一例眼發(fā)育異常伴小型腦膜膨出胎兒的遺傳學(xué)分析

郭欽賢 懷磊* 孫博 朱惠青 魯建央 張麗

胎兒眼發(fā)育異常是由于胚胎時(shí)期眼的生長(zhǎng)發(fā)育停滯或發(fā)育異常出現(xiàn)外觀畸形、組織器官缺陷或功能障礙，稱為眼先天發(fā)育異常。胎兒先天性眼部異常少見，包括無眼畸形和小眼畸形等。無眼和小眼畸形發(fā)病受多種因素影響，病因主要有染色體畸形（三倍體，9、13、18-三體，染色體缺失等），環(huán)境因素（胎兒先天感染、胎兒酒精綜合征）及基因綜合征（常染色體顯性或隱性遺傳的某些畸形）［1］。眼部異常雖然是非致死性畸形，但患有眼部畸形的胎兒一旦出生，后果極其嚴(yán)重。黃苑銘等［1］研究發(fā)現(xiàn)胎兒小眼及無眼畸形最常見的合并畸形是神經(jīng)系統(tǒng)畸形，提示小眼及無眼畸形可能與胎兒神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育異常密切相關(guān)。近年發(fā)展起來的單核苷酸多態(tài)性微陣列芯片（single nucleotide polymorphism array，SNP array）技術(shù)可以精確分析染色體拷貝數(shù)異常的片段大小和斷裂點(diǎn)［2］。通過SNP array 技術(shù)結(jié)合超聲影像學(xué)檢查，可以提高一些不明原因的胎兒各系統(tǒng)發(fā)育異?；蚧蔚脑\斷率，對(duì)預(yù)防出生缺陷具有重要的意義［3］。本資料中，作者通過染色體核型分析和SNP array 技術(shù)確診了一例眼部發(fā)育異常伴小型腦膜膨出的MLS 綜合征（Microphthalmia with linear skin defects，MLS，OMIM 309801）胎兒，并且明確了該胎兒異常遺傳物質(zhì)的來源，通過分析胎兒基因型與表型的對(duì)應(yīng)關(guān)系，為遺傳咨詢及產(chǎn)前診斷提供有力依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 孕婦，25 歲，孕1 產(chǎn)0，宮內(nèi)單胎妊娠。無遺傳病家族史。孕婦無病毒感染史，無放射性接觸史，無煙酒接觸史，無房屋裝修史，無化學(xué)品毒物接觸史。妊娠25 周外院產(chǎn)前超聲檢查發(fā)現(xiàn)胎兒雙眼發(fā)育異常（左側(cè)小眼球，右側(cè)晶狀體缺失），轉(zhuǎn)診至本院。本院產(chǎn)前診斷超聲提示胎兒多發(fā)畸形：小型腦膜膨出、右眼晶狀體缺損、左眼發(fā)育異常（見圖1）。孕26+周經(jīng)孕婦知情同意后行介入性產(chǎn)前診斷，抽取臍血標(biāo)本做染色體核型分析，抽取羊水標(biāo)本做SNP array 檢測(cè)。孕婦及其家屬簽署了知情同意書。本研究獲醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 方法 （1）染色體核型分析：抽取胎兒臍血和父母外周血培養(yǎng)淋巴細(xì)胞，常規(guī)收獲、制片和G 顯帶。染色體的分析和描述標(biāo)準(zhǔn)依照《人類細(xì)胞遺傳學(xué)國(guó)際命名體制2016 版》。（2）SNP array 檢測(cè)：羊水DNA 的提取采用QIAamp DNA Blood mini kit（德國(guó)Qiagen 公司）試劑盒。采用SNP array（美國(guó)Affymetrix 公司）檢測(cè)平臺(tái)，基于CytoScan 750K Array 芯片進(jìn)行全基因組拷貝數(shù)變異（copy number variants，CNVs）的檢測(cè)。Chromosome Analysis Suite（ChAS）軟件進(jìn)行芯片數(shù)據(jù)的分析，以≥50 個(gè)探針標(biāo)記，≥100 kb 的分辨率用于分析基因組CNVs。（3）TORCH 和B19 病毒抗體檢測(cè)：運(yùn)用酶聯(lián)免疫法（ELISA）嚴(yán)格按試劑盒說明書檢測(cè)臍血血清中弓形蟲抗體IgM（TOX-IgM）（美國(guó)雅培公司）、風(fēng)疹病毒抗體IgM（RUVIgM）（美國(guó)雅培公司）、巨細(xì)胞病毒抗體IgM（CMV-IgM）（美國(guó)雅培公司）、單純皰疹病毒I 型抗體IgM（HSV1-IgM）（美國(guó)美德聲科學(xué)技術(shù)公司）、單純皰疹病毒II 型抗體IgM（HSV2-IgM）（美國(guó)美德聲科學(xué)技術(shù)公司）和人類微小病毒B19 抗體IgM（B19-IgM）（德國(guó)維潤(rùn)公司）。

