8號染色體三體、嵌合及單親二體的遺傳學(xué)診斷及臨床特征

劉燕霞 安剛 高璐璐 陳樣宜 王一帆 董晶 劉金秀*

(1.廣東博奧醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)所，廣東 東莞 523808；2.福建省婦幼保健院，福建 福州 350001；3.濟(jì)南銀豐醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)所，山東 濟(jì)南 250014；4.東莞博奧木華基因科技有限公司，廣東 東莞 523808)

8號染色體屬于C組中等大小的亞中著絲粒染色體，該染色體長約146Mb(hg19)，包含484個(gè)基因，144個(gè)OMIM基因，其中93個(gè)為隱性遺傳病致病基因，59個(gè)為顯性遺傳病致病基因，約占總基因數(shù)量的1.5%。這其中8%的基因與神經(jīng)發(fā)育及功能有關(guān)，16%的基因與癌癥相關(guān)。8號染色體上主要的微缺失微重復(fù)綜合征有8p23.1 重復(fù)綜合征、8p23.1缺失綜合征、8q21.11微缺失綜合征(OMIM#614230)及Langer-Giedion綜合征(OMIM#150230)。本綜述將對8號染色體三體、嵌合型8號染色體三體、8號染色體單親二體的產(chǎn)生機(jī)制、發(fā)生率、常見臨床特征、診斷技術(shù)、治療、預(yù)后及再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行匯總，以期對相關(guān)疾病的遺傳學(xué)診斷及遺傳咨詢提供幫助。

1 8號染色體三體及嵌合體

1.1 產(chǎn)生機(jī)制及發(fā)生頻率 8號染色體三體綜合征(trisomy 8，T8)，又稱Warkany綜合征(Warkany syndrome)，由Grouchy于1971年首次報(bào)道，1972年，Caspersson等[1]進(jìn)一步確認(rèn)和補(bǔ)充，已報(bào)道的病例全部為新發(fā)突變，約2/3患者為嵌合體，男性患者多于女性(男性∶女性=3∶1)。完全型的T8是由減數(shù)分裂期間染色體分離錯(cuò)誤導(dǎo)致，通常是致命性的。福建省婦幼保健院在以往3萬多例產(chǎn)前診斷樣本中未曾發(fā)現(xiàn)T8病例；活產(chǎn)嬰兒中的發(fā)病率未見報(bào)道，其在自然流產(chǎn)中發(fā)生率約0.8%[2]。我們4家合作單位統(tǒng)計(jì)了2015年至今的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，共檢測15 375例流產(chǎn)組織樣本，其中有131例T8，占0.86%(表1)，這些T8胎兒一般于孕14周前就流產(chǎn)。孕12周后進(jìn)行的無創(chuàng)產(chǎn)前檢測(non-invasive prenatal testing，NIPT)樣本統(tǒng)計(jì)顯示，共檢測492 515例樣本，其中NIPT提示T8樣本128例，有效回訪樣本中未見真陽性(表2)。孕16周以后的羊水穿刺及臍帶血穿刺樣本統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，42 749例產(chǎn)前診斷樣本未見T8(表3)。

表1 15 375例流產(chǎn)組織中T8及嵌合型T8的發(fā)生率

表2 NIPT結(jié)果

表3 產(chǎn)前診斷結(jié)果

嵌合型8號染色體三體(嵌合型T8)是一種較為罕見的常染色體異常綜合征。在新生兒中的發(fā)病率約為1∶25 000～1∶50 000，男性患者多于女性(男性∶女性=5∶1)[3]，臨床表型從正常到嚴(yán)重畸形，具有高度表型異質(zhì)性和遺傳異質(zhì)性，暫未見8號染色體嵌合程度與表型嚴(yán)重性相關(guān)的報(bào)道。嵌合型三體是合子后錯(cuò)誤，由正常核型的胎兒在有絲分裂期間染色體分離錯(cuò)誤或三體自救導(dǎo)致[4]。我們統(tǒng)計(jì)了2015年至今的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，共檢測15 375例流產(chǎn)組織樣本，其中有26例嵌合型T8，占0.17%(表1)；另外在羊水樣本中，檢測到2例嵌合型T8，其中1例產(chǎn)前B超異常，表現(xiàn)為胎兒雙側(cè)側(cè)腦室呈淚滴狀，側(cè)腦室后角寬約10mm，雙側(cè)腎盂增寬，胼胝體發(fā)育不全(表3)。

