腎缺如胎兒的遺傳學病因及妊娠結局分析

陳 菲，袁婷婷,2，陳 敏，謝亦農，李 南，翦 薇，劉 予，李志華

(1.廣州醫(yī)科大學附屬第三醫(yī)院婦產科，廣東省產科重大疾病重點實驗室，廣東省普通高校生殖與遺傳重點實驗室，廣東 廣州 510150；2.南陽市中心醫(yī)院婦產科，河南 南陽 473005)

先天性泌尿系統(tǒng)疾病(congenital anomalies of the kidney and urinary tract，CAKUT)發(fā)病率約為0.3%～0.6%，約占所有先天性疾病的21%[1]。CAKUT的臨床表型主要包括腎臟結構和位置異常、腎臟囊性病變、泌尿系統(tǒng)梗阻性相關病變、下尿路異常(如尿道下裂等)及泌尿系統(tǒng)異常相關的遺傳綜合征等。腎缺如是因腎臟發(fā)育不完全造成的先天性疾病，可單側或雙側同時缺失；在活產嬰兒中單側腎缺如的發(fā)病率為1‰，雙側腎缺如的發(fā)病率為0.3‰。本文通過研究腎缺如胎兒的影像學診斷、遺傳學病因及相關預后，旨在更好地為臨床指導和遺傳咨詢提供依據。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選取2014年1月至2020年6月于廣州醫(yī)科大學附屬第三醫(yī)院產前超聲診斷出腎缺如的141例胎兒，分析其中行侵入性產前診斷的32例病例的遺傳學檢測結果。入選者孕婦年齡在19～44歲之間，平均年齡(31.5±12.5)歲；孕周為16～32周，平均孕周(24±8)周。

1.2 儀器與方法

超聲檢查：每位孕婦均簽署知情同意書，孕婦取仰臥位，經腹對胎兒進行常規(guī)超聲掃查(美國GE Voluson E8彩色多普勒超聲診斷儀，腹部容積探頭，探頭頻率為2.0～5.0 MHz)，測量胎兒各項生理指標，包括雙頂徑、頭圍、腹圍、股骨長等，常規(guī)探查胎兒每個系統(tǒng)結構，同時觀察羊水、臍動脈血流頻譜等有無異常。腎臟位于胎兒脊柱兩側，胃泡水平以下，呈蠶豆狀，回聲較鄰近的腸管及肝臟低。按常規(guī)取腎臟的橫切面、冠狀切面和矢狀切面圖像，取冠狀切面時可應用彩色多普勒顯示腎臟的腎動脈與腎靜脈。輸尿管一般情況下不可見，但當其異常擴張時超聲可顯示。泌尿系統(tǒng)異常時羊水量是一個重要的觀察指標，嚴重泌尿系統(tǒng)異常時常伴羊水量的減少。泌尿系統(tǒng)異常除了檢查上述內容同時還需觀察腎臟的形態(tài)、回聲強度、內部結構情況等。

染色體微陣列分析(chromosomal microarray analysis，CMA)檢測：采用美國Affymetrix公司CytoSean750k芯片，按照標準實驗操作流程進行DNA樣本提取、消化、連接、PCR 擴增、純化、標記、芯片雜交、洗滌、染色及掃描并進行數據分析。依據美國醫(yī)學遺傳學與基因組學學會(ACMG)指南將數據的臨床意義解讀分為三類[2]：良性染色體拷貝數變異(copy number variations，CNVs)、致病性CNVs、臨床意義不明CNVs，結果判讀參考DECIPHER、ClinGen、OMIM、UCSC、DGV等數據庫。同時抽取父母外周血進行親代驗證等。

全外顯子組測序(whole exome sequencing,WES)：按照標準實驗操作流程進行DNA提取，使用Agilent SureSelect Human All Exon V5/V6 試劑盒構建DNA文庫，在HiSeq X Ten平臺(Illumina,San Diego,California)進行高通量測序。有效測序數據通過Burrows-Wheeler Aligner軟件與人類參考基因組hg19進行比對，得出比對結果。通過GATK軟件識別變異位點，按照最小等位基因頻率進行變異位點的篩選。利用ANNOVAR軟件進行注釋；依據ACMG/AMP等發(fā)布的國際標準對變異進行五分類：致病、可能致病、臨床意義不明確、可能良性、良性[3]。

1.3 診斷標準

腎臟缺如：超聲表現為脊柱一側或兩側腎窩內無腎臟回聲，且腎上腺呈“平臥征”，患側腎動脈不顯示。雙側腎缺如通常會有羊水過少及膀胱不顯示。

1.4 隨訪

對所有病例進行追蹤隨訪，妊娠結局分為活產、自然流產、胎死宮內、引產、新生兒死亡。收集的數據包括分娩方式、是否同時合并其他系統(tǒng)異常、出生后生長發(fā)育情況、產后超聲檢查結果、是否行手術治療及手術效果等。

2 結果

2.1 產前超聲結果

141例腎缺如胎兒中，35例合并有羊水量異常，98例為單發(fā)，43例合并其他系統(tǒng)異常，其中以心血管系統(tǒng)(18例)和肢體骨骼異常(16例)最為常見。

2.2 腎缺如胎兒的CMA分析結果

本研究對29例腎缺如胎兒進行了CMA分析，結果顯示2例為非整倍體，分別為18-三體綜合征、15-三體綜合征，且均合并其它系統(tǒng)異常；3例含有致病性CNVs，包括1例染色體22q11.2缺失綜合征，1例染色體2q21.2q32.1區(qū)域重復，1例染色體20p13p11.1區(qū)域重復；此外，還有2例CMA結果為臨床意義不明CNVs，詳見表1。

