染色體15q13.3微缺失和微重復(fù)胎兒的產(chǎn)前診斷及妊娠結(jié)局*

周 冉,王 艷,孟露露,許伊云,焦 嬌,李一鳴,胡 平,許爭(zhēng)峰

[南京醫(yī)科大學(xué)附屬婦產(chǎn)醫(yī)院(南京市婦幼保健院)產(chǎn)前診斷中心,南京 210004]

拷貝數(shù)變異(copy number variation,CNV)與多種人類(lèi)疾病相關(guān),全基因組CNV檢測(cè)作為臨床一線手段已被應(yīng)用于尋找產(chǎn)后“發(fā)育遲緩、智力低下、多發(fā)畸形”患兒和產(chǎn)前結(jié)構(gòu)畸形胎兒的遺傳學(xué)病因[1-3]。染色體15q近端區(qū)域由于存在低拷貝重復(fù)序列(low copy repeats,LCR)而不穩(wěn)定,這些LCR聚集形成多個(gè)斷裂點(diǎn)(Breakpoints,BP),從而介導(dǎo)非等位同源重組,進(jìn)而引起CNV的發(fā)生[4]。涉及15q11.2q13區(qū)段(BP1-BP3或BP2-BP3)的缺失可引起“Prader-Willi綜合征”[5]或“Angelman綜合征”[6-7]。而涉及15q13.3區(qū)段(含CHRNA7基因)的CNV已報(bào)道與多種神經(jīng)精神表型相關(guān),如認(rèn)知缺陷、精神分裂癥、癲癇、注意力缺陷多動(dòng)障礙和自閉癥譜系障礙等[8-12]。15q13.3微缺失有兩型:(1)BP4-BP5缺失型(Ⅰ型)大小約1.3Mb(chr15:31.1～32.4Mb;Hg19);(2)D-CHRNA7 to BP5缺失型(Ⅱ型)大小約400Kb(chr15:32.0～32.4Mb;Hg19)。兩種缺失均為致病性CNV,可引起“15q13.3缺失綜合征(OMIM#612001)”,該綜合征外顯率約為80%,多數(shù)遺傳自父母[12-13]。文獻(xiàn)報(bào)道該綜合征的患者多數(shù)為男性,提示其外顯率可能存在性別差異[14-15]。15q13.3微重復(fù)亦有兩型:(1)BP4-BP5重復(fù)型(Ⅰ型),盡管有文獻(xiàn)報(bào)道該重復(fù)可能與認(rèn)知障礙和精神疾病相關(guān),但目前的致病性證據(jù)仍不足,其臨床意義尚不明確[11,16-19];(2)D-CHRNA7 to BP5重復(fù)型(Ⅱ型),該重復(fù)在一般人群中發(fā)生率較高,已評(píng)估為良性變異,故不在本文重點(diǎn)討論。15q13.3相關(guān)CNV在產(chǎn)后病例中有較多報(bào)道,但產(chǎn)前診斷的病例極少。本文旨在探討15q13.3相關(guān)CNV在產(chǎn)前胎兒期的臨床表現(xiàn)及妊娠結(jié)局。本研究將有助于臨床醫(yī)師更好地進(jìn)行產(chǎn)前診斷及遺傳咨詢(xún)。

1 資料與方法

1.1 資料來(lái)源 收集2016年1月至2022年8月于南京市婦幼保健院行侵入性產(chǎn)前診斷的孕婦,經(jīng)染色體微陣列分析(chromosomal microarray analysis,CMA)診斷為15q13.3微缺失胎兒3例(2例I型,1例II型),診斷為15q13.3重復(fù)I型胎兒1例,孕婦孕周(24±4)周,年齡(28±2)歲。文獻(xiàn)檢索收集到產(chǎn)前診斷為15q13.3微缺失(II型)和15q13.3微重復(fù)(I型)的胎兒各1例。本研究經(jīng)南京市婦幼保健院倫理委員會(huì)批準(zhǔn),孕婦及丈夫均簽署知情同意書(shū)。

