15q11.2-q15.1微缺失產(chǎn)前診斷及遺傳學(xué)分析

鄭來(lái)萍 郭莉 任叢勉 鐘銀環(huán) 王挺

（廣東省婦幼保健院醫(yī)學(xué)遺傳中心，廣東廣州 511442）

15q11 -q13是15號(hào)染色體基因組中最不穩(wěn)定的區(qū)域之一，斷裂點(diǎn)在BP1與BP5之間是比較常見，可通過介導(dǎo)非等位基因同源重組，從而導(dǎo)致15號(hào)染色體微小缺失或重復(fù)。BP1-BP3之間的缺失與Angelman綜合征（Angelman syndrome，AS）和Prader-Willi綜合征（Prader-Willi syndrome，PWS）相關(guān)［1］，AS又稱快樂木偶綜合征，是由母源15q11-q13區(qū)域泛素蛋白連接酶E3A（UBE3A）基因缺陷或其表達(dá)降低引起，發(fā)病率為1／12 000［2］。

PWS稱低肌張力一智力障礙一性腺發(fā)育滯后綜合征，是由于15ql1-q13域父源性印記基因劑量改變引起的一種遺傳性疾病，發(fā)病率為1／15 000［3］。本實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用高分辨核型分析和染色體微陣列分析（chromosomal microarray analysis，CMA）技術(shù)對(duì)1例發(fā)育異常胎兒進(jìn)行產(chǎn)前診斷，明確其為15q11.2-q15.1缺失，探討AS和PWS遺傳學(xué)特征，并為家庭下一胎的產(chǎn)前診斷提供重要的信息。

1 資料與方法

1.1 基本資料 孕婦29歲，停經(jīng)33＋周，因超聲提示胎兒雙頂徑及頭圍大于孕周，胎兒左腎位置異常，考慮盆腔異位腎，羊水過多，來(lái)廣東省婦幼保健院醫(yī)學(xué)遺傳中心門診進(jìn)行遺傳咨詢。孕婦簽署知情同意書后，在B超引導(dǎo)下抽取臍靜脈血進(jìn)行臍血染色體核型分析與CMA檢測(cè)。

1.2 研究方法

1.2.1 高分辨G顯帶染色體分析 臍血接種培養(yǎng)約50h加入100μl阻斷劑（胸腺嘧啶脫氧核苷）繼續(xù)培養(yǎng)，培養(yǎng)約66h再加入100μl釋放劑（2-脫氧胞嘧啶），使細(xì)胞周期達(dá)到同步化，收獲前再加入高濃度的秋水仙素100μl作用12min。常規(guī)收獲后制片、G顯帶、自動(dòng)掃描儀掃片、核型分析。核型命名依據(jù)《人類遺傳學(xué)國(guó)際命名體制ISCN（2016）》。

1.2.2 CMA檢測(cè)本檢測(cè) 采用Affymetrix公司的Cytoscan 750K芯片對(duì)拷貝數(shù)變異進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)過程包括：進(jìn)行酶切、連接、PCR擴(kuò)增，產(chǎn)物純化及片段化、標(biāo)記及雜交，芯片洗滌后掃描。查詢OMIM、DGV、DECIPHER、ISCA等數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行CNV分析［4］。

2 結(jié)果

2.1 臍血染色體G顯帶核型分析 臍血核型結(jié)果46，XN，del（15）（q11.2q15.1）（圖1）。胎兒父母外周血染色體結(jié)果正常。提示胎兒15q11.2-q15.1區(qū)域缺失為新發(fā)突變。

圖1 胎兒臍血染色體G顯帶核型（箭頭示異常染色體）

2.2 臍血CMA分析 提示胎兒15號(hào)染色15q11.2-q15.1位置發(fā)生缺失，片段大小約6.0Mb，檢測(cè)出致病性拷貝數(shù)變異（copy number variants，CNVs）。該缺失范圍內(nèi)涉及AS／PWS區(qū)域和15q13.3缺失綜合征區(qū)域（圖2）。胎兒父母CMA分析結(jié)果未見異常，提示胎兒15q11.2-q15.1區(qū)域缺失為新發(fā)突變。

