染色體G顯帶核型分析聯(lián)合微陣列分析技術(shù)診斷罕見9p四體嵌合體1例

徐萬洲,李鋒,周方元,吳澤剛,吳青

(武漢大學人民醫(yī)院檢驗科,武漢 430064)

9號染色體短臂四體綜合征(tetrasomy 9p)是一種罕見的染色體異常,最先由Ghymers于1973年發(fā)現(xiàn)[1]。該病由9號染色體短臂存在4個拷貝引起,額外的2個拷貝形成1個由著絲粒連接的等臂染色體。這一等臂染色體是由于減數(shù)分裂Ⅱ期不分離和隨后的重排,導(dǎo)致9號染色體短臂重復(fù)和長臂缺失而形成的[2]。9p等臂通常起源于母體[3]。

9p四體在產(chǎn)前診斷羊水穿刺中的檢出率約為0.002%,其中約30%為嵌合體。該綜合征的臨床表現(xiàn)多樣,包括宮內(nèi)生長遲緩、發(fā)育延遲、腦室擴大、Dandy-Walker畸形、特殊面容(球形或鉤鼻)、小頜畸形、耳畸形、眼距過寬、唇腭裂、先天性心臟病、指甲和手指發(fā)育不全、關(guān)節(jié)脫位、泌尿生殖器異常等。臨床癥狀的嚴重程度與等臂染色體的大小、嵌合比例以及組織嵌合性相關(guān)[4]。

細胞遺傳學是確診染色體病的“金標準”[5]。近年來,染色體微陣列分析技術(shù)(chromosomal microarray analysis,CMA)在臨床上得到廣泛應(yīng)用[6-8]。我們遇到1例34周孕婦因胎兒宮內(nèi)窘迫急診剖宮產(chǎn),產(chǎn)前超聲提示四肢偏短和發(fā)育遲緩,錯失了最佳產(chǎn)前診斷時機,產(chǎn)后通過細胞遺傳學G顯帶分析和染色體微陣列分析技術(shù)共同確診為9p四體嵌合體,現(xiàn)將個案報道如下。

1 資料與方法

1.1病歷資料 病例為1名新生男嬰,其母孕34周因慢性胎兒宮內(nèi)窘迫綜合征行剖宮產(chǎn)分娩。男嬰出生體重1 400克,身長40厘米,Apgar評分5分、8分、9分。低出生體重及自主呼吸弱,入住新生兒科治療。面部特征無明顯異常,但顱腦超聲提示腦室后角增寬?；純耗赣H孕30周期間,產(chǎn)前超聲已顯示胎兒四肢偏短及生長發(fā)育遲緩,但未進一步產(chǎn)前診斷?；純耗赣H34歲,父親42歲,無遺傳病家族史。

為查明病因,進行了血液氨基酸和肉堿代謝物檢測顯示,精氨酸、鳥氨酸、酪氨酸、纈氨酸、肉豆蔻酰肉堿、葵烯酰肉堿、葵二烯酰肉堿、月桂酰肉堿及肉豆蔻酰肉堿等濃度異常。繼而開展了細胞遺傳學和CMA,以分析患兒的染色體狀況。

1.2檢測方法

1.2.1細胞遺傳學檢查 采集2 mL新生兒靜脈血,按常規(guī)方法進行淋巴細胞培養(yǎng)、制片,并進行G顯帶分析。

1.2.2CMA 采集2 mL靜脈血,采用CytoScan?750K芯片(Affymetrix公司)進行全基因組拷貝數(shù)變異(copy number variations,CNV)檢測。該芯片包含75萬個探針,覆蓋全基因組28 897種 RefSeq基因,完全覆蓋細胞遺傳學芯片國際標準聯(lián)合會(ISCA)規(guī)定的340種基因和52個已知癌癥相關(guān)基因,以及2 192種人類孟德爾遺傳學數(shù)據(jù)庫(OMIM)遺傳疾病基因?？蓹z測雜合性缺失(LOH)及單親同源二體(iso-UPD),能夠發(fā)現(xiàn)>20%嵌合比例的染色體結(jié)構(gòu)異常。檢測報告原則:(1)缺失/重復(fù)片段≥200 Kb(標記≥50);(2)LOH≥10 Mb(常染色體隱性疾病基因基因區(qū)域);(3)UPD:印記染色體片段≥5 Mb,非印記染色體片段≥10 Mb。低于上述閾值但位于重要位點的變異,也將酌情報告。

2 結(jié)果

細胞遺傳學G顯帶分析顯示,約15%的分裂細胞中存在一條無法確認來源的異常染色體(在20個分裂像中,3個存在異常染色體)。該異常染色體形態(tài)學上類似于由兩條9號染色體短臂通過單一著絲粒連接形成的等臂染色體,但無法確認。最終核型結(jié)果報告為:47,XY,1qh+,+mar[3]/46,XY,1qh+[17]。