1.2 CMA實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析 采用羊膜腔穿刺術(shù)或臍靜脈穿刺術(shù)提取羊水或臍血DNA。按標(biāo)準(zhǔn)步驟,使用美國(guó)昂飛公司的CytoScan 750K芯片進(jìn)行CMA檢測(cè)。采用Chromosome Analysis Suite軟件(美國(guó)昂飛公司)進(jìn)行數(shù)據(jù)判讀。致病性評(píng)級(jí)依據(jù)美國(guó)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)學(xué)會(huì)(ACMG)和臨床基因組資源機(jī)構(gòu)(ClinGen)聯(lián)合發(fā)布的共識(shí)建議對(duì)CNV進(jìn)行打分評(píng)估[1],主要查詢(xún)的數(shù)據(jù)庫(kù)包括DGV數(shù)據(jù)庫(kù)(http://dgv.tcag.ca/dgv/app/home)、gnomAD數(shù)據(jù)庫(kù)(http://gnomad-sg.org/)、Clinvar數(shù)據(jù)庫(kù)(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar/)、Decipher數(shù)據(jù)庫(kù)(https://www.deciphergenomics.org/)、OMIM數(shù)據(jù)庫(kù)(https://omim.org/)、ClinGen數(shù)據(jù)庫(kù)(https://www.clinicalgenome.org/)。CNV評(píng)分大于0.99分,評(píng)估為致病性CNV;評(píng)分介于0.9～0.98分,評(píng)估為可能致病性CNV;評(píng)分介于-0.89～0.89分,評(píng)估為意義未明CNV;評(píng)分介于-0.98～-0.9分,評(píng)估為可能良性CNV;評(píng)分小于-0.99分,評(píng)估為良性CNV。致病性CNV主要評(píng)估其是否與已知的致病性區(qū)域重疊或包含“劑量敏感基因”:缺失型CNV是否包含ClinGen中“單倍劑量不足”評(píng)分3分的基因或區(qū)段,重復(fù)型CNV是否包含ClinGen中“三倍劑量敏感”評(píng)分3分的基因或區(qū)段。

1.3 隨訪 電話(huà)隨訪,詢(xún)問(wèn)妊娠結(jié)局及新生兒生長(zhǎng)發(fā)育情況。

2 結(jié) 果

2.1 15q13.3微缺失的產(chǎn)前診斷及妊娠結(jié)局分析 共納入2例15q13.3微缺失(Ⅰ型)胎兒(胎兒1和2)(圖1、表1)。胎兒1的母親于孕19周因“NIPT提示15號(hào)染色體存在4Mb缺失”于本中心行羊膜腔穿刺術(shù),羊水CMA結(jié)果提示15q13.2q13.3區(qū)段存在約2.08Mb缺失;胎兒2的母親于孕26周因“胎兒膽囊未顯示”于本中心行羊膜腔穿刺術(shù),羊水CMA結(jié)果提示15q13.2q13.3區(qū)段存在約1.37Mb缺失。共納入2例15q13.3微缺失(Ⅱ型)胎兒(胎兒3和4)(圖1、表1)。胎兒3的母親于孕26周因超聲檢查和磁共振成像均提示“胎兒一側(cè)側(cè)腦室輕度增寬”于本中心行羊膜腔穿刺術(shù),羊水巨細(xì)胞病毒DNA結(jié)果為陰性,羊水CMA結(jié)果提示15q13.3區(qū)段存在約0.48Mb缺失;胎兒4的母親于孕28周因“胎兒腸管回聲增強(qiáng)、羊水過(guò)多”行臍靜脈穿刺術(shù),臍血CMA提示15q13.3區(qū)段存在約0.42Mb缺失[20]。4例15q13.3微缺失胎兒中,1例(25%)為新發(fā)(胎兒1),3例(75%)遺傳自父母(胎兒2、3、4),其中胎兒3的缺失遺傳自表型正常母親,胎兒2和4的缺失均為父源性,胎兒2的父親有癲癇史和精神分裂癥病史,胎兒4的父親有嬰兒期癲癇病史。3例選擇終止妊娠,1例選擇繼續(xù)妊娠,生育一男胎(胎兒4),胎兒新生兒期表型正常,且6月齡隨訪時(shí)精神運(yùn)動(dòng)發(fā)育均正常。

