染色體微陣列聯(lián)合核型分析技術(shù)在超聲軟指標(biāo)異常胎兒中的應(yīng)用價值*

劉建生

泰安市婦幼保健院，山東 泰安 271000

針對超聲異常胎兒，染色體核型分析可發(fā)現(xiàn)染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)異常，可檢出9%～19%的異常[1]。在器官畸形及生長發(fā)育不良胎兒中，10%～16%包含染色體拷貝數(shù)變異(copy number variations,CNVs)[2]，這些變異可通過染色體微陣列分析(chromosomal microarray analysis,CMA)診斷。隨著超聲技術(shù)的不斷進(jìn)步,超聲檢查中可發(fā)現(xiàn)胎兒結(jié)構(gòu)異常以及有可能提示胎兒異常的“軟指標(biāo)”，比如胎兒NT(nuchal translucency,NT)增厚、鼻骨缺失、側(cè)腦室增寬、脈絡(luò)叢囊腫、單臍動脈、股骨短等。這些軟指標(biāo)在染色體正常胎兒中可能是一種變異,也可能隨著胎兒的發(fā)育而發(fā)生明顯的結(jié)構(gòu)異常，而在染色體異常胎兒中超聲軟指標(biāo)異常的發(fā)生率會增加。目前多數(shù)產(chǎn)前診斷機(jī)構(gòu)仍單純用染色體核型分析技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)前診斷，沒有從分子水平診斷。CMA技術(shù)作為一種分子診斷技術(shù)已成為產(chǎn)前診斷的一線技術(shù)[3]，與傳統(tǒng)的核型分析相比，在超聲異常胎兒中CMA可提高8%～16%的異常檢出率[1]，以此診斷染色體拷貝數(shù)變異導(dǎo)致的染色體微缺失、微重復(fù)及雜合性缺失等。本研究通過染色體核型與CMA技術(shù)聯(lián)合分析，對染色體數(shù)目、結(jié)構(gòu)及微缺失、微重復(fù)及雜合性缺失多方面診斷，相互補(bǔ)充，提高胎兒遺傳學(xué)檢出率，避免缺陷兒出生，并為遺傳咨詢提供指導(dǎo)。

1 對象與方法

1.1 對象

2018年1月-2020年4月在本院超聲檢查提示胎兒軟指標(biāo)異常而就診的孕婦90例，均為單胎，孕婦年齡為20～43歲，平均31.5歲，孕周18+4～27周，平均 23周，患者均接受遺傳咨詢知情同意。

1.2 方法

1.2.1樣本采集 征得所有超聲軟指標(biāo)異常孕婦知情同意，收集的數(shù)據(jù)包括孕婦年齡、孕周、超聲異常指標(biāo)分類信息等。本文胎兒超聲軟指標(biāo)包括NT、NF(nuchal fold )增厚、鼻骨缺失或小、側(cè)腦室增寬、脈絡(luò)叢囊腫、單臍動脈、股骨短。對90例超聲軟指標(biāo)異常胎兒于孕18～24周時抽取羊水30 mL，分別進(jìn)行羊水細(xì)胞培養(yǎng)染色體核型分析及染色體微陣列檢測。

1.2.2樣本檢測 核型分析歷經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)、染色體收獲、顯帶及染色后進(jìn)行分析。CMA又稱基因芯片，用于全基因組的檢測，包含75萬個基因探針，可檢測CNVs和雜合性缺失。經(jīng)提取羊水細(xì)胞全基因組DNA，并經(jīng)DNA消化、連接、PCR、純化、洗滌和芯片掃描，獲取數(shù)據(jù)加載于ChAs v3.0軟件進(jìn)行結(jié)果判讀。

1.2.3結(jié)果判讀 核型分析根據(jù)人類染色體命名國際規(guī)則(An International System for Hunman Cytogenetic Nomenclature, ISCN) (2016版)報告結(jié)果。CMA芯片檢測對結(jié)果大于200 kb缺失及大于500 kb的重復(fù)片段進(jìn)行分析報告。結(jié)果分為CNVs和未見異常兩類。其中CNVs又分為致病性 CNVs、非明確臨床意義型 (variant of uncertain significance, VOUS)及良性 CNVs 三種類型。CNVs分析經(jīng)DECIPHEROMIMDGVISCANCBI pubMed等數(shù)據(jù)庫為參照，獲得樣品基因組DNA可能治病的變異信息，發(fā)放診斷報告， 對納入病例進(jìn)行電話隨訪其妊娠結(jié)局。分析兩種方法結(jié)合的胎兒遺傳學(xué)檢出率及在超聲軟指標(biāo)異常的分布。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，樣品間率的比較采用χ2檢驗，檢驗水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié) 果