細胞遺傳學分析結(jié)果提示可能存在9p四體嵌合體,但需通過CMA進一步確認。異常核型示意圖見圖1。

注:A,47,XY,1qh+,+mar,+mar從形態(tài)上與2個9號染色體短臂通過著絲粒相連非常相似,比例為15%(3/20);B,46,XY,1qh+ 患者的正常核型,比例為85%(17/20)。

為確認異常標記染色體(+mar)的來源,CMA檢測結(jié)果顯示,核型為arr(1-22)x2,XY,無其他拷貝數(shù)變異。但在9號染色體發(fā)現(xiàn)arr[GRCh38] 9p24.3p11.2(208455_41008724)x3的40.8 Mb重復(fù),拷貝數(shù)為3,即整個9號染色體短臂存在重復(fù)。

全基因組視圖(WGV)和9號染色體詳細視圖見圖2。CMA結(jié)果證實+mar為由9號染色體短臂重復(fù)形成的等臂染色體,從而最終診斷為9p四體嵌合體。

注:A,arr(1-22)x2,XY全基因組視圖,可看出部分9號染色體拷貝數(shù)異常;B,arr[GRCh38] 9p24.3p11.2(208455_41008724)x3細節(jié)圖,可看出9號染色體短臂(以著絲粒為分界)拷貝數(shù)為3,而長臂完全正常。

3 討論

G顯帶染色體核型分析被視為產(chǎn)前診斷的“金標準”[9]。該技術(shù)通過培養(yǎng)人淋巴細胞、骨髓干細胞或羊水細胞,借助G顯帶對染色體的結(jié)構(gòu)和數(shù)目進行形態(tài)學分析,可有效確定染色體數(shù)量和結(jié)構(gòu)異常。但是,該方法存在檢測周期長、分辨率低、人力消耗大的缺點。其結(jié)果也受制于經(jīng)驗較高的分析人員,存在一定主觀性。對于某些特殊標記染色體,無法僅憑形態(tài)學確認其來源,可能導(dǎo)致漏診或誤診[9]。

CMA是近10年來興起的高分辨率、高通量基因組DNA拷貝數(shù)變異檢測技術(shù)。CMA檢測周期短,最小可檢測50 kb的缺失或重復(fù);對分析人員的經(jīng)驗要求較G顯帶分析低。但CMA的局限包括可能無法檢出平衡易位和低水平嵌合體。近年CMA在產(chǎn)前診斷、發(fā)育遲緩、智力障礙等疾病診斷中應(yīng)用廣泛[7-8]。

本例G顯帶分析無法確認標記染色體+mar的來源,這與該技術(shù)的分辨率局限性有關(guān)。常規(guī)G顯帶分析采用300～400條帶水平,對<10 Mb的染色體異常容易漏診。即使采用同步化制備技術(shù)提高到500～550條帶,也僅能檢測到5 Mb以上的變化[10]。CMA技術(shù)雖準確檢出了9p24.3-p11.2整個短臂約40.8 Mb重復(fù),但僅依據(jù)拷貝數(shù)結(jié)果將診斷為9p三體是不準確的。結(jié)合G顯帶分析發(fā)現(xiàn)的等臂染色體形態(tài),應(yīng)糾正為9p四體,且嵌合比例約50%。G顯帶分析嵌合比例的失真可能源于淋巴細胞培養(yǎng)過程中正常/異常細胞的選擇性增殖。羊水細胞同樣存在這一現(xiàn)象,是9p四體嵌合體產(chǎn)前漏診的主要原因之一。隨著無需細胞培養(yǎng)的產(chǎn)前篩查和CMA技術(shù)應(yīng)用,9p四體產(chǎn)前檢出率逐漸提高[11-12]。

9p三體和四體是完全不同的病理類型。9p四體是由于減數(shù)分裂Ⅱ不分離和染色體重排導(dǎo)致9p短臂重復(fù)、長臂缺失形成的等臂染色體[13];而9p三體源于父母9號染色體與另一常染色體之間的相互易位,涉及9p部分或全部區(qū)段。9p三體除13、18、21三體外最常見,臨床表現(xiàn)溫和、癥狀相對一致。9p四體則臨床表現(xiàn)與嵌合比例密切相關(guān),有報道表現(xiàn)正常的病例[14]。

本例充分說明,G顯帶分析和CMA技術(shù)在診斷染色體疾病方面各有優(yōu)劣。G顯帶分析直觀顯示染色體形態(tài),但分辨率低、對未知來源難以確認、嵌合體失真。CMA分辨率高、嵌合檢測準確,但無法顯示染色體形態(tài),50%嵌合時可能誤診。兩種技術(shù)聯(lián)合運用,既能得到準確核型,又能獲知重復(fù)片段的來源、大小和嵌合程度,對臨床診斷和遺傳咨詢意義重大。