圖2 胎兒臍血染色體微陣列結(jié)果，箭頭所示為缺失位置

3 討論

AS和PWS是2種臨床上不同的疾病，分別是由母源和父源染色體區(qū)域15q11-q13中印記基因的表達(dá)缺失引起的。AS是一種神經(jīng)遺傳性疾病，由染色體15q11.2-q13上的母體印跡基因UBE3A的表達(dá)缺失引起。AS的臨床特征是嚴(yán)重的發(fā)育遲緩、言語(yǔ)障礙、共濟(jì)失調(diào)、下頜前突和癲癇、愉快表情為特征的神經(jīng)遺傳性疾病。SNRPN、NDN、MAGEL2、MKRN3印記基因僅在父源等位基因上具有活性，當(dāng)這些父源性基因功能缺陷將導(dǎo)致PWS［5］。PWS臨床特征為新生兒期肌張力減退和進(jìn)食困難、發(fā)育遲緩、性腺功能低下、身材矮小、智力障礙、手足異常和特征性的面部特征。有報(bào)道15q11.2-q14片段重復(fù)的患兒除了智力低下，癲癇性發(fā)作和多發(fā)性先天性異常外，還表現(xiàn)出明顯的全身性色素沉著過度。皮膚色素沉著過度，特別是四肢、嘴唇及唇周區(qū)域，面部和軀干上有多個(gè)色素痣。而部分PWS患兒出現(xiàn)色素減退，與PWS印跡區(qū)域內(nèi)編碼酪氨酸酶的OCA2基因的表達(dá)狀態(tài)關(guān)系密切［6］。

AS和PWS基因缺陷類型現(xiàn)已明確。AS主要缺陷類型包括：①單親二體（uniparental disomy，UPD）新發(fā)母源性15q11-q13缺失，約占70%；②父源性約占2%～5%；③基因印記缺陷約占5%；④UBE3A基因點(diǎn)突約占4%～20%。PWS基因缺陷類型包括：①父源性15q11-q13缺失，約占70%；②PWS母源性15q11-q13 UPD，約占25%；③基因印記缺陷約占5%；④染色體平衡易位約占1%［7］。UBE3A基因至少含有16個(gè)外顯子在腦組織中特異性表達(dá)，UBE3A基因?qū)倌冈葱?，其表達(dá)缺陷導(dǎo)致AS。由于AS15q11-q13上的UBE3A基因缺失或表達(dá)異常，顱內(nèi)無(wú)編碼泛素蛋白連接酶E3的UBE3A基因表達(dá)，因此AS患者黑質(zhì)、紋狀體、海馬及小腦普肯耶細(xì)胞蛋白泛素化異常。

15q11.2 微缺失斷裂點(diǎn)在BP1和BP2之間，跨越5個(gè)基因（TUBGCP5、CYFIP1、NIPA2、NIPA1和WHAMML），前4個(gè)在神經(jīng)元組織中廣泛表達(dá)，其中TUBGCP5、NIPA1、NIPA2和CYFIP1的15q11.2缺失與精神分裂癥和相關(guān)的精神病顯著相關(guān)，因?yàn)镃YFIP1與脆弱的X智力低下蛋白（FMRP）和Rho GTPase Rac1相互作用，后者參與調(diào)節(jié)軸突和樹突的生長(zhǎng)以及發(fā)育過程［8］。缺失型BP1-BP2的PWS患者與未缺失BP1-BP2的患者之間的表型差異主要表現(xiàn)為強(qiáng)迫行為，心理問題和智力低下等行為特征［9］。15q11.2、15q13.3缺失是癲癇中最常見的CNVs，頻率約為1.5%。攜帶15q13.3缺失的患者缺乏癲癇病與不同程度的智力障礙有關(guān)，通常不是特發(fā)性全身性癲癇病的典型癥狀［10］。另外也有發(fā)現(xiàn)胎兒超聲檢查中存在15q11.2（BP1-BP2）缺失的胎兒可能出現(xiàn)腦室肥大，小頭畸形和胎兒宮內(nèi)生長(zhǎng)限制［11］。

本研究中胎兒僅是B超提示雙頂徑及頭圍大于孕周，盆腔異位腎，羊水過多，還沒有呈現(xiàn)出PWS和AS典型臨床癥狀，進(jìn)行產(chǎn)前診斷運(yùn)用細(xì)胞遺傳學(xué)及分子細(xì)胞遺傳學(xué)確診為PWS和AS，說明PWS和AS存在不完全外顯及存在表現(xiàn)度差異。隨著基因檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，85%～90%的AS患兒可以通過基因檢測(cè)得以確診，診斷方法主要有高分辨染色體核型分析、甲基化特異性PCR（methylationspecific PCR，MS-PCR）、CMA、甲基化特異性多重連接依賴式探針擴(kuò)增等，提高了胎兒的檢出率。我們采用高分辨染色體核型分析、CMA明確胎兒染色體15q11.2-q15.1為缺失型，其跨越區(qū)域比較大。片段大小為6.0Mb，涉及15q15.1片段缺失較少報(bào)道，15q13.3缺失綜合征的特征有智力低下、發(fā)育遲緩等。胎兒15q11.2-q15.1缺失為新發(fā)，其再次生育患兒的風(fēng)險(xiǎn)約為1%［12］，再次懷孕建議進(jìn)行產(chǎn)前診斷。