1.3 隨訪 對(duì)胎兒發(fā)育情況、妊娠結(jié)局等進(jìn)行監(jiān)測(cè)和隨訪。

2 結(jié)果

2.1 SNP array 檢測(cè)結(jié)果 胎兒SNP array 檢測(cè)結(jié)果為arr［hg19］Xp22.33p22.2（168，551-14，387，141）×1，7p11.1q11.21（58，019，956-62，619，266）×3，顯 示 胎兒染色體Xp22.33p22.2 區(qū)段存在14.2 Mb 的缺失（見圖2），7p11.1q11.21 區(qū)段存在4.5 Mb 的重復(fù)。胎兒SNP array 結(jié)果為arr（1-22，X）×2，胎兒父親SNP array 結(jié)果為arr（1-22）×2，（XY）×1，顯示父母全染色體基因組范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有染色體片段拷貝數(shù)的異常變化。

2.2 染色體核型分析結(jié)果 胎兒臍血染色體核型為mos 46，X，del（X）（p22.2）［15］/46，XX［35］；胎兒母親染色體核型為46，XX；父親染色體核型為46，XY（見圖3）。

2.3 臍血TORCH和B19病毒抗體檢測(cè)結(jié)果 胎兒臍血TOXIgM、RUV-IgM、CMV-IgM、HSV1-IgM、HSV2-IgM 和B19-IgM 結(jié)果均為陰性。

2.4 隨訪結(jié)果 孕婦于介入性產(chǎn)前診斷術(shù)后選擇引產(chǎn)。引產(chǎn)兒未行尸體解剖，僅對(duì)其外觀進(jìn)行了大體檢查。引產(chǎn)兒女性，體重800 g，觸摸左眼無內(nèi)容物，頭頂有一小突起，大小為1.5 cm×1.0 cm，其余未見明顯異常。

3 討論

眼發(fā)育畸形有遺傳因素和環(huán)境因素［1］。本資料中對(duì)胎兒臍血進(jìn)行感染指標(biāo)TORCH 和人類微小病毒B19 抗體檢測(cè)，結(jié)果均顯示陰性，因此可基本排除感染導(dǎo)致的眼部發(fā)育異常。胎兒SNP array 結(jié)果顯示胎兒染色體在7p11.1q11.21 區(qū)段存在4.5 Mb 的重復(fù)，Xp22.33p22.2 區(qū)段存在14.2 Mb 的缺失；經(jīng)父母SNP array 檢測(cè)和染色體核型驗(yàn)證，確定其為新發(fā)突變。7號(hào)染色體的重復(fù)片段主要包含7 號(hào)染色體著絲粒異染色質(zhì)區(qū)域，為無臨床意義的染色體多態(tài)性；X 染色體的缺失片段包括SHOX（OMIM 312865）、HCCS（OMIM 300056）等57 個(gè)OMIM 基因。其中HCCS 基因突變與MLS 綜合征相關(guān)。胎兒臍血染色體核型結(jié)果顯示為Xp22.2末端缺失和正常女性核型的嵌合體，結(jié)合羊水SNP array 檢測(cè)結(jié)果，考慮正常的核型結(jié)果可能源于取樣時(shí)的母血污染。

圖1 胎兒異常超聲圖。1A． 右眼球可見，內(nèi)未見晶狀體回聲，左眼球隱約可見，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不清，呈不均勻回聲；1B． 顱頂部可見一囊性暗區(qū)，大小1．6 cm×1．1 cm，內(nèi)見條索狀回聲，似與顱內(nèi)相連續(xù)。圖2 胎兒SNP array檢測(cè)結(jié)果顯示Xp22．33Xp22．2區(qū)段微缺失。圖3 胎兒及其父母染色體核型。3A． 胎兒臍血核型46，X，del（X）（p22．2）；3B． 胎兒母親外周血核型46，XX；3C：胎兒父親外周血核型46，XY