2.1超聲診斷胎兒軟指標(biāo)異常90例，其中單純軟指標(biāo)異常73例：NT/NF增厚40例，雙側(cè)脈絡(luò)叢囊腫6例，鼻骨缺失或小12例，單臍動脈5例，室間隔缺損7例，腦室擴(kuò)張3例；兩種以上軟指標(biāo)異常17例。檢出CNVs 32例，檢出率為35.6%(32/90)，其中良性12.5%(4/32)，VOUS 56.2%(18/32)，致病性CNV 31.2%(10/32)，引產(chǎn)10例。單純軟指標(biāo)異常主要以NT增厚為主，占44.4%(40/90)，CNV檢出率30.0%(12/40)，包括致病性CNVs 4例，占5.5%(4/73)，其中室間隔缺失檢出1例致病性CNVs。兩種以上軟指標(biāo)異常病例17例中檢出CNVs 10例(58.8%)，包括致病性CNVs 6例，占35.3%，與單純軟指標(biāo)異常致病性檢出率比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意(χ2=9.550,P=0.003)。詳見表1。

2.2檢出異常病例包括唐氏綜合征5例，愛德華氏綜合征1例，特納綜合征1例，染色體大片段缺失1例，均與核型分析結(jié)果一致。另有CMA檢測未見異常、核型分析結(jié)構(gòu)異常2例,較單獨CMA檢測提高了2.2%(2/12)的遺傳學(xué)檢出率，占病例的16.7%(2/12)。染色體核型分析未見異常，CMA檢出異常2例，較單獨核型分析提高了2.2%(2/12)的遺傳學(xué)檢出率，占致病性病例的20%(2/10)，避免了2例缺陷兒的出生。VOUS父母驗證4例，其中3例由父母一方遺傳而來，1 例未遺傳自父母，均繼續(xù)妊娠，經(jīng)隨訪未見異常。詳見表2。

表1 胎兒超聲診斷異常CNVs檢出率分布表(例，%)

表2 染色體核型及CMA檢測致病性病例統(tǒng)計表

3 討 論

染色體核型分析技術(shù)是目前傳統(tǒng)的產(chǎn)前診斷方法，CMA芯片技術(shù)是近年來最有效的分子診斷技術(shù)，可以增加產(chǎn)前診斷的檢出率，既可檢測基因組拷貝數(shù)異常，又可檢測雜合性缺失，對超聲提示胎兒結(jié)構(gòu)異常者額外檢出率可達(dá)6%～9%[4]。CNVs即染色體片段的重復(fù)或缺失，拷貝數(shù)存在差異且堿基數(shù)目>1 kb，是十分普遍的染色體變異，且很多變異都與疾病直接相關(guān)[5]。對于超聲提示異常的胎兒首選CMA進(jìn)行產(chǎn)前診斷，以排除染色體異常和50Kb以上的微缺失、微重復(fù)綜合征[6]。本研究對超聲軟指標(biāo)異?；颊哌M(jìn)行遺傳學(xué)診斷，檢出異常病例12例，兩項檢查技術(shù)有8例結(jié)果相同，染色體數(shù)目異常占染色體畸變的58.33%(7/12)。CMA共發(fā)現(xiàn)拷貝數(shù)異常10例，其中特納綜合征1例，21三體綜合征5例,18三體1例，21號染色體缺失1例，均與核型結(jié)果一致。另有CMA檢測未見異常，核型分析結(jié)構(gòu)異常2例,較單獨CMA檢測提高了2.2%(2/12)的遺傳學(xué)檢出率，占病例的16.7%(2/12)，對2例患者進(jìn)行優(yōu)生遺傳咨詢指導(dǎo)，再生育要進(jìn)行產(chǎn)前診斷，防治缺陷兒出生。染色體核型分析未見異常，CMA檢出異常2例，較單獨核型分析提高了2.2%(2/12)的遺傳學(xué)檢出率，占致病性病例的20%(2/10)，2例終止妊娠，避免了2例缺陷兒的出生。有報道稱超聲存在異常軟指標(biāo)，而核型正常的胎兒中致病性CNVs的發(fā)生率為3%～9%[7]，及報道的4.8%[8],本研究軟指標(biāo)異常核型分析正常80例中，CMA檢出CNVs病例2例，占2.5%，略低于文獻(xiàn)報道，可能與病例數(shù)量少有關(guān)。本文胎兒超聲軟指標(biāo)異常的遺傳學(xué)檢出率主要為NT/NF增厚居多，隨著NT厚度增加，胎兒染色體異常幾率增加[9-11]，目前NT檢查在染色體非整倍體的篩查作用也得到了肯定[12-13]。Maya等[14]建議，在NT超過3 mm時就應(yīng)進(jìn)行CMA檢查。單臍動脈、室間隔缺損、腦室擴(kuò)張、膈疝及脈絡(luò)叢囊腫等均有病例檢出，因此超聲軟指標(biāo)異常在很大程度上要引起重視，進(jìn)一步完善遺傳咨詢并進(jìn)行產(chǎn)前診斷很必要。

