胎兒疾病密切相關(guān)；ALOX15參與胎盤(pán)發(fā)育，其突變可導(dǎo)致胎盤(pán)功能障礙、炎癥、血管生成和氧化應(yīng)激反應(yīng)異常。研究證實(shí)，MMP-10家族蛋白質(zhì)可影響細(xì)胞外基質(zhì)分解，在胚胎發(fā)育和繁殖中發(fā)揮重要作用[18]。Quintero-Ronderos等[19]對(duì)43例存在不明原因RSA病史的無(wú)血緣關(guān)系的女性進(jìn)行WES檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)MMP-10、FGA突變與RSA相關(guān)。

2.2 基因多態(tài)性 基因的遺傳多態(tài)性可能是自然流產(chǎn)的易感因素。米蔓麗等[20]針對(duì)亞甲基四氫葉酸還原酶基因C677T多態(tài)性與自然流產(chǎn)相關(guān)性的研究表明，攜帶突變型TT或TC基因的女性其不明原因RSA發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)明顯增高。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)是一種高度特異的血管內(nèi)皮細(xì)胞有絲分裂素，在新生血管形成和促進(jìn)血管構(gòu)建方面發(fā)揮重要作用,VEGF基因rs3025039多態(tài)性與RSA存在一定的相關(guān)性[21]。人類(lèi)白細(xì)胞抗原(HLA)-Ⅰ類(lèi)(A、B、C)、Ⅱ類(lèi)(DRB1、DQB1)基因多態(tài)性與原因不明RSA的關(guān)聯(lián)分析表明HLA*11、B*48、DQB1*06是不明原因RSA女性的易感基因，而男性C*03、DRB1*12、DQB1*03是妻子發(fā)生RSA的易感基因[22]。越來(lái)越多的證據(jù)表明，DNA甲基化在配子發(fā)生和早孕中具有重要作用，DNA甲基化異常被認(rèn)為是RSA的潛在原因。研究顯示，DNA甲基轉(zhuǎn)移酶基因多態(tài)性(dnmt3b-rs1569686)可能是RSA易感性的遺傳標(biāo)記[23]。動(dòng)物和人類(lèi)的生理學(xué)研究支持了晝夜節(jié)律系統(tǒng)在生殖中的重要作用。Hodzic等[24]報(bào)道，CLOCK基因多態(tài)性與特發(fā)性RSA有關(guān)。IL-10是一種抗炎細(xì)胞因子，對(duì)妊娠結(jié)局有重要影響。IL-10基因啟動(dòng)子多態(tài)性可能是具有母體基因組印記效應(yīng)的自然流產(chǎn)病因的主要遺傳調(diào)節(jié)因子[25]。三葉因子3(TFF3)基因變異及纖溶酶原激活物抑制物-1 4g/5g多態(tài)性可能是導(dǎo)致特發(fā)性RSA的遺傳危險(xiǎn)因素[26，27]。

由于基因的遺傳多態(tài)性及人種地域上的差異，自然流產(chǎn)的遺傳易感基因也存在人種地域上的差異。如中國(guó)漢族人群雌激素受體1基因PvuⅡ及XbaⅠ多態(tài)性與RSA相關(guān)[28]，雌激素受體內(nèi)含子變異體rs4265085可能增加傣族和白族女性發(fā)生RSA的風(fēng)險(xiǎn)[29]，F(xiàn)XⅡ基因C46T基因型可能是中國(guó)浙南地區(qū)漢族女性RSA的風(fēng)險(xiǎn)因素[30]；攜帶IL-1受體拮抗劑基因內(nèi)含子-2等位基因與墨西哥女性RSA相關(guān)[31]。

2.3 家系基因檢測(cè) Pereza等[32]對(duì)特發(fā)性RSA的遺傳相關(guān)基因進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)，在免疫應(yīng)答、凝血、代謝和血管生成相關(guān)基因中檢測(cè)到21個(gè)與特發(fā)性RSA相關(guān)的基因。這表明遺傳相關(guān)研究應(yīng)該包括夫妻雙方及自然流產(chǎn)的胚胎，建議進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)研究及大規(guī)模驗(yàn)證之前已確定的關(guān)聯(lián)。隨著高通量測(cè)序技術(shù)的快速發(fā)展及測(cè)序成本大幅度降低，基因檢測(cè)技術(shù)如WES目前已廣泛應(yīng)用于檢測(cè)與人類(lèi)疾病相關(guān)的遺傳變異，揭示了更多的不明原因RSA的遺傳因素。因此，建議對(duì)已排除胚胎染色體異常的不明原因的RSA胚胎及家系進(jìn)一步行WES，以幫助明確流產(chǎn)原因，同時(shí)有助于評(píng)估再生育風(fēng)險(xiǎn)，必要時(shí)可接受早期產(chǎn)前診斷或植入前遺傳學(xué)診斷，甚至未來(lái)可能通過(guò)靶向治療來(lái)幫助降低由于遺傳異常引起自然流產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。

遺傳因素是自然流產(chǎn)的重要原因,近年來(lái)，隨著人們對(duì)遺傳性疾病的認(rèn)知提高及高分辨遺傳診斷技術(shù)如NGS和DNA微陣列技術(shù)在流產(chǎn)物病因篩查領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，流產(chǎn)相關(guān)遺傳因素的診斷水平從顯微結(jié)構(gòu)提高到了亞顯微結(jié)構(gòu)及基因?qū)用?，越?lái)越多與自然流產(chǎn)相關(guān)的病因得到了確認(rèn)，有助于自然流產(chǎn)夫婦得到更加完善的遺傳咨詢(xún)及再生育建議。