染色體微陣列及核型分析在鼻骨發(fā)育異常胎兒產(chǎn)前診斷中的價值

黎 昱,宋婷婷,鄭 嬌,徐 盈,李 佳,楊 紅

(空軍軍醫(yī)大學第一附屬醫(yī)院婦產(chǎn)科,西安 710032；*通訊作者,E-mail:yanghongfck@163.com)

隨著超聲技術的發(fā)展和產(chǎn)前診斷技術的普及，在孕早期(11～13+6周)以及孕中期(18～24周)的檢查中，胎兒的鼻骨測量已經(jīng)成為常規(guī)篩查項目[1]。美國婦產(chǎn)科醫(yī)師學會(ACOG)在2016年發(fā)布的胎兒染色體非整倍體篩查指南中也建議應當將鼻骨發(fā)育不良或缺失作為胎兒染色體非整倍體篩查的有效軟指標[2]，建議對這些胎兒進行更為詳細的超聲檢查和進一步的產(chǎn)前診斷及遺傳咨詢。隨著染色體微陣列技術的廣泛普及，在鼻骨發(fā)育異常的胎兒中也有微重復和微缺失病例的發(fā)現(xiàn)[3,4]。

本研究對因鼻骨發(fā)育異常的261例病例同時進行染色體常規(guī)G顯帶核型分析和染色體微陣列分析，旨在探討胎兒鼻骨發(fā)育異常與染色體異常之間的關系，為該類患者提供產(chǎn)前診斷策略及臨床處理路徑。

1 對象與方法

1.1 對象

收集2015年1月至2021年11月在空軍軍醫(yī)大學第一附屬醫(yī)院婦產(chǎn)科因胎兒鼻骨發(fā)育異常進行遺傳咨詢，并接受羊膜腔穿刺技術進行介入性產(chǎn)前診斷的261例孕婦資料。孕婦年齡21～46歲[平均年齡(30.7±5.20)歲]，孕周22～32+3周，所有孕婦均進行遺傳咨詢，簽署知情同意書后進行介入性產(chǎn)前診斷，進行染色體核型分析及染色體微陣列檢測。鼻骨發(fā)育異常的納入標準如下：①鼻骨缺如：胎兒矢狀面、橫切面單側(cè)或雙側(cè)鼻骨未顯示，3D/4D骨骼模式鼻骨區(qū)空虛，單側(cè)或雙側(cè)鼻骨不顯示；②鼻骨發(fā)育不良：胎兒矢狀切面顯示單側(cè)或雙兩側(cè)鼻骨小于同孕周正常值-2.5SD。本研究通過西京醫(yī)院倫理委員會批準，所有患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器

超聲儀(美國GE Voluson 730及GE Voluson E6經(jīng)腹部超聲檢查，探頭輸出頻率為2.5～5 MHz)，羊膜腔穿刺引導用超聲儀(美國Acuson Sequia-512彩色超聲儀，探頭頻率2.5～5 MHz)，SNP7G CMA檢測平臺(美國Affymetrix公司)。

1.3 方法

1.3.1 介入性產(chǎn)前診斷 對鼻骨發(fā)育異常的孕婦進行遺傳咨詢并簽署知情同意書，常規(guī)消毒后超聲引導下經(jīng)腹抽取羊水30 ml進行染色體核型分析及染色體微陣列分析(chromosomal microarray analysis, CMA)。

1.3.2 染色體核型分析 羊水細胞及絨毛組織進行培養(yǎng)、收獲、制片、消化及染色等步驟后進行常規(guī)G顯帶分析。每份標本至少計數(shù)20個分裂相，分析5～10個核型，核型異常時增加計數(shù)。

1.3.3 染色體微陣列分析 染色體微陣列分析樣本的DNA提取按照Qiagen試劑盒(QIAamp DNA Blood MiniKit)操作說明書進行。DNA樣本與Affymetrix公司的CytoScan 750k芯片雜交，按照廠家的標準操作說明進行。AffymetrixCytoScan 750k芯片掃描獲得的數(shù)據(jù)用ChAS軟件(Chrosome Analysis Suite)進行分析，對包含50個以上連續(xù)探針的缺失、重復及10 Mb以上的雜合性缺失(loss of heterozygosity, LOH)片段進行分析。通過與DGV、DECIPHER、OMIM、CAGdb、ISCA、UCSC、Clin Gen Dosage Sensitivity Map、PubMed等公共數(shù)據(jù)庫進行比對分析及參考文獻的檢索，判斷所檢出拷貝數(shù)變異(copy number variations, CNVs)的性質(zhì)，進行結果判讀。