嵌合型T8的限制性胎盤嵌合(confined placental mosaicism，CPM)相對常見，即三體細(xì)胞局限于胎盤，但胎兒具有正常核型[5]?，F(xiàn)階段研究表明，CPM并未對胎兒產(chǎn)生長期不良影響[6]。

1.2 臨床特征 T8的臨床表型有智力障礙、特殊面容、髕骨缺失或發(fā)育不良、關(guān)節(jié)攣縮、足底/掌溝、腳趾明顯異常、椎體異常、骨盆狹窄等骨骼系統(tǒng)異常，輸尿管異常、腎異常等泌尿系統(tǒng)異常或伴有其他系統(tǒng)異常[3]。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，T8是血液病中最常見的染色體數(shù)目異常，廣泛存在于惡性血液病，尤其多見于骨髓增生異常綜合征(myelodysplastic syndromes，MDS)、急性髓性白血病(acute myelocytic leukemia，AML)、慢性髓性白血病(chronic myelocytic leukemia，CML)、骨髓增生性疾病(myeloproliferative disease，MPD)等髓系惡性血液病，在AML、MDS、MPD中的發(fā)生率分別為5.6%、7.5%、7.5%，較少見于淋巴系惡性血液病，因此T8可能在惡性血液病尤其是髓系惡性血液病的發(fā)生發(fā)展中起重要作用[7,8]。

完全型的T8多在妊娠早期流產(chǎn)，存活者絕大多數(shù)為嵌合型患者[9]，但也有少數(shù)完全型T8存活的案例。Caspersson等[1]曾報(bào)道1例男嬰，患者因智力發(fā)育遲緩和各種異常而確診，臨床表現(xiàn)為隱睪、會(huì)聚性斜視、第五指彎曲、骨骼發(fā)育不良、右位主動(dòng)脈弓，核型為47,XY,+8，無嵌合；李佩瓊等[10]報(bào)道1例習(xí)慣性流產(chǎn)的35歲女性，其核型為完全性T8，未伴有其他臨床癥狀；齊海峰等[11]報(bào)道1例已存活至13歲的完全T8的患兒，臨床表現(xiàn)有前額突出、眼位深、眼間距寬、鼻梁塌、鼻根寬、鼻孔朝天、耳位低、下唇厚等面部形狀異常，多動(dòng)、反應(yīng)遲鈍，先天性胼胝體缺如、枕大池蛛網(wǎng)膜囊腫等中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育異常，左手通貫掌，雙腎輕度積水、雙側(cè)輸尿管上段擴(kuò)張等泌尿系統(tǒng)異常，心臟節(jié)律欠佳，右側(cè)腹股溝異常回聲。

嵌合型T8臨床表型異質(zhì)性大，從表型正常到嚴(yán)重畸形均有報(bào)道：智力障礙、胼胝體發(fā)育不全、無鼻無腦畸形等中樞神經(jīng)系統(tǒng)異常；頭骨不對稱、小頭畸形、腦積水、前額突出、枕骨扁平、后發(fā)際線低、眼距過寬、眼睛深陷、斜視、角膜混濁、白內(nèi)障、弱視、寬鼻子、鼻孔突出、小頜畸形、下唇外翻、高腭弓、軟腭裂、低位耳、畸形耳等顱面部異常；漏斗胸、乳頭間距寬等胸部異常；先天性心臟?。籑echel憩室、先天性巨結(jié)腸、肛門異常等胃腸道異常；隱睪、單側(cè)腎缺如、腎母細(xì)胞瘤、輸尿管異常、會(huì)陰異常、腹股溝疝、男性生殖器發(fā)育不良、不育等泌尿生殖系統(tǒng)異常；身材矮小、鎖骨異常、髕骨異常、關(guān)節(jié)攣縮、椎體異常、骨盆狹窄、肋骨異常、脊柱側(cè)凸、第2～5指/趾全屈曲等骨骼系統(tǒng)異常；掌褶紋深、足底褶紋深等皮膚異常；增加白血病、腎母細(xì)胞瘤、囊性腎腫瘤、平滑肌肉瘤等腫瘤易感性等[12]。其中，掌褶紋深、足底褶紋深、智力障礙、精神發(fā)育遲滯等表型較為常見。