表1 15q13.3微缺失胎兒和15q13.3微重復(fù)胎兒的臨床特點(diǎn)及妊娠結(jié)局

圖1 產(chǎn)前診斷為15q13.3微缺失和微重復(fù)的基因組位置模式圖紅色條塊:4例15q13.3微缺失胎兒的基因組起止位置圖;藍(lán)色條塊:2例15q13.3微重復(fù)胎兒的基因組起止位置圖;黑色條塊:基因組中的斷裂點(diǎn)位置

2.2 15q13.3微重復(fù)的產(chǎn)前診斷及妊娠結(jié)局分析 共納入2例15q13.3微重復(fù)(Ⅰ型)胎兒(胎兒5和6)(圖1、表1)。胎兒5的母親于孕19周因“既往一孩不明原因夭折史”于本院行羊膜腔穿刺術(shù),羊水CMA提示15q13.2q13.3區(qū)段存在約2.55Mb重復(fù);胎兒6的母親于孕24周因“胎兒心臟橫紋肌瘤”行羊膜腔穿刺術(shù),羊水CMA提示15q13.2q13.3區(qū)段存在約1.85Mb重復(fù)[21]。2例胎兒的重復(fù)均遺傳自表型正常的母親。胎兒5的父母選擇繼續(xù)妊娠,隨后生育一健康女?huà)?6個(gè)月及2歲隨訪時(shí)表型均正常。胎兒6的父母選擇了終止妊娠。

3 討 論

15q13.3微缺失在一般人群中的發(fā)生率約1/40000(0.0025%),而在CMA受檢者中的檢出率約1/450～1/600(0.17%～0.22%)[22-25],該檢出率高于本中心檢出率(0.17%～0.22% vs 0.04%),其原因可能是CMA受檢人群的差異導(dǎo)致。本研究受檢者均為產(chǎn)前胎兒,而文獻(xiàn)中受檢者為產(chǎn)后人群(且多數(shù)為有神經(jīng)精神相關(guān)表型的人群),15q13.3微缺失與神經(jīng)精神相關(guān)表型關(guān)聯(lián)較大,這可能是造成檢出率差異的原因。

胎兒期診斷的15q13.3微缺失病例極其罕見(jiàn),目前僅有1例報(bào)道[20],該胎兒產(chǎn)前表現(xiàn)為腸管回聲增強(qiáng)和羊水過(guò)多。本研究顯示,15q13.3微缺失胎兒產(chǎn)前可能出現(xiàn)膽囊未顯示、側(cè)腦室輕度增寬等異常表現(xiàn),進(jìn)一步拓寬了15q13.3微缺失病例可能的產(chǎn)前表型譜。導(dǎo)致這些產(chǎn)前表型的可能原因很復(fù)雜(如表觀遺傳學(xué)異常、基因突變、環(huán)境影響等),且這些病例未進(jìn)行全面的遺傳學(xué)檢測(cè)(如外顯子組測(cè)序或全基因組測(cè)序),因此不能排除其他遺傳學(xué)病因的可能性。這些較分散的產(chǎn)前異常表型可能是15q13.3缺失綜合征的非特異性表現(xiàn),也可能是其他因素導(dǎo)致。這些表型與15q13.3微缺失之間的相關(guān)性仍有待進(jìn)一步研究。

15q13.3微缺失綜合征產(chǎn)后主要表現(xiàn)為“認(rèn)知缺陷、精神分裂癥、癲癇”等神經(jīng)發(fā)育異常表型[26],這些表現(xiàn)胎兒期通常無(wú)法識(shí)別,及時(shí)診斷胎兒是否存在15q13.3微缺失及其遺傳學(xué)特點(diǎn)(大小、位置、是否新發(fā)等)可提前發(fā)現(xiàn)這些潛在風(fēng)險(xiǎn),為遺傳咨詢(xún)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供依據(jù)。15q13.3微缺失存在外顯不全,部分孕婦可能選擇繼續(xù)妊娠至分娩,15q13.3微缺失的產(chǎn)前診斷可幫助孕婦和醫(yī)生提前做好新生兒的治療和康復(fù)的準(zhǔn)備。遺傳咨詢(xún)者應(yīng)綜合考慮胎兒的其他臨床信息和家族史,全面分析15q13.3微缺失對(duì)胎兒的潛在影響和風(fēng)險(xiǎn),為孕婦提供全面且準(zhǔn)確的信息。

