無創(chuàng)產前篩查高風險胎兒的產前診斷結果分析及妊娠結局研究

羅艷，趙兵依，孫艷美，田海深，李亞麗，張艷賞，高健*，崔志強

染色體病是由染色體數目和結構異常引起的疾病，是臨床上導致胎兒出生缺陷的常見原因之一，其中21-三體、18-三體、13-三體及性染色體非整倍體（sex chromosomal aneuploidy，SCA）是胎兒染色體非整倍體的主要類型，占所有染色體疾病的80%～90%[1]。傳統的產前篩查雖具有一定的篩查價值，但存在一定比例的假陽性與假陰性。無創(chuàng)產前基因檢測（non-invasive prenatal testing，NIPT）是采用新一代高通量測序技術，利用孕婦外周血中的游離胎兒DNA進行胎兒常見染色體非整倍體篩查，是近年來快速發(fā)展起來的安全、高效、易于推廣的產前篩查新方式，明顯提高了染色體疾病產前篩查的靈敏度和特異度[2-3]。已有大量研究表明NIPT針對胎兒非整倍體的篩查效率明顯高于傳統的血清學篩查方式[4-5]，但仍存在一定的假陽性和假陰性，因此目前僅可作為產前篩查方法，尚不能作為產前診斷的方法。

本研究回顧性分析了因NIPT高風險在河北省人民醫(yī)院生殖遺傳科行產前診斷患者的檢測結果及妊娠選擇，計算NIPT篩查胎兒染色體非整倍體及微缺失、微重復的陽性預測值（positive predictive value，PPV），并初步探討孕婦對于SCA及染色體微缺失、微重復胎兒的妊娠選擇，以期為臨床遺傳咨詢及處理提供更多參考。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2014-01-01至2018-12-31就診于河北省人民醫(yī)院生殖遺傳科，因無創(chuàng)產前篩查提示胎兒21、18、13、性染色體、其他染色體三體非整倍體高風險以及胎兒染色體拷貝數變異（copy number variations，CNVs）高風險而需要進行產前診斷的孕婦為研究對象。孕婦年齡18～47歲，孕周18～28+3周。所有孕婦無產前診斷穿刺禁忌證，產后（引產后）接受電話隨訪，均簽署產前診斷知情同意書。本研究通過了河北省人民醫(yī)院倫理委員會的審核。

1.2 產前診斷 根據孕周的不同分別抽取羊水或臍血行胎兒染色體核型分析和染色體微陣列分析（CMA）檢測，檢測方案、技術利弊由咨詢醫(yī)師詳細告知，孕婦知情選擇。

1.3 統計學方法 使用SPSS 22.0軟件進行統計分析，計數資料以相對數表示，組間比較采用χ2檢驗。以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 胎兒染色體非整倍體異常類型及構成比 NIPT提示染色體非整倍體高風險447例，其中21-三體高風險210例，18-三體高風險66例，13-三體高風險32例，SCA高風險122例，其他類型三體17例；經染色體核型分析確認21-三體174例、18-三體34例、13-三體4例、SCA 62例、其他類型三體1例，詳見表1。

表1 胎兒染色體非整倍體的異常類型及其陽性預測值Table 1 Types and positive predictive values of fetal chromosomal aneuploidies

2.2 胎兒SCA異常類型及構成比 經染色體核型分析確認SCA 62例，其中45，X 1例（1.56%）、47，XXX 11例（17.74%）、47，XXY 32例（51.62%）、47，XYY 10例（16.13%）、嵌合型8例（12.90%）。胎兒SCA異常類型見表2。余60例SCA高風險胎兒中1例染色體為46，XN，? del（X）q（11），引產；1例染色體為46，XN，add（X8），失訪；2例染色體核型正常，因胎兒超聲異常引產；2例核型正常失訪；54例核型正常分娩，發(fā)育正常。

