多種遺傳學(xué)檢測技術(shù)在臍血穿刺中的臨床應(yīng)用研究

袁慧珍，劉艷秋，周萍，王欣榮，黃淑暉

（江西省婦幼保健院醫(yī)學(xué)遺傳中心 江西省出生缺陷防控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 江西省醫(yī)學(xué)領(lǐng)先學(xué)科建設(shè)計(jì)劃項(xiàng)目，南昌 330006）

據(jù)統(tǒng)計(jì)全世界每年有500多萬出生缺陷，我國每年出生缺陷兒100多萬，占出生人口的5%。其中遺傳因素占25%，環(huán)境因素約占10%；遺傳和環(huán)境綜合或病因未知占65%[1]。如果染色體發(fā)生數(shù)目或結(jié)構(gòu)的異常，將會引起許多基因的缺失或重復(fù)，因而染色體病常表現(xiàn)為多種異?；蚧蔚木C合征[2]。近年隨著產(chǎn)前分子診斷遺傳學(xué)技術(shù)的發(fā)展，熒光原位雜交（Fluorescence In Situ Hybridization，F(xiàn)ISH）技術(shù)、熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)（Quantitative Fluorescent Polymerase Chain Reaction，QFPCR）技術(shù)、染色體微陣列技術(shù)（Chromosomal Microarray Analysis，CMA）、低深度全基因組拷貝數(shù)變 異測序 (Copy Number Variation Sequencing，CNV-seq)等已逐漸成熟及廣泛應(yīng)用于臨床，其中QF-PCR可以根據(jù)短串聯(lián)重復(fù)序列(Short Trandem repeat，STR)等位基因的個性化信息判別多余染色體的來源，鑒別母體細(xì)胞污染（Maternal Cell Contamination，MCC），也可快速診斷出目標(biāo)染色體的非整倍體數(shù)目異常[3]；CMA緩解了傳統(tǒng)核型分析的壓力，同時在深度上更詳細(xì)地對染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并能綜合染色體微缺失微重復(fù)的片段位置、大小、來源及數(shù)據(jù)庫和相關(guān)文獻(xiàn)對其致病性進(jìn)行評估[4]。妊娠中晚期抽取臍血進(jìn)行染色體分析是產(chǎn)前診斷的主要方法之一，本文對576例胎兒臍血染色體檢查的結(jié)果進(jìn)行了回顧性分析，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2019年1月至2021年4月在江西省婦幼保健院產(chǎn)前診斷中心行臍血穿刺的孕婦576例，均進(jìn)行染色體核型分析、QF-PCR及CMA檢測，孕周≥24周，年齡18~39歲；若無創(chuàng)DNA提示胎兒性染色體異常，同時進(jìn)行FISH檢測。臍血穿刺指征：超聲提示胎兒發(fā)育異常、夫婦之一為染色體異常攜帶者、母血中胎兒游離DNA檢測（non-invasive prenatal test，NIPT）陽性、不良生育史等。所有孕婦均簽署知情同意書。

1.2 方法 在超聲引導(dǎo)下抽取2~4 mL臍血標(biāo)本進(jìn)行染色體核型分析、QF-PCR及CMA檢測；若無創(chuàng)DNA檢測結(jié)果提示性染色體異常，同時進(jìn)行FISH檢測。查詢國際數(shù)據(jù)庫包括DECIPHER、Database of Genomic Variants (DGV)、Online Mendelian Inherit-ance in Man(OMIM)、UCSC Genome Browser、ENS EMBL等進(jìn)行致病性分析，依據(jù)ACMG（American College of Medical Genetics and Genomics）判讀指南進(jìn)行CNVs致病性的判讀。

2 結(jié)果

2.1 染色體核型與FISH結(jié)果 在576例臍血穿刺中，經(jīng)染色體核型分析共發(fā)現(xiàn)染色體核型異常78例和染色體多態(tài)性變異42例，胎兒染色體核型異常檢出率13.54%（78/576），其中染色體數(shù)目異常占78.20%（61/78），染色體結(jié)構(gòu)異常占21.80%（17/78）；常染色體異常占66.67%（52/78），三體綜合征占65.38%（51/78），其中最多的是21-三體綜合征，占51.28%（40/78）；性染色體異常占20.51%（16/78）。FISH結(jié)果與染色體核型結(jié)果一致。見表1。

2.2 染色體微陣列分析結(jié)果 與核型分析結(jié)果不一致且具有臨床意義的拷貝數(shù)變異21例，額外增加了3.65%（21/576）的異常檢出率。見表2。

表1 染色體異常核型及多態(tài)性變異核型

1例臍帶血存在一定比例的母源污染，通知孕婦重新取樣檢測，重新取樣后的檢測結(jié)果與染色體核型結(jié)果一致；其他均無母體細(xì)胞污染。無法判斷是否存在18號染色體數(shù)目異常2例，其余與染色體核型結(jié)果一致。