2.3 腎缺如胎兒的WES檢測結果

有3例雙腎缺如胎兒因合并多發(fā)畸形選擇行WES檢測(其中1例同時行CMA檢測，CMA結果為陰性)，WES結果顯示均存在基因變異，其中1例為致病變異，1例為可疑致病變異，1例為臨床意義不確定變異，詳見表2。

表1 基因芯片檢測陽性的腎缺如胎兒病例情況 Table 1 Cases of fetal renal agenesis with positive gene chip detection

表2 WES檢測陽性的腎缺如胎兒病例情況Table 2 Cases of fetal renal agenesis with positive WES test

2.4 腎缺如胎兒的妊娠結局

對所有病例進行追蹤隨訪，其妊娠結局如下：自然分娩或剖宮產65例，人工終止妊娠65例，胎死宮內3例，產后死亡1例，失訪7例。人工終止妊娠的65例病例中，有36例合并其它系統(tǒng)異常，25例為雙腎缺如。產后死亡病例為單絨毛膜雙羊膜囊雙胎之一，右腎缺如，無羊水，產前出現兩胎體重相差30%，診斷為雙胎輸血綜合征Ⅳ期，胎兒32周早產，出生后一周內死亡。出生的65例病例中，2例患兒出生后復查超聲提示為異位腎；18例復查超聲同產前；余45例出生后未行泌尿系統(tǒng)相關檢查，但出生后生長發(fā)育均正常。無遺傳學異常的孤立性單側腎缺如胎兒預后不良的概率為4.41%(3/68)。

3 討論

3.1 腎缺如胎兒的CMA檢測分析

本研究中，我們對29例腎缺如胎兒進行了CMA分析，2例為染色體數目異常(非整倍體)，超聲檢查均合并其它系統(tǒng)畸形。Delmas等人[4]在109例孤立的單側腎缺如胎兒中未檢測到非整倍體異常病例，僅發(fā)現3例合并其它系統(tǒng)畸形的胎兒為非整倍體異常。本研究單純的腎缺如病例中未發(fā)現染色體核型異常。

CMA在臨床應用中越來越廣泛，不但可以檢測出染色體非整倍體異常，還能檢測出基因的微重復和微缺失。本研究29例CMA分析樣本中，3例含有致病性CNVs，包括1例染色體22q11.2缺失綜合癥，1例染色體2q21.2q32.1區(qū)域重復，1例染色體20p13p11.1區(qū)域重復。22q11.2缺失綜合征在泌尿系統(tǒng)異常病例中較為常見，如腎積水、腎缺如、馬蹄腎等病例中均有報道，研究表明超過90%的先證者為新發(fā)突變[5]。22q11.2微缺失綜合征可涉及多個系統(tǒng)及器官病變，臨床表型最常見為心臟畸形、腭裂、免疫缺陷、生長發(fā)育遲緩，其它表型如腎臟發(fā)育異常、面部異常和中樞神經系統(tǒng)異常等;而泌尿生殖系統(tǒng)異常多表現為雙側或單側腎臟發(fā)育不全、重復腎、腎臟囊性病變、腎積水、尿道下裂等。22q11.2微缺失綜合征中最重要的致病基因主要為轉錄因子TBX1基因的缺失或突變，而TBX1基因的缺失或突變是22q11.2微缺失綜合征患者中腎臟出現異常的主要決定因素[6-7]。我們檢出的致病性CNVs中另2例為非綜合征致病性片段，分別是2q21.2q32.1重復、20p13p11.1重復。DECIPHER、ClinGen、OMIM等數據庫均未報道上述CNVs導致泌尿系統(tǒng)異常表型，本研究豐富了該疾病的臨床表型譜。

3.2 腎缺如胎兒的WES檢測分析

目前已確定的約有40種單基因異?？芍旅谀蛳到y(tǒng)異常(25種顯性遺傳和15種隱性遺傳)，約有18%的泌尿系統(tǒng)異常是由這些確定的單基因突變所導致的[8]。本研究中較為明確致病的基因為ACE，該基因是已知較為明確的泌尿系統(tǒng)異常致病基因，ACE基因與腎小管發(fā)育不良相關，腎小管發(fā)育不良是由腎素—血管緊張素—醛固酮系統(tǒng)基因失活突變導致的一種罕見且致命的疾病，為常染色體隱性遺傳，而ACE基因突變占比約64.6%[9]。朱葉芳等[10]分析了國內外ACE基因導致腎小管發(fā)育不良的37個家系。本研究中ACE基因為c.2593G>A和c.2708C>T的復合雜合變異，補充了新的ACE基因復合雜合突變位點，同時擴展了對已知遺傳疾病臨床表型的了解。

3.3 腎缺如的預后分析

本研究隨訪發(fā)現選擇人工終止妊娠共65例，其中36例合并其它系統(tǒng)異常，25例為雙腎缺如，提示在臨床中合并其它系統(tǒng)畸形或雙腎缺如是孕婦及家屬決定終止妊娠的重要因素。雙腎缺如胎兒為致死性畸形，一旦確診應盡早終止妊娠。單側腎缺如胎兒的預后則取決于對側腎臟的功能是否正常，是否合并其它系統(tǒng)異常，若不合并其它嚴重畸形且對側腎臟功能無異常，出生后預后多較好。

對于遺傳學檢測異常的活產病例中，檢測結果為致病性的病例均已引產，CMA檢測結果為不明意義CNVs的患兒生長發(fā)育均正常。因此，隨著CMA的逐漸普及和全基因組測序的開展，在我們對基因變異的解讀存在不確定性的情況下，胎兒是否必須引產，需充分與孕婦及家屬溝通，避免不必要的引產。綜上所述，孤立性單側腎缺如胎兒不良妊娠率較低，預后較好，產后一般可正常生活。