51 057例患者外周血染色體核型與生殖異常關(guān)系的研究

張曉翠，趙瓊珍，伊江燕，孫雪梅，張雪萍，黃衛(wèi)東

(佳音醫(yī)院，烏魯木齊 830001)

不孕不育已成為全球范圍內(nèi)的公共衛(wèi)生問題，約有10%～18%的育齡夫婦為不孕不育癥所困擾[1]。據(jù)估計(jì)，全世界約有7%的男性和12%的女性受到不孕不育的影響[2]。部分不孕不育的原因明確，如輸卵管或輸精管阻塞等。但是仍有相當(dāng)一部分不孕不育癥是特發(fā)性的，越來越多的遺傳因素被認(rèn)為可能影響生育能力。研究證實(shí)，不孕不育患者染色體異常的發(fā)生率大于一般人群染色體異常的總體發(fā)生率[3-4]。因此，人類染色體的研究在不孕不育癥的診斷、治療、預(yù)后和監(jiān)測(cè)中起著關(guān)鍵作用。本研究對(duì)我院51 057例就診患者進(jìn)行細(xì)胞遺傳學(xué)染色體核型分析，以評(píng)估染色體異常與生殖異常之間的關(guān)系。

資料與方法

一、研究對(duì)象

收集2005年1月至2021年7月期間于佳音醫(yī)院就診的生殖異常患者51 057例，其中男性患者25 841例，女性患者25 216例，主要表現(xiàn)為不孕不育或不良妊娠史。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)明確診斷為不孕不育癥(指性生活正常，未避孕未孕1年以上者)，包括閉經(jīng)、卵巢發(fā)育不全、無精子癥及少精子癥等；(2)既往不良妊娠史，包括胚胎停育、復(fù)發(fā)流產(chǎn)、生育異常胎兒等；(3)均進(jìn)行了染色體核型分析。排除標(biāo)準(zhǔn)：相關(guān)資料不完整者。

二、研究方法

抽取患者外周血2 ml于肝素鈉抗凝管內(nèi)，混勻，接種0.5 ml于淋巴細(xì)胞培養(yǎng)基(青島萊佛生物)，置于37℃恒溫培養(yǎng)箱72 h后秋水仙素處理，2 h后常規(guī)收獲，染色體制片、G顯帶染色體核型分析。計(jì)數(shù)20個(gè)中期分裂相，分析5個(gè)核型，如疑為嵌合體或異常核型增加計(jì)數(shù)和分析，計(jì)算嵌合比例。按照人類細(xì)胞遺傳學(xué)(ISCN)(2016)國(guó)際命名體制相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[5]對(duì)核型結(jié)果進(jìn)行命名。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

對(duì)所有納入患者的染色體核型分析資料進(jìn)行觀察性描述和分析。

結(jié) 果

一、一般情況

從51 057例患者中診斷出768例染色體數(shù)目及結(jié)構(gòu)異常的核型，異常檢出率為1.50%，高于正常人群染色體異常的水平(0.5%～1.0%)[6]；其中男性患者檢出率1.10%，女性患者檢出率0.42%，男性染色體異常發(fā)生率是女性的2.62倍，而患者中男性總?cè)藬?shù)僅比女性總?cè)藬?shù)多625人。常染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目異常核型占比為45.31%，檢出率為0.68%；性染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目異常核型占比為52.08%，檢出率為0.78%；性反轉(zhuǎn)異常核型占比為2.60%，檢出率0.04%。缺失、重復(fù)、等臂、環(huán)狀等異常核型占比為4.17%，檢出率為0.06%。性染色體數(shù)目增加(39.58%)在異常核型中占比最高，檢出率(0.60%)也最高(表1)。另外，本研究檢出染色體多態(tài)性2 274例，檢出率約為4.45%，高于正常人群水平(2.16%)，其中9號(hào)染色體臂間倒位較為常見，共檢出362例。

