單核苷酸多態(tài)性微陣列技術用于胎兒右位主動脈弓的產前診斷

李 萌 付華鈺 李 嬌 許涓涓 李 喬 林莉莉

廣西壯族自治區(qū)婦幼保健院(南寧，530001)

胎兒主動脈弓異常主要是因主動脈弓位置、大小或長度及其分支等異常，發(fā)病率1%～3%[1]，主動脈弓發(fā)育異常見的類型為右位主動脈弓(RAA)，發(fā)病率約為1/1000[2]。目前不論是產前篩查還是產后確診，都能對RAA及其分支異常進行診斷。本文聯(lián)合單核苷酸多態(tài)性微陣列(SNP array)技術和染色體核型分析對151例胎兒RAA孕婦進行產前診斷，探討胎兒 RAA與染色體異常的關系，并分析SNP array 在胎兒RAA產前診斷中的意義。

1 對象與方法

1.1 對象

2016年1月-2020年12月就診于本院,經超聲診斷為 RAA的胎兒151例納入本研究，妊娠時間≥17周，孕婦年齡20～43歲。經孕婦知情同意后，采集羊水或臍血樣本進行遺傳學分析，所有樣本均進行了SNP array檢測。

1.2 檢測方法

1.2.1染色體核型分析孕婦知情并簽署同意書后，孕17～22周者經腹羊膜腔穿刺術抽取羊水30ml，其中20 ml用于染色體核型分析；對于孕>22周者經皮臍靜脈穿刺獲取1～2 ml臍帶血，0.5 ml用于染色體核型分析。每份標本計數(shù)至少20個分裂相，分析至少5個核型，若出現(xiàn)嵌合體，計數(shù)分析至100個分裂相。參照人類遺傳學國際命名體制(ISCN 2016)對染色體核型命名。

1.2.2SNParray檢測孕婦知情并簽署同意書后，穿刺獲取胎兒的羊水或臍帶血樣本。采用廈門致善的Lab-Aid 820核酸提取試劑盒，根據試劑盒說明書，提取臍帶血中的基因組DNA；利用北京天根生公司生產的微量樣品基因組DNA提取試劑盒提取絨毛和羊水中的基因組DNA。DNA采用分光光度計測定濃度及純度。采用illumina公司的HumanCytoSNP-12芯片進行SNP array分析，根據標準操作流程對基因組DNA依次進行全基因組擴增、片段化、雜交和熒光染色，采用illumina公司的iScan芯片掃描儀對制備的基因芯片進行掃描，獲得的數(shù)據通過KaryoStudio1.4.3軟件進行分析。通過與DGV、ISCA、OMIM、DECIPHER、ClinVar等數(shù)據庫進行分析，根據染色體微陣列分析相關指南[3]，將所檢出的染色體拷貝數(shù)變異(CNV)進行致病性分類：①致病性CNV；②可能致病性CNV；③臨床意義不明CNV；④可能良性CNV；⑤良性CNV。

1.3 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 22.0數(shù)據分析。計數(shù)資料比較采用卡方檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 染色體核型分析

151例RAA胎兒的羊水或臍帶血樣本中，染色體核型異常檢出5例(3.3%)，分別為唐氏綜合征2例，13-三體綜合征2例，8號嵌合三體綜合征1例。見表1。

2.2 SNP array檢測

151例 RAA胎兒的羊水或臍帶血樣本中，SNP array檢出異常17例(11.3%)。其中13例為致病性, 5例與染色體分析結果一致。另12例染色體核型未見異常而芯片檢出染色體微缺失/微重復綜合征，其中8例染色體致病性微缺失, 1例 可疑致病性, 3例臨床意義不明。8例致病性胎兒中,6例為DiGeorge綜合征, 涉及22q11染色體區(qū)段,缺失片段在1.64～3.03Mb。該片段缺失包含了22q11deletion綜合征最關鍵的基因TBX1，該基因單倍體劑量不足可導致先天性心臟缺陷、精神分裂癥、面部畸形、胸腺和甲狀旁腺異常、喂養(yǎng)和吞咽困難等。1例Xp21.1區(qū)域有0.05Mb的微缺失,該片段缺失包含DMD基因部分片段，DMD基因缺失與杜氏肌營養(yǎng)不良相關。還有1例涉及Xp11.22區(qū)域存在約0.53Mb純合缺失, 該缺失片段包含1個OMIM致病基因PHF8基因，該基因與X連鎖Siderius型智力障礙綜合征有關。另1例為可疑致病，2號染色體q11.1q37.3區(qū)域存在約147Mb嵌合重復，嵌合比例為20%～30%，2號染色體長臂重復包含2q31.1重復綜合征(OMIM#613681)，2q35重復綜合征(OMIM#185900)區(qū)域。還有3例為臨床意義不明其中有1例樣本11號染色體p12q13.4區(qū)域存在約33.8Mb純合性區(qū)域(AOH)，其臨床意義不明。見表1。