表2 胎兒SCA異常類型Table 2 Types and composition of fetal sex chromosome aneuploidies

2.3 胎兒SNVs結果 NIPT提示CNVs高風險的胎兒81例，均行染色體核型分析及CMA檢測，其中53例染色體核型及CMA均正常，11例染色體核型及CMA均有異常，17例染色體核型正常、CMA異常。CMA發(fā)現胎兒CNVs28例（PPV為34.57%），有明確致病意義者占24.69%（20例）。胎兒染色體核型和CMA異常結果及父母染色體結果見表3。

表3 胎兒染色體核型和CMA異常結果及父母染色體結果Table 3 Fetal chromosomal abnormalities and parental chromosome results detected by karyotype analysis and chromosomal microarray analysis and pregnancy outcome

2.4 <35歲人群和≥35歲人群產前診斷結果異常率比較 本研究<35歲孕婦303例，經產前診斷明確結果異常者147例，異常率為48.51%（147/303），其中以21-三體占比最多，為53.74%（79/147）；≥35歲孕婦225例，經產前診斷明確結果異常者158例，異常率為70.22%（158/225），其中21-三體占比最多，為60.13%（95/158）。<35歲人群和≥35歲人群產前診斷結果異常率比較，差異有統計學意義（χ2=24.938，P<0.05）。

2.5 隨訪情況

2.5.1 胎兒染色體21-三體高風險隨訪情況 1例確診胎兒為21-三體的家屬拒絕隨訪；1例抽完羊水3 d后胎死宮內，核型確診為21-三體；2例核型為46，XN，+21（der）（21；21）（q10；q10），引產；1例核型為47，XN，inv（9）（p12；q13），+21，引產；1例核型為46，XN，der（4；21）（p10；q10），+21，引產；8例核型為21-三體嵌合，均引產；1例核型為46，XN，15ps+，del（21）（q22.3），引產；1例核型為45，XN，?Der（18t）（18；21）（p11；q10），-21，女嬰，發(fā)育良好；1例核型正常，女嬰，右耳小耳畸形，沒有耳道，余發(fā)育未見異常。余確診為21-三體的胎兒均引產。

2.5.2 胎兒染色體18-三體高風險隨訪情況 4例核型為47，XN，+18，引產后查看外觀，1例右足內翻、頸后厚，1例六指，1例外觀青紫，1例外耳形態(tài)異常；1例18-三體嵌合，引產。余確診為18-三體的胎兒均引產。

2.5.3 胎兒染色體13-三體高風險隨訪情況 1例核型為47，Xn，+13，引產1例女嬰，唇裂；1例核型為47，XN，+13[7]/46，XN[93]，女嬰，發(fā)育正常。余確診為13-三體的胎兒均引產。

2.5.4 SCA高風險隨訪情況 62例確診為胎兒SCA，其中13例選擇繼續(xù)妊娠，包括低比例嵌合3例和1例47，XXX，[46]/46，XX[4]，12例嬰兒分娩后發(fā)育良好，1例嬰兒因早產肺發(fā)育不良夭折；4例失訪。其他胎兒均引產。

2.5.5 胎兒染色體其他類型三體高風險隨訪情況 1例胎兒核型為47，XN，+mar[80]/46，XN[20]，引產。其他胎兒核型均正常，1例胎兒因超聲異常引產，1例胎兒因基因異常引產，1例失訪，1例因母親妊高征剖宮產1例女嬰，分娩后肺不張，2 d后夭折。余12例正常分娩，發(fā)育正常。

2.5.6 染色體拷貝數變異高風險隨訪情況 胎兒染色體核型及CMA均有異常者共11例，其中1例出生，目前發(fā)育良好，余10例引產；胎兒染色體核型正常、CMA異常者17例，這17例中染色體拷貝數變異臨床意義不明確/未見致病報道的有8例，7例選擇繼續(xù)妊娠，其中1例嬰兒具體情況未告知，其余6例嬰兒無明顯智力發(fā)育落后。