產(chǎn)前診斷中較少見，超聲發(fā)現(xiàn)部分胎兒表現(xiàn)為前額突出、耳朵突出、眼距過寬、寬鼻子、大嘴、大頭等顱面部異常、單臍動(dòng)脈、羊水過多、胎兒雙側(cè)腎盂擴(kuò)張、胼胝體發(fā)育不良、巨腦室、枕角擴(kuò)大畸形、室間隔缺損等[13,14]，其中胼胝體發(fā)育不全是診斷該綜合征的最重要依據(jù)。

1.3 治療和預(yù)后 完全型的T8胎兒通常在妊娠早期發(fā)生流產(chǎn)，存活至出生的完全型T8患兒表型與嵌合型T8類似。目前尚無系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的治療方法，主要為對癥支持治療。治療手段因具體癥狀而異，通常需多學(xué)科結(jié)合治療。對于行走等運(yùn)動(dòng)技能延遲，可采用物理療法或康復(fù)治療；對于智力異常，根據(jù)學(xué)習(xí)程度可進(jìn)行早期干預(yù)和特殊教育；對于癲癇，可采用促腎上腺皮質(zhì)激素和氯硝西泮治療[15]；對于嚴(yán)重畸形，需根據(jù)患者的表型，定制個(gè)性化手術(shù)方案[16]。

嵌合型T8患者患腎母細(xì)胞瘤、骨髓異常增生和髓樣白血病的風(fēng)險(xiǎn)更高[17]，對于某些不伴有嚴(yán)重畸形的嵌合型T8患者，預(yù)測可有正常壽命。

1.4 實(shí)驗(yàn)室檢查 對于T8的實(shí)驗(yàn)室檢測，常用核型分析、熒光原位雜交(fluorescent in situ hybridization，F(xiàn)ISH)、染色體微陣列分析(chromosomal microarray analysis，CMA)、低深度全基因組測序(copy-number variation sequencing，CNV-seq)等。針對低比例嵌合，建議核型分析和FISH聯(lián)合應(yīng)用。行細(xì)胞遺傳學(xué)診斷時(shí)，應(yīng)檢測不同組織樣本，淋巴細(xì)胞中的異常細(xì)胞嵌合比例常隨年齡的增長而減少[18]。在部分年長患者中，僅能在成纖維細(xì)胞中檢測到嵌合現(xiàn)象。

染色體核型分析是產(chǎn)前診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，目前采用的樣本類型包括絨毛、羊水、臍血。具有特異性探針的間期FISH能進(jìn)一步確定嵌合體比例。2016年Van Opstal D[19]的研究表明：對于NIPT發(fā)現(xiàn)的T8，可以取絨毛穿刺長期培養(yǎng)獲得的細(xì)胞診斷，對診斷為嵌合型T8病例不建議羊膜穿刺術(shù)確診，而建議采用臍血穿刺進(jìn)行確診。

1.5 再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)評估及遺傳咨詢意見 T8及嵌合型T8多為新發(fā)突變，患者同胞再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)低；女性患者自然流產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)增加，可能生育核型正常的后代。嵌合型T8需結(jié)合核型分析、FISH、CMA等細(xì)胞遺傳學(xué)檢測結(jié)果及超聲監(jiān)測結(jié)果，綜合評估胎兒整體情況與預(yù)后。

2 單親二體

2.1 產(chǎn)生機(jī)制及發(fā)生頻率 8號染色體單親二體(uniparental disomy of chromosome 8，UPD8)主要成因是減數(shù)分裂出現(xiàn)錯(cuò)誤的精子(卵子)和卵子(精子)結(jié)合形成8號染色體三體受精卵，在胚胎早期有絲分裂過程中失去一條8號染色體(三體自救，trisomy rescue)，或出現(xiàn)錯(cuò)誤的精子(卵子)和卵子(精子)結(jié)合形成8號染色體單體受精卵，在胚胎早期的有絲分裂過程中，8號染色體只復(fù)制不分離(單體自救，monosomy rescue)而產(chǎn)生的染色體數(shù)目正常但是兩條8號染色體均來源于一個(gè)親本的胚胎。UPD按其來源可分為單親同二體(isodisomy，iUPD)和單親異二體(heterodisomy，hUPD)[20]。UPD8預(yù)后往往與是否合并8號三體嵌合、純合狀態(tài)區(qū)域是否含有隱性遺傳病基因致病性位點(diǎn)有關(guān)[21]。8號染色體單親二體現(xiàn)有報(bào)道較少，暫未發(fā)現(xiàn)該染色體存在可以導(dǎo)致嚴(yán)重疾病的印記基因[22]。