1.3.4 隨訪 所有就診孕婦均詳細記錄孕周、超聲檢查結果，電話隨訪妊娠結局及新生兒情況。

2 結果

2.1 鼻骨發(fā)育異常胎兒的染色體異常結果

261例胎兒樣本全部檢測成功。染色體核型分析共檢出染色體異常23例(21三體22例，性染色體異常1例)，染色體微陣列分析共檢出染色體異常31例(21三體22例，性染色體異常1例，染色體微缺失5例，染色體微重復3例)，具體結果見表1。

2.2 孤立性與非孤立性鼻骨發(fā)育異常胎兒染色體異常結果

261例樣本中，鼻骨發(fā)育異常胎兒中110例(42.1%)鼻骨發(fā)育不良，151例(57.9%)鼻骨缺如。單純鼻骨發(fā)育不良58例，檢出致病性染色體異常3例(5.2%)，包括21-三體1例，染色體微缺失1例，染色體微重復1例。鼻骨發(fā)育不良合并其他超聲異常52例，檢出致病性染色體異常7例(13.5%)，包括21-三體4例，染色體微缺失3例。單純鼻骨缺如80例，檢出致病性染色體異常4例(5.00%)，包括21-三體1例，性染色體異常1例，染色體微重復2例；鼻骨缺如合并其他超聲異常71例，檢出致病性染色體異常17例(23.9%)，包括21-三體16例(16.7%)，染色體微缺失1例(見表2)。

2.3 隨訪結果

31例檢出明確致病性異常胎兒進行充分的遺傳咨詢后，孕婦均選擇引產(chǎn)。230例未檢出以上異常的胎兒中3例因發(fā)育異常引產(chǎn)，223例出生半年內(nèi)隨訪未見明顯異常，4例失訪。

表1 261例鼻骨發(fā)育異常胎兒中致病性染色體異常結果Table 1 The result of pathogenic chromosome abnormalities in 261 fetus with abnormal nasal bone development

表2 孤立性與非孤立性鼻骨發(fā)育異常胎兒染色體異常發(fā)生率 例(%)Table 2 Incidence of chromosomal abnormalities in second-trimester fetuses with isolated and non-isolated nasal bone abnormalities cases(%)

3 討論

胎兒鼻骨發(fā)育異常已經(jīng)被證實是染色體異常的重要指標，在21-三體綜合征、18-三體綜合征、13-三體綜合征及Turner’s患兒中鼻骨缺如的發(fā)生率為66.9%，51.7%，31.8%及8.8%[5]，且鼻骨缺如在其他染色體異?；純褐幸灿休^高的發(fā)生率，約為8.3%[6]。有文獻指出，超聲檢測鼻骨長度(NB)、胎兒頸項透明層厚度(NT)聯(lián)合游離人絨毛膜促性腺激素(F-βhCG)、抑制素A(INH-A)檢測，可以提高唐氏綜合征產(chǎn)前篩查的檢出率[7]。