3 討論

3.1 NIPT篩查胎兒染色體非整倍體的PPV及孕婦對SCA胎兒的妊娠選擇 本研究發(fā)現，NIPT高風險的孕婦進一步行產前診斷的PPV分別為21-三體82.86%、18-三體51.52%、13-三體12.5%、其他類型三體5.88%。PETERSEN等[6]對712例樣本進行了檢測，結果顯示NIPT對于21-三體、18-三體及13-三體的PPV分別為84%、76%及45%。CHEN等[7]研究發(fā)現NIPT對于21-三體、18-三體及13-三體的PPV分別為79.24%、54.84%及13.79%。HU等[8]研究發(fā)現NIPT對21-三體、18-三體、13-三體的PPV分別為80%、60%和14.28%。既往研究報道，21-三體的PPV為65%～94%，18-三體的PPV為47%～85%，13-三體的PPV為12%～62%[9-11]。本研究與以上文獻報道結果差異不大。13-三體、其他類型三體數據相對較少，各文獻報道差異較大。

SCA在新生兒中的發(fā)生率為1/1 200～1/400，胎兒期的發(fā)生率高達1/435[12]，常見的SCA類型有性染色體單體（45，X）、性染色體三體（47，XXX、47，XXY及47，XYY）、其他非整倍體及各種形式的嵌合型性染色體異常[13]。但NIPT對于SCA檢測的準確性一直備受爭議。PETERSEN等[6]在712例樣本檢測中，NIPT對 于45，X、47，XXX及 47，XXY的 PPV分別為26%、50%及87%。WANG等[14]檢測109例樣本后發(fā)現NIPT對于SCA的PPV僅為38%（6/16）。熊詩詣等[15]從35 827例患者的研究中證實，NIPT對于 SCA的 PPV為 48.5%（32/66）。ZHANG等[16]對10 275例樣本的研究中發(fā)現，NIPT對于SCA的PPV為54.54%（18/33）。PORRECO等[17]研究證實，NIPT對于SCA的PPV為48.4%。本研究對528例NIPT陽性樣本進行研究，結果顯示NIPT對于SCA的PPV為50.86%（64/122），與熊詩詣等[15]、ZHANG 等[16]、PORRECO等[17]的結果更為接近，且47，XXY較其他染色體核型多見，占51.62%（32/62），熊詩詣等[15]的研究也證實，SCA中47，XXY占46.9%（15/32）。

SCA患者表型具有多樣性，部分患者終生沒有異常表型，如47，XXX及47，XYY[14]。有些表型非常輕微，臨床預后相對較好，可表現為身高發(fā)育異常、器官結構異常、行為異常、發(fā)育落后、第二性征發(fā)育不良等[6]。本研究中62例確診為胎兒SCA的孕婦中，核型為47，XXX者2例、47，XXY者4例、47，XYY者3例（其中1例孕7個月早產，因肺發(fā)育不良夭折）、低比例嵌合3例、47，XXX，[46]/46，XX[4]1例均選擇繼續(xù)妊娠，49例選擇終止妊娠，總體繼續(xù)妊娠率為20.97%（13/62）。而SO等[18]在針對香港399例胎兒SCA病例研究中發(fā)現，一半以上的孕婦選擇了終止妊娠（總體終止妊娠率為55.6%）。熊詩詣等[15]的研究顯示，NIPT篩查胎兒為SCA的孕婦有50%能夠接受這一結果（總體繼續(xù)妊娠率為50%）。本研究中確診胎兒為SCA的孕婦中，20.97%選擇繼續(xù)妊娠，明顯低于熊詩詣等[15]及SO等[18]報道的40%～50%的總體繼續(xù)妊娠率，前一研究所在地區(qū)為上海，后一研究所在地區(qū)為香港，上海和香港地區(qū)經濟水平較高，孕婦及其家屬受教育程度較高，對疾病的認識和接受程度也較高，所以考慮以上研究的總體繼續(xù)妊娠率較高可能與這些因素有關。本研究選擇繼續(xù)妊娠的孕婦平均年齡為31.5歲，其中1例孕婦44歲，有多次不良孕產史，因胎兒畸形引產1次，曾分娩2例嬰兒，分別因早產及急性肝炎夭折；1例孕婦37歲，夫婦雙方為再婚，再婚后自然流產1次，異位妊娠1次；余11例孕婦無特殊情況。部分選擇繼續(xù)妊娠的原因可能與年齡、多次不良孕產史、一些特殊情況有關，亦有一部分孕婦及家屬選擇無條件地接受嬰兒。