2.2 臨床特征 1996年Benlian等[23]報(bào)道1例父源8號染色體iUPD導(dǎo)致LPL基因純合突變個(gè)體，繼而引起家族性高乳糜微粒血癥；2000年Karanjawala等報(bào)道1例有早發(fā)性回腸類癌病史的母源8號染色體iUPD病例；以上2例生長發(fā)育均正常，因此，8號染色體可能不存在導(dǎo)致嚴(yán)重疾病的印記基因。

2007年Varon等[24]報(bào)道1例母源8號染色體iUPD導(dǎo)致NBN基因純合突變個(gè)體，繼而引起奈梅亨斷裂綜合癥。臨床表現(xiàn)包括典型奈梅亨斷裂綜合癥表型：低出生體重、發(fā)育不良、小頭畸形、前額傾斜、內(nèi)眥贅皮、低位耳、朝天鼻、小下頜等顱面部異常等。

2016年Ahram等[25]報(bào)道1例母源8號染色體hUPD伴8號染色體部分三體嵌合個(gè)體(47,XY,+ mar，mar由8號染色體的著絲粒區(qū)域組成，推測是三體自救的殘余物)，臨床表現(xiàn)有母親妊娠期羊水過多，超聲檢查發(fā)現(xiàn)骨盆擴(kuò)張，出生時(shí)自發(fā)消退；出生體重為3.8kg，出生早期有胃食管反流，母乳喂養(yǎng)困難；牛奶過敏，4歲之前有慢性哮喘、輕度智力障礙、自閉癥、注意力缺陷多動(dòng)障礙、語言發(fā)育遲緩、運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲緩、左眼遠(yuǎn)視、繼發(fā)性肌張力低下、易沖動(dòng)、沮喪、食欲亢進(jìn)、超重等。

暫未發(fā)現(xiàn)有力證據(jù)支持父源UPD/母源UPD可導(dǎo)致個(gè)體異常表型，若父/母8號染色體存在隱性遺傳病致病基因突變，則可能導(dǎo)致相應(yīng)疾病發(fā)生。

2.3 治療與預(yù)后 對于由UPD8導(dǎo)致的隱性遺傳病，按相應(yīng)疾病對癥治療，預(yù)后與疾病類型相關(guān)，不同疾病預(yù)后不一。

2.4 實(shí)驗(yàn)室檢查 目前常用的診斷技術(shù)包括微衛(wèi)星標(biāo)記(又稱短串聯(lián)重復(fù)序列STRs)分析、特異性甲基化檢測、CMA、家系全外顯子測序(whole-exome sequencing，WES)、家系全基因組測序(whole-genome sequencing，WGS)。其中STRs、特異性甲基化檢測較適用于有明確UPD疾病指征的UPD檢測，價(jià)格相對較低；CMA一次檢測可覆蓋全部染色體，無需家系分析即可準(zhǔn)確檢出發(fā)生UPD的染色體，進(jìn)一步家系分析可明確UPD來源，此外，還可檢出>100kb的拷貝數(shù)變異(copy number variation, CNV)，價(jià)格相對適中；WES/WGS可檢測點(diǎn)突變、幾到幾十個(gè)堿基缺失/重復(fù)，部分檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的家系WES/WGS測序產(chǎn)品可以檢測UPD，可明確由于UPD導(dǎo)致的隱性遺傳病，但是價(jià)格相對較高。

2.5 再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)評估及遺傳咨詢意見 研究表明UPD的發(fā)生率為1/3500～1/5000，Nakka等[26]對214 915個(gè)家系研究后發(fā)現(xiàn)，UPD的發(fā)生率在活產(chǎn)兒中為1/2000，由于UPD來源于父/母一方，若父/母8號染色體存在隱性遺傳病致病基因突變，則可能導(dǎo)致相應(yīng)疾病的發(fā)生。