表1 RAA胎兒的染色體與SNP array檢測結果

2.3 檢測結果比較

151例樣本如單獨采用SNP array對染色體異常的檢出率為11.3%(17/151)，而單獨采用染色體核型分析的異常檢出率為3.3%(5/151)，差異有統(tǒng)計學意義(χ2=7.06,P<0.05)，說明SNP array技術在檢測染色體微小畸變方面優(yōu)于染色體核型分析。在12例染色體核型分析未見異常的RAA胎兒中，SNP array檢出8例致病性CNV，增加了5.3%(8/151)的致病檢出率。

3 討論

RAA主要發(fā)病機制是正常胚胎生長發(fā)育時，左側第4腮動脈弓形成主動脈弓，右側第4腮動脈弓形成無名動脈和右鎖骨下動脈。如果左側第4腮動脈弓閉鎖，右側相應血管保留，則形成 RAA[4]。胎兒超聲篩查易發(fā)現(xiàn)胎兒RAA及結構異常，其與染色體異常密切相關[5-6]。本文中SNP array技術在檢出染色體非整倍體或染色體重排方面, 與常規(guī)核型分析技術無很大區(qū)別，但SNP array檢測能發(fā)現(xiàn)常規(guī)核型分析不能檢出的CNV，尤其對產前超聲發(fā)現(xiàn)結構異常者的染色體有高分辨率和高敏感性的優(yōu)點，目前SNP array檢測技術被國內與國際細胞遺傳協(xié)會推薦為首選方法[7-8]。

本研究中的151例產前超聲提示RAA的胎兒中，傳統(tǒng)核型分析檢出5 例染色體數(shù)目異常，檢出率為3.3%, 主要為染色體非整倍體綜合征。本研究與相關文獻[9-10]報道顯示，大多數(shù)RAA胎兒具有正常的染色體數(shù)目。在核型正常的146例胎兒中通過SNP array檢測8例攜帶致病性CNVs，1例可疑致病性CNVs，3例臨床意義不明的CNVs，證明SNP array技術檢測出的亞顯微染色體異常，大部分不能通過常規(guī)染色體核型檢測出來，SNP array的檢出染色體異常的敏感性遠高于傳統(tǒng)的核型分析技術, SNP array技術能檢測全基因組亞顯微水平的染色體變異，包括染色體微重復、微缺失、雜合性缺失以及嵌合體等。

主動脈弓異常與染色體異常，特別是與22q11.2微缺失的密切相關, 該區(qū)域涉及艾斯伯格綜合征(Digeor syndrome)，包含關鍵基因TBX1。Allessandra等[11]的研究顯示22q11.2微缺失綜合征患者臨床表現(xiàn)為異質性，部分患者有常見的結構畸形，但是缺乏典型的精神發(fā)育遲緩等臨床癥狀，說明某些染色體外顯率和表現(xiàn)度方面的差異,可造成患者臨床表型的各異。本研究中檢出的12例CNVs胎兒中，有6例22q11.2微缺失綜合征(2/30，6.7%)，均表現(xiàn)為2種以上的畸形，1例胎兒單純的RAA合并迷走右鎖骨下動脈，而另1例合并室間隔缺損、法洛四聯(lián)癥、胼胝體缺如、單臍動脈。說明 RAA異常不論是否合并其他心內外畸形，都可能與遺傳相關。本研究RAA胎兒中 22q11.2微缺失綜合征的檢出率4.0%，與文獻報道[12]接近。這些結果都表明，RAA胎兒與22q11.2綜合征有一定的相關性，即使沒有發(fā)現(xiàn)其他心內外畸形，RAA也可能與遺傳異常相關。

本病例中檢測到1例樣本Xp21.1區(qū)域約0.048Mb純合缺失，為致病CNVs。該片段缺失包含DMD基因部分片段，DMD基因缺失與杜氏肌營養(yǎng)不良相關。還有一例X染色體p11.22區(qū)域存在約0.53Mb純合缺失，為致病性CNVs。該片段缺失在ClinGen、ClinVar及Decipher數(shù)據庫中均未見致病性病例報道。該缺失片段包含1個OMIM致病基因PHF8基因，該基因與X連鎖Siderius型智力障礙綜合征有關，且為單倍劑量不足敏感性基因，有文獻報道該基因截短突變可導致智力障礙、顱面部異?；虼搅?腭裂等表型[13]。另外本文檢出3例臨床意義不明的病例。但因為其包含的基因可能與疾病相關，對于遺傳咨詢和進一步追蹤隨訪提供了理論依據。

綜上所述，目前胎兒RAA是侵入性產前診斷的重要指征，經B超檢測到RAA的胎兒，染色體異常發(fā)生率較高，以非整倍體為主。行SNP array分析檢查可獲得更多的遺傳學信息，為胎兒 RAA的遺傳咨詢、預后評估以及臨床干預提供全面和準確的信息。