3.2 NIPT篩查胎兒CNVs的PPV及孕婦對CNVs胎兒的妊娠選擇 染色體微缺失、微重復是由亞顯微結構的染色體缺失或重復導致正常基因失衡的一種染色體疾病，是胎兒出生缺陷的又一重要遺傳因素[19]，約占所有遺傳性疾病的15%[20]。其臨床表現復雜多變，存在胎兒發(fā)育遲緩、智力低下、內臟器官及外部表型多發(fā)畸形等臨床癥狀，因較少涉及致死基因常出生后死亡率不高可長期殘疾存活，給社會及家庭帶來沉重的負擔，值得出生缺陷防控工作者予以重視。傳統的核型分析是診斷染色體大片段及數目異常的金標準，但較難分辨5 Mbp以下的染色體變異，并且核型分析還受技術人員的主觀判斷能力影響。CMA技術是新近發(fā)展起來的分子檢測技術，可在全基因組水平進行掃描，對檢測染色體非平衡異常具有突出優(yōu)勢，已成為現階段檢測CNVs的主要技術。本研究中NIPT提示CNVs高風險的胎兒81例，其中11例染色體核型及CMA均有異常，17例染色體核型正常、CMA異常，CMA檢測的PPV為34.57%（28/81），其中CMA有明確致病意義者20例，占24.69%。姜楠等[21]對NIPT樣本中CNVs高風險的52例孕婦行CMA，共檢出與NIPT結果較一致的拷貝數變異15例，PPV達28.85%。HU等[8]對NIPT提示CNVs高風險的孕婦進行驗證，PPV為36.11%。CHEN等[7]對NIPT提示CNVs高風險的孕婦進行驗證，PPV為28.99%。譚玲瓏等[22]對NIPT樣本中CNVs高風險的114例孕婦進行驗證，PPV為32.46%。本研究結果與以上結果一致。本研究中11例胎兒染色體核型及CMA均有異常，其中1例出生，其核型為46，XN，dup（15）（q21.2q22.2），芯片15q21.2q22.2 12 Mb重復，已有小于該片段重復與腦積水、小頭畸形、全面發(fā)育遲緩等臨床表型相關的病例報道，目前嬰兒發(fā)育良好。引產的10例中，1例核型為46，XN，add（21）（p10），芯片為10p15.3p12.1×3，26.62 Mb重復，孕婦核型為46，XX，t（10；21）（p10；q10）；1 例核型為 46，XN，del（5）（p13.2p15.3）， 芯 片 5p15.33p13.2×1 35.7 Mb缺失，5q34q35.3×3 15.2 Mb重復（貓叫綜合征），孕婦核型正常，男方核型46，XY，inv（5）（p13.2q34）。從上述結果分析，父母一方染色體存在平衡易位或臂間倒位時，胎兒的染色體易發(fā)生大片段和/或小片段的缺失/重復；核型結果和芯片結果可能存在不一致，本研究中1例核型為21號染色體重復，芯片為10號染色體微重復；芯片不能檢測低比例的嵌合，本研究中核型為 45，XN，-18[42]/46，Xn，i（18）p10[4]/46，Xn，i（18）q10[1]，芯片只檢測到18號染色體的微缺失，有文獻報道稱 CMA 不能檢測<10%的低比例嵌合體[23]，本研究也能證實這點；芯片檢測不到拷貝數正常的染色體的平衡易位和臂間倒位，本研究中核型為46，XN，del（2）（p25p24），del（2）（p22p21），inv9（q12q13），芯片只檢測到2號染色體的微缺失。