表1 異常染色體核型分布(%)

二、染色體數(shù)目異常

染色體數(shù)目異常分為性染色體數(shù)目異常和常染色體數(shù)目異常。本研究51 057例患者中性染色體數(shù)目異常為364例，占異常核型的47.40%，檢出率為0.71%。其中47，XXY(Klinefelter綜合征)276例，占性染色體數(shù)目異常的75.82%，占總異常核型的35.94%，檢出率為0.54%，高于文獻(xiàn)報(bào)道的發(fā)病率0.1%～0.2%[6-7]。女性染色體數(shù)目異常單純核型16例,其中45，X共5例、47，XXX共11例;其余42例為嵌合型，其中嵌合型45，X/46，XX/47，XXX共21例(表2)。

表2 性染色體數(shù)目異常核型分布(%)

常染色體數(shù)目異常較少見，共檢測(cè)到標(biāo)記染色體28例，檢出率0.05%。其中男性標(biāo)記染色體核型13例，女性標(biāo)記染色體核型15例(表3)。

表3 常染色體數(shù)目異常核型分布(%)

三、染色體平衡易位

51 057例患者中，共檢出207例染色體平衡易位患者，檢出率為0.41%，高于文獻(xiàn)報(bào)道的一般群體中平衡易位的檢出率(0.08～0.3%)[8-9]。其中男性122例，女性85例，平衡易位的檢出率分別為0.24%(122/51 057)和0.17%(85/51 057)，男性的平衡易位發(fā)生率高于女性。平衡易位異常核型占比為26.95%(207/768)，其中A組染色體的易位頻率最高，其次是C組中的6、7、9、10號(hào)染色體和B組染色體，并檢出4例復(fù)雜平衡易位(3條及3條以上染色體間的平衡易位)(表4)。

表4 平衡易位染色體核型分布特點(diǎn)(%)

四、染色體羅氏易位

羅氏易位核型共80例，男性53例，女性27例，占異常核型的10.42%，總檢出率約為0.16%。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，羅氏易位在普通人群中的發(fā)生率為0.1%[10-11]。本研究中羅氏易位男性的檢出率約為女性2倍，男性檢出率0.1%(53/51 057)，女性檢出率0.05%(27/51 057)。主要以13和14號(hào)染色體羅氏易位為主，共58例，占羅氏易位染色體核型的72.5%，檢出率為0.11%(表5)。

表5 羅氏易位染色體核型分布(%)

五、染色體倒位

51 057例患者中檢出染色體倒位37例(不包含倒位多態(tài))，占異常核型的4.82%，檢出率為0.07%。其中1號(hào)染色體倒位例數(shù)最多，共11例。男性和女性的倒位檢出率分別為0.05%(27/51 057)和0.02%(10/51 057)，男性倒位概率為女性的2.5倍(表6)。

六、染色體缺失、重復(fù)、等臂等其他染色體異常

51 057例患者中染色體缺失、重復(fù)、等臂等其他染色體異常共32例，占異常核型的4.17%，檢出率0.06%。染色體缺失共檢出21例，男性16例，女性5例，男性發(fā)生缺失概率較女性高，約為女性的4倍，主要以Y染色體發(fā)生缺失為主；染色體重復(fù)(1例女性X染色體同時(shí)發(fā)生缺失與重復(fù))共檢出7例，男性3例，女性4例；等臂染色體共檢出4例，皆為女性X染色體發(fā)生等臂現(xiàn)象；插入染色體1例，為女性(表7)。

表6 倒位染色體核型分布(%)

表7 缺失、重復(fù)等染色體異常核型分布(%)

討 論

51 057例研究對(duì)象均是前來我院就診的患者，主要臨床癥狀以不孕不育等生殖異常為主。不孕不育的因素有多種，主要分為夫妻雙方共同因素(約10%)、女方因素(約60%)和男方因素(約30%)[10]。后天因素如生殖器官炎癥、堵塞等，先天遺傳因素如先天發(fā)育不良、遺傳因素等。本研究主要從患者的遺傳因素染色體核型與生殖異常之間的關(guān)系進(jìn)行深入探究。