病例2胎兒15號染色體15q11.2區(qū)域有約788 kb的缺失，該區(qū)域包含TUBGCP5、CYFIP1、NIPA2、NIPA1等4個在線人類孟德爾遺傳(online mendelian inheritance in man, OMIM)基因，該區(qū)域的缺失具有不完全外顯率，患者可能無明顯臨床表現(xiàn)，也可能有智力偏低、發(fā)育遲緩、先天性心臟病、注意力不集中多動癥等臨床表現(xiàn)。病例3胎兒17號染色體17q12區(qū)域有約1.84 Mb的重復，該重復區(qū)域包含HNF1B、LHX1、PIGW等20個OMIM基因，具有致病性，但該區(qū)域重復具有不完全外顯率[8,9]。病例4胎兒在4號染色體短臂有約15.6 Mb的缺失，該區(qū)域與Wolf-Hirschhorn綜合征(WHS)相關。WHS是由4號染色體短臂末端缺失引起的一種較為罕見的染色體病，也被稱為4p-綜合征，該綜合征患者具有典型面容：頭小且長、前額突出、短人中、小下頜等，嚴重的生長發(fā)育遲緩及智力低下、先天性心臟病、癲癇以及骨骼畸形等，由Wolf和Hirschhorn在1965年首次報道[10]。文獻報道，85%～90%的患者為新發(fā)突變，10%～15%為遺傳性突變，父母一方為表型正常的平衡易位的攜帶者，其中33%來自父方，67%來自母方[11]。胎兒父母進行外周血染色體檢查，核型未見異常，因此，病例4的胎兒應為新發(fā)突變。病例7胎兒在6號染色體短臂有約1.45 Mb的缺失，缺失位置為6號染色體短臂，該區(qū)域包含AARS2，SUPT3H，RUNX2等11個OMIM基因，其中RUNX2突變與顱骨鎖骨發(fā)育不全綜合征相關，該綜合征是一種罕見的全身骨骼發(fā)育不良疾病，為常染色體顯性遺傳，患者主要有顱縫增寬、前囟門閉合延遲、鎖骨發(fā)育不全、牙齒發(fā)育異常及身材矮小等臨床表現(xiàn)。人類RUNX2基因編碼1個499氨基酸長度的蛋白質(zhì)，該蛋白質(zhì)包含1個Q/A領域，1個矮域，和1個PST激活的C終端[12]。病例10胎兒在22號染色體長臂區(qū)域有約2.18 Mb的缺失，該缺失區(qū)域包含TBX1、COMT、PRODH、HIRA、RTN4R等41個OMIM基因，為典型的22q11.21微缺失綜合征，該區(qū)域缺失的患者多數(shù)伴有先天性心臟病、新生兒低鈣血癥、生長發(fā)育遲緩、智力偏低、免疫缺陷等臨床表現(xiàn)[13]。病例11胎兒17號染色體17短臂區(qū)域有約1.4 Mb的缺失，該區(qū)域包括COX10,PMP22,CDRT1等5個OMIM基因，其中PMP22基因雜合缺失可導致遺傳性壓力易感性周圍神經(jīng)病，臨床表現(xiàn)為急性反復發(fā)作的受壓部位周圍神經(jīng)病變，但該區(qū)域缺失的患者臨床表現(xiàn)不完全一致，患者可能無明顯臨床表現(xiàn)，也可能有腓骨麻痹、弓形足等臨床表現(xiàn)。病例12胎兒1號染色體長臂區(qū)域有約1.69 Mb的重復，包含CHD1L，F(xiàn)MO5，GJA5等11個OMIM基因，ClinGen數(shù)據(jù)庫亦有強證據(jù)支持包含GJA5基因的重復具有致病性，但該區(qū)域重復的患者臨床表現(xiàn)具有異質(zhì)性，且具有不完全外顯率，患者可能無明顯臨床表現(xiàn)，也可能有先天性心臟病、顱面部異常、語言發(fā)育遲緩、自閉癥等臨床表現(xiàn)[14]。后期通過電話隨訪，文中檢出致病性染色體異常的孕婦均選擇了引產(chǎn)。

通過本文統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，孤立性鼻骨發(fā)育異常胎兒的染色體異常率為5.1%(7/138)，當合并有其他超聲異常時，染色體核型異常率上升至為19.5%(9/40)，與研究結果一致[15]。常規(guī)的G顯帶核型分析一直作為染色體分析的“金標準”，具有能夠檢測較大片段的染色體畸變(>5 Mb)及低比例嵌合的優(yōu)勢，但對于較小片段的染色體結構異常檢出率較低。染色體微陣列分析結合了比較基因組雜交技術和單核苷酸多態(tài)性微陣列技術，能夠檢測染色體不平衡的拷貝數(shù)變異，尤其對于染色體組微小缺失、重復等不平衡重排具有檢出優(yōu)勢，但無法檢測染色體平衡易位，且對于低比例嵌合的檢出率較低[16]。因此，超聲鼻骨發(fā)育異常合并其他異常時建議羊水染色體核型分析及CMA檢測，可提高致病性染色體異常的檢出率。將染色體微陣列分析和染色體G顯帶核型分析在產(chǎn)前診斷中進行聯(lián)合應用，致病性染色體異常的檢出率要高于傳統(tǒng)的染色體核型分析。