本研究中，胎兒染色體核型正常、芯片異常者17例，這17例中有8例的芯片臨床意義不明確/未見致病報道，占9.88%（8/81）。蔣宇林等[24]研究發(fā)現CMA檢測臨床意義未明 CNVs占被檢總病例數的15.3%。本研究芯片臨床意義不明確的孕婦中1例失訪、7例選擇繼續(xù)妊娠。其中1例16號染色體存在2.8 Mb的缺失，分娩1例男嬰，嬰兒具體情況未告知；1例18號染色體存在866.4 Kb的重復，分娩1例女嬰，雙手為六指，余發(fā)育未見異常；余5例嬰兒發(fā)育正常。本研究結果提示，CMA結果臨床意義不明確或未見致病報道，選擇繼續(xù)妊娠者，除了1例嬰兒具體情況未告知，其余嬰兒無明顯智力發(fā)育落后，并需要長時間隨訪。所以，對于臨床意義未明的CNVs，遺傳咨詢醫(yī)師無法給出孕婦及家屬一個非常明確的答復，這也是CMA的一個弊端。

3.3 <35歲人群和≥35歲人群產前診斷結果異常率分析 本研究對年齡進行了分組，≥35歲NIPT篩查高風險的患者經產前診斷明確結果異常的比例明顯高于<35歲人群。育齡婦女隨著年齡的增長，卵子的質量逐年下降，由于本身或外界因素的影響導致染色體畸變和基因突變的機會增多，更容易生育有缺陷的患兒。

3.4 染色體核型/芯片正常胎兒的妊娠結局 在隨訪中發(fā)現經產前診斷確認染色體核型/芯片正常的病例中，1例分娩后發(fā)現右耳小耳畸形，沒有耳道，考慮先天發(fā)育異常；1例孕38周因妊高征剖宮產1例女嬰，分娩后肺不張，2 d后夭折；1例因法洛四聯征引產；1例產前超聲提示頸項皺褶厚度較厚、羊水過少、雙腎實質回聲增強、下腹部回聲增強，引產；1例孕29周早產1例男嬰，分娩后呼吸窘迫，腹脹，50 d后夭折；1例嬰兒夭折，具體原因未告知。雖然胎兒的染色體正常，分娩后可能會存在自身發(fā)育異常，也可能會因為早產并發(fā)癥夭折。

總之，本研究獲得了真實的NIPT篩查染色體非整倍體的PPV數據，并初步探討孕婦對于SCA及染色體微缺失、微重復胎兒的妊娠選擇，為臨床遺傳咨詢及處理提供了更多的參考。本研究的局限性在于NIPT在篩查染色體微缺失、微重復中收集的病例數相對偏少，得出的結論還有待進一步收集資料進行確認，以增加結論的可信度。此外，CMA也存在局限性。因此，建議產前篩查提示染色體存在可疑異常（染色體偏多/偏少/微缺失/微重復）時，要同時行染色體核型分析及CMA檢查，以便發(fā)現染色體倒位、平衡易位、低比例嵌合以及某些形態(tài)上的異常，提高胎兒染色體異常的檢出率。

本研究局限性：

無創(chuàng)產前基因檢測（NIPT）在篩查染色體微缺失、微重復中收集的病例數相對偏少，在今后的研究中本課題組將增加染色體微缺失、微重復的病例數，為孕婦及家屬對于妊娠的選擇提供更多的參考。

作者貢獻：羅艷進行文章的構思與設計，文章的可行性分析，文獻/資料收集、整理，撰寫論文；崔志強進行數據質控及統計學分析；羅艷、趙兵依、李亞麗進行論文的修訂、英文的修訂；孫艷美、田海深、張艷賞進行數據整理；高健、崔志強負責文章的質量控制及審校，對文章監(jiān)督管理。

本文無利益沖突。