一、染色體數(shù)目異常與生殖異常

染色體異常是導(dǎo)致染色體疾病的主要原因，染色體疾病是由人體細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)量和結(jié)構(gòu)變化而引發(fā)的一系列臨床疾病癥狀[11-12]。染色體數(shù)目異常通常是因?yàn)榧?xì)胞在有絲分裂過程中因遺傳物質(zhì)染色體的分配錯(cuò)誤或者細(xì)胞的分裂受阻，導(dǎo)致分裂后獲得的子代細(xì)胞中染色體數(shù)目較正常核型46條染色體數(shù)量有所增加或者減少。染色體數(shù)目異常分常染色體數(shù)目異常和性染色體數(shù)目異常，本研究中性染色體數(shù)目異常所占比重較常染色體大，分別為364例和28例。染色體數(shù)目增加或者減少都是整條的染色體變化，每一條染色體上承載著數(shù)量巨大的控制著人類遺傳物質(zhì)的基因，尤其是性染色體數(shù)量變化對(duì)生殖的影響較大，所以臨床癥狀較為明顯。臨床癥狀多表現(xiàn)為智力發(fā)育正常，第二性征發(fā)育差，性腺發(fā)育不良，副性征不發(fā)育[8]。本研究中性染色體數(shù)目異常男性多于女性，男性是女性的5.2倍。性染色體異常以47，XXY(Klinefelter綜合征)為主，男性臨床表現(xiàn)多為因少、弱、無精子導(dǎo)致不育。女性性染色體異常多為嵌合型，癥狀多為月經(jīng)不調(diào)、月經(jīng)量少、卵巢早衰、不孕[8]。單純核型或嵌合型中均以47，XXX出現(xiàn)的頻率較高，其中嵌合型45，X/46，XX/47，XXX最多，且流產(chǎn)率高于其他類型性染色體數(shù)目異常群體。

常染色體數(shù)目異常主要是標(biāo)記染色體mar的增加，也稱為額外小標(biāo)記染色體(small supernumerary marker chromosome，sSMC)，mar是除正常46條染色體外，來源不明的多余的一條小染色體，形態(tài)小于或者等于20號(hào)染色體[7]。本研究共有28例含mar的患者，占異常核型的3.65%，檢出率為0.05%，患者表型無明顯異常。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，mar起源于端著絲粒染色體短臂易位所致或者系某些染色體缺陷所致。目前沒有充分證據(jù)證實(shí)mar對(duì)生育是否有影響[6]，但也有文獻(xiàn)報(bào)道標(biāo)記染色體與自然流產(chǎn)有關(guān)。因此，建議發(fā)生自然流產(chǎn)的夫婦應(yīng)做外周血染色體核型分析，以明確流產(chǎn)是否與自身染色體異常有關(guān)[9]。

二、染色體結(jié)構(gòu)異常與生殖異常

染色體結(jié)構(gòu)異常通?？蓪?dǎo)致患者流產(chǎn)、生精異常等，是不孕不育的主要原因之一。染色體結(jié)構(gòu)異常包括易位、倒位、缺失、重復(fù)等染色體結(jié)構(gòu)的變化。本研究共檢出平衡易位207例，羅氏易位80例，倒位37例，染色體缺失、重復(fù)等其他染色體異常32例。