文獻(xiàn)提示15q13.3微缺失的外顯率可能受性別影響,即男性更易發(fā)病[14-15]。本研究溯源結(jié)果發(fā)現(xiàn),1例攜帶該缺失的母親無(wú)異常表現(xiàn),而2例攜帶該缺失的父親均有一定的異常表型,這與文獻(xiàn)較吻合。本研究中75%的胎兒(3/4)遺傳自父母,這與文獻(xiàn)報(bào)道15q13.3微缺失多數(shù)遺傳自父母的結(jié)論一致[12-13]。

有文獻(xiàn)比較了兩種15q13.3微缺失(I型和II型)的表型差異。結(jié)果顯示,總的神經(jīng)精神相關(guān)表型發(fā)生率在I型中更高(89.1% vs 76.7%),對(duì)表型進(jìn)一步細(xì)分發(fā)現(xiàn),發(fā)育遲緩或智力低下、癲癇、精神分裂癥的發(fā)生率在I型中更高,而自閉癥、注意缺陷障礙的發(fā)生率在Ⅱ型中更高[12]。盡管文獻(xiàn)報(bào)道15q13.3微缺失患者極少存在結(jié)構(gòu)畸形,但心臟畸形的病例仍有報(bào)道[12,18],臨床醫(yī)師在進(jìn)行遺傳咨詢(xún)時(shí)需謹(jǐn)慎對(duì)待,必要時(shí)需結(jié)合超聲心動(dòng)圖等手段進(jìn)一步輔助診斷。

有研究發(fā)現(xiàn),CHRNA7基因的缺失可能是“癲癇”和“精神分裂癥”表型的候選致病基因[27-28]。Chrna7基因敲除的小鼠腦電圖會(huì)出現(xiàn)異常[28]。CHRNA7基因在丘腦網(wǎng)狀核中高表達(dá),通過(guò)編碼煙堿乙酰膽堿α7亞單位參與丘腦皮質(zhì)通路的調(diào)控[29]。除外CHRNA7基因,15q13.3區(qū)段中其他基因可能對(duì)不同病例的表型有所貢獻(xiàn),但目前仍不明確,有待進(jìn)一步研究。

目前15q13.3重復(fù)(I型)的致病性尚不明確。本中心發(fā)現(xiàn)1例該重復(fù)的胎兒,遺傳自表型正常的母親,且胎兒出生后于6個(gè)月和2歲隨訪時(shí)均發(fā)育正常,這似乎提示該重復(fù)可能是良性變異。文獻(xiàn)中1例攜帶該重復(fù)的胎兒產(chǎn)前表現(xiàn)出心臟橫紋肌瘤,且胎兒TSC1和TSC2基因均無(wú)致病性突變,雖然溯源發(fā)現(xiàn)該重復(fù)遺傳自表型正常的母親,但仍不能排除該重復(fù)外顯不全的可能[21]。由于15q13.3重復(fù)(I型)的片段大小通常超過(guò)1Mb,而產(chǎn)前對(duì)于意義未明CNV的報(bào)告閾值一般為“缺失>500Kb,重復(fù)>1Mb”[1,30],所以這類(lèi)重復(fù)即使臨床意義未明,仍被報(bào)告出來(lái)。隨著更多15q13.3重復(fù)(I型)產(chǎn)前診斷病例和隨訪數(shù)據(jù)的積累,能更好地了解這種變異對(duì)胎兒的遺傳風(fēng)險(xiǎn)或疾病傾向的影響,從而幫助臨床醫(yī)師和孕婦做出更合理的產(chǎn)前診斷和管理決策,并為這種變異的研究提供更多的數(shù)據(jù)和證據(jù)。

綜上所述,本研究總結(jié)歸納了15q13.3微缺失與微重復(fù)在胎兒期的臨床表現(xiàn)和妊娠結(jié)局,為臨床醫(yī)師提供了更多的遺傳咨詢(xún)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的依據(jù)。臨床醫(yī)師應(yīng)充分考慮胎兒的臨床信息和家族史,全面分析胎兒的可能風(fēng)險(xiǎn)和疾病傾向,為孕婦提供準(zhǔn)確的信息和合理的建議。