MLS 綜合征是一種罕見的X 連鎖顯性遺傳病，男性胎兒一般在宮內(nèi)死亡，臨床癥狀主要包括眼部異常（單側(cè)或雙側(cè)的小眼或無眼）和線狀皮膚缺損，線狀皮膚缺損通常出生時(shí)在面部和頸部出現(xiàn)，隨著年齡的增長(zhǎng)而痊愈，留下極少的殘留疤痕［4］。從90 年代開始就有大量的文章報(bào)道MLS 綜合征相關(guān)的病例和家系，已報(bào)道的病例主要與X 染色體末端缺失和Xp22 微缺失相關(guān)［5］。2006 年，WIMPLINGER 等［6］在正常核型的MLS 綜合征患者中發(fā)現(xiàn)HCCS 基因的功能缺失是導(dǎo)致MLS 綜合征發(fā)病的原因；而且在幾乎所有染色體核型異常的MLS 綜合征患者中均存在HCCS 基因的缺失。隨后有文獻(xiàn)報(bào)道 Xp11.3 的NDUFB11（OMIM 300403）基因和Xq21.1的 COX7B（OMIM 300885）基因突變或缺失也會(huì)導(dǎo)致MLS綜合征［7-8］。這三個(gè)基因編碼的蛋白質(zhì)在線粒體呼吸鏈和氧化磷酸化中起著必不可少的作用。因此，氧化磷酸化的受損或ATP 的缺乏和自由基的產(chǎn)生可能是MLS 綜合征臨床表型產(chǎn)生的原因［4］。

HCCS 基因是從真菌到后生動(dòng)物高度保守的基因，編碼一種線粒體全細(xì)胞色素C 合成酶，全細(xì)胞色素C 合成酶的最終產(chǎn)物細(xì)胞色素C（Cytc）在氧化磷酸化和細(xì)胞凋亡中起重要作用的，而細(xì)胞凋亡對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育至關(guān)重要［9］。hccs基因缺失突變的小鼠會(huì)在胚胎期死亡［10］。INDRIERI 等［11］在青鳉魚中敲低hccs 基因，引起Cytc 的減少?gòu)亩鴮?dǎo)致caspase-9依賴性細(xì)胞死亡增加和活性氧的增加；青鳉魚的眼睛和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的細(xì)胞死亡增加，出現(xiàn)小眼和小腦畸形。據(jù)已報(bào)道的病例統(tǒng)計(jì)，診斷為MLS 綜合征的患者中僅81%的患者有小眼或無眼的臨床表型；75%的患者有線狀皮膚缺損的表型，而線狀皮膚缺損多出現(xiàn)在頭部和頸部被認(rèn)為與神經(jīng)嵴細(xì)胞的參與有關(guān)［12］；約70%的患者還存在其它的結(jié)構(gòu)異常，包括其他眼部異常（如角膜異常、眼眶囊腫、白內(nèi)障）、神經(jīng)系統(tǒng)異常（如結(jié)構(gòu)異常、發(fā)育遲緩、嬰兒癲癇）、心臟異常（如肥厚性或嗜酸細(xì)胞性心肌病，房間隔缺損或室間隔缺損，心律失常），身材矮小，膈疝、甲營(yíng)養(yǎng)不良、聽力障礙、泌尿生殖系統(tǒng)畸形等［4］，這可能與X 染色體末端缺失的基因數(shù)有關(guān)。通過分子檢測(cè)診斷為MLS 綜合征的女性也可能完全無任何特征，這種臨床變異被認(rèn)為與不同組織中X 染色體的選擇性失活相關(guān)［13-14］。本例中胎兒右眼晶狀體缺損，左眼發(fā)育異常和小型腦膜膨出均不是MLS 綜合征的主要臨床特征。VANESSA 等［15］收集的病例中有1 例核型為46，X，del（X）（p22）小眼無晶狀體的病例。本例中左眼隱約可見，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不清說明該胎兒左眼發(fā)育比小眼畸形更嚴(yán)重；已報(bào)道的MLS 綜合征的病例中雖然未見腦膜膨出的病例報(bào)道，但是神經(jīng)系統(tǒng)異常的病例報(bào)道并不少見，如胼胝體發(fā)育不良、小腦畸形等［15］。結(jié)合胎兒染色體核型和SNP array 檢測(cè)結(jié)果，可以確定該胎兒的臨床表型是Xp22.2 末端缺失引起的MLS 綜合征。因其為新發(fā)突變，家庭再生育患兒的風(fēng)險(xiǎn)低，但再次妊娠時(shí)仍需進(jìn)行產(chǎn)前診斷，以排除生殖腺嵌合的可能。

MLS 綜合征的病例報(bào)道雖多，但產(chǎn)前相關(guān)報(bào)道較少。作者應(yīng)用超聲診斷結(jié)合染色體核型分析和SNP array 技術(shù)，鑒定了1 例染色體Xp22.2 末端缺失導(dǎo)致的MLS 綜合征胎兒。通過基因型和表型的相關(guān)分析，為臨床診斷提供了依據(jù)。

聲明：所有作者均不存在利益沖突。