相互易位是由兩個(gè)或兩個(gè)以上非同源染色體間遠(yuǎn)端結(jié)構(gòu)的斷裂和相互交換產(chǎn)生，沒有可見的染色體片段增減稱為平衡易位。由于沒有遺傳物質(zhì)的丟失或增加，所以平衡易位攜帶者的表型通常都正常。染色體平衡易位在反復(fù)流產(chǎn)的夫婦和精液質(zhì)量發(fā)生改變的男性中尤其常見[13]。攜帶者在生殖過程中，由于不平衡配子的產(chǎn)生會(huì)顯著影響易位攜帶者的生育能力并增加流產(chǎn)率。對(duì)于染色體平衡易位的攜帶者，行IVF-ET胚胎植入前遺傳學(xué)檢測(cè)(PGT)給他們提供了生育健康孩子的機(jī)會(huì)。本研究中平衡易位檢出率為0.41%，高于文獻(xiàn)報(bào)道的新生兒平衡易位發(fā)生率0.14%[6]和正常人群的平衡易位發(fā)生率0.1%～0.2%[5]。男性和女性患者平衡易位檢出率分別為0.24%和0.17%，男性平衡易位頻率高于女性。

羅氏易位是由兩條近端著絲粒染色體斷裂和失去短臂后融合而產(chǎn)生的。本研究中羅氏易位的檢出率約0.16%，而在普通人群中發(fā)生率為0.1%[14]。最常見的組合是13號(hào)染色體和14號(hào)染色體的結(jié)合，在本研究中檢出率為0.11%，其中男性0.07%，女性0.04%。

倒位是指同一條染色體發(fā)生兩處斷裂，中間某一片段翻轉(zhuǎn)180°后重新與斷裂端連接在一起，遺傳物質(zhì)一般不會(huì)丟失，但若斷裂點(diǎn)正好處于結(jié)構(gòu)基因區(qū)，則會(huì)發(fā)生一些相應(yīng)的癥狀。本研究中，9號(hào)、Y染色體之外的其他染色體倒位檢出率為0.07%，9號(hào)、Y染色體倒位類型屬于倒位多態(tài)，未被歸類于異常染色體中。新發(fā)現(xiàn)的染色體倒位現(xiàn)象可以為不孕或流產(chǎn)提供合理的解釋，而且及時(shí)識(shí)別倒位有益于患者未來的生殖過程[15]。

染色體還會(huì)發(fā)生缺失、重復(fù)、環(huán)狀、等臂等結(jié)構(gòu)異?，F(xiàn)象，這些都有可能導(dǎo)致患者表現(xiàn)出生殖器官的發(fā)育異常、生殖功能降低甚至智力障礙等癥狀。缺失和重復(fù)等變異構(gòu)成了大量的可變堿基，可能由于重要功能基因的破壞或數(shù)量改變而導(dǎo)致人類發(fā)生遺傳疾病[16]。本研究等臂X共4例，等臂X患者一般表現(xiàn)為身材矮小、第二性征發(fā)育異常、卵巢功能低下等癥狀[6]。Y染色體易發(fā)生缺失現(xiàn)象，本研究中Y染色體大片段缺失14例，檢出率0.03%。Y染色體上有3個(gè)與生精功能相關(guān)的區(qū)域AZFa、AZFb、AZFc，其中任何一個(gè)區(qū)域或多個(gè)區(qū)域缺失都將影響睪丸的發(fā)育和精子的生成，造成男性患者嚴(yán)重少精或者無精現(xiàn)象，導(dǎo)致不育[17]。

三、性反轉(zhuǎn)與生殖異常

性反轉(zhuǎn)是指患者染色體核型與性別、性腺相反的一類染色體疾病，例如染色體核型為46，XY的女性和46，XX的男性。本研究檢出性反轉(zhuǎn)20例，其中社會(huì)性別男，核型46，XX共12例，患者因無精、不育等就診；社會(huì)性別為女性，核型為46，XY共8例，患者因閉經(jīng)、不孕等就診。性反轉(zhuǎn)的異常占比為2.60%，檢出率為0.04%。Y染色體決定性別并促進(jìn)性腺分化成睪丸，若Y染色體上決定性別的基因發(fā)生任何突變，都有可能導(dǎo)致性別異常分化。染色體核型為XY的患者發(fā)育成為女性，外