本研究發(fā)現(xiàn)22q11.21×1(3.16M)1例，該片段覆蓋22q11 deletion syndrome (Velocardiofacial/DiGeorge syndrome)綜合征區(qū)域，包含TBX1、USP18、DGCR6等44個OMIM基因，該片段缺失可導(dǎo)致生長發(fā)育遲緩、心臟發(fā)育異常、胸腺發(fā)育異常、面部發(fā)育異常等臨床表現(xiàn)。21q22.11q22.3×1(13.04M) 1例，該區(qū)域包含102個OMIM基因(RUNX1、DYRK1A等)，缺失可導(dǎo)致隱性脊柱裂、小頭畸形、面部異常、小頜畸形、尿道下裂、智力障礙等不同臨床表現(xiàn)。17q12×3(1.42M)1例，包含ACACA、HNF1B等14個OMIM基因，該重復(fù)片段可導(dǎo)致胎兒智力發(fā)育遲緩、小頭畸形、心臟畸形等臨床表現(xiàn)。以上3例胎兒超聲檢查均有不同程度的發(fā)育異常，均選擇引產(chǎn)。2例染色體結(jié)構(gòu)異常，為染色體病攜帶者，無拷貝數(shù)異常，CMA檢測未見異常，經(jīng)遺傳咨詢，均繼續(xù)妊娠，妊娠隨訪嬰幼兒均未見異常。

隨著芯片技術(shù)的分辨率逐漸增加, VOUS也逐漸增加,本研究中 18例 CNVs胎兒為臨床意義不明確型，其中有4例進(jìn)行了父母CMA驗證， 3例均遺傳自父母一方，1 例為突變導(dǎo)致，經(jīng)隨訪有2例分娩，2例患者繼續(xù)妊娠，隨訪均未見明顯異常。在很多情況下,即使對胎兒父母進(jìn)行了 CMA比對,仍然無法對其臨床性質(zhì)進(jìn)行確切的判讀。 CNVs的臨床性質(zhì)還與外顯率、表現(xiàn)度和環(huán)境等多種因素有關(guān),即使相同的 CNVs結(jié)果在不同的個體也會出現(xiàn)不同的臨床表型[15]。目前還沒有相關(guān)診斷方法能徹底解決此難點，只能通過父母驗證與遺傳咨詢，因此, VOUS的發(fā)現(xiàn)可能會給孕婦及其家庭帶來焦慮,甚至造成不必要的引產(chǎn)。在產(chǎn)前診斷工作中,選擇適宜的產(chǎn)前診斷技術(shù)是前提,專業(yè)的產(chǎn)前咨詢是重中之重。

綜上所述，染色體核型分析與CMA檢測相結(jié)合，可同時檢測染色體數(shù)目、結(jié)構(gòu)異常及CNVs變異，提高遺傳學(xué)檢出率。超聲軟指標(biāo)異常胎兒不能輕視，尤其是兩種以上軟指標(biāo)異常胎兒，發(fā)病率明顯升高，應(yīng)進(jìn)一步產(chǎn)前遺傳學(xué)咨詢與診斷。