3 討論

染色體是遺傳物質(zhì)的載體，由DNA和蛋白質(zhì)等構(gòu)成，具有儲存和傳遞遺傳信息的作用。如果染色體發(fā)生數(shù)目或結(jié)構(gòu)的異常，將會引起許多基因的缺失或重復(fù)，因而染色體病常表現(xiàn)為多種異?；蚧蔚木C合征，又稱為染色體綜合征[2]。

本研究中，在576例臍血穿刺中，檢出染色體核型異常78例和染色體微缺失微重復(fù)綜合征21例，胎兒染色體異常的檢出率為17.19%（99/576），其中胎兒染色體核型異常檢出率13.54%（78/576），染色體微陣列分析提高了3.65%（21/576）的異常檢出率。胎兒染色體異常的檢出率略高于周俊[5]等的研究結(jié)果。本文研究對象主要為超聲提示胎兒結(jié)構(gòu)異常和NIPT陽性的孕婦，有研究表明：超聲結(jié)構(gòu)異常的染色體異常檢出率高于超聲非結(jié)構(gòu)異常的檢出率；當(dāng)超聲結(jié)構(gòu)異常出現(xiàn)兩項(xiàng)及以上時，染色體異常發(fā)生率會明顯增高[6]。NIPT用于檢測胎兒常見的非整倍體及部分性染色體異常，敏感度：21-三體為0.994(0.983-0.998)，18-三體為0.977(0.952-0.989)，13-三體為0.906(0.823-0.958)；特異性均達(dá)到0.999以上[7]。本研究中染色體微陣列分析提高了3.65%（21/576）的陽性檢出率。與相關(guān)研究結(jié)果相符，CMA的陽性檢出率仍然較低（并非所有病例都能發(fā)現(xiàn)具有臨床意義的CNV），對于超聲檢查發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)異常但胎兒染色體核型正常的病例，目前CMA增加檢出致病性CNV的比例<10%[8]。

小額外標(biāo)記染色體 （Small Supernumerary Markerchromosome，sSMC）是指在染色體核型分析中，除正常染色體外，出現(xiàn)的不明結(jié)構(gòu)、無法辨別其來源和特征的染色體，導(dǎo)致染色體數(shù)量和基因拷貝數(shù)發(fā)生變化，其可來源于任何一條染色體，攜帶者臨床癥狀從無到嚴(yán)重畸形［9］。本研究中，1例核型為47，XN，+mar[18]/46，XN[32]的新發(fā)標(biāo)記染色體，CMA結(jié)果顯示arr[GRCh37]1p21.1q23.1(105438124_157720286)×3，為致病性變異。孕婦及家屬知情后選擇終止妊娠。

QF-PCR技術(shù)是一種利用熒光引物對染色體上特異的短串聯(lián)重復(fù)序列（Shrot Tandem Repeat，STR)位點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)增，通過熒光檢測對染色體數(shù)目異常做出快速產(chǎn)前診斷的方法[10]。同時可以排除胎兒產(chǎn)前診斷樣本中的母體細(xì)胞污染。本研究中有1例臍帶血存在一定比例的母源污染，通知孕婦重新取樣檢測，重新取樣后的檢測結(jié)果與染色體核型結(jié)果一致；其他均無母體細(xì)胞污染。無法判斷是否存在18號染色體數(shù)目異常2例，其余與染色體核型結(jié)果一致。

對于懷疑嵌合的患者，取羊水或臍血等直接進(jìn)行FISH檢測，不受細(xì)胞培養(yǎng)過程中選擇性生長的影響，可以更真實(shí)地反映胎兒體內(nèi)的細(xì)胞嵌合狀況，對于判斷胎兒預(yù)后會有更多幫助[11]。目前英國臨床細(xì)胞遺傳協(xié)會已把采用間期細(xì)胞的FISH技術(shù)作為產(chǎn)前嵌合體檢查的篩查方法[12]。本研究中對無創(chuàng)DNA提示胎兒性染色體異常時，進(jìn)行FISH檢測，以提高性染色體嵌合體的檢出率。

綜上所述，臍血穿刺作為孕中晚期產(chǎn)前診斷的主要手段，必須選擇細(xì)胞生物學(xué)或者分子生物學(xué)分析方法，明確產(chǎn)前診斷標(biāo)本的來源，以免發(fā)生母體細(xì)胞污染。染色體核型分析與CMA相結(jié)合可以提高胎兒異常的檢出率，必要時應(yīng)用FISH進(jìn)行綜合分析，從而更加準(zhǔn)確地確定染色體異常類型以及異常核型的嵌合比例，為孕婦及其家屬提供精準(zhǔn)的遺傳學(xué)咨詢及建議，有效防止缺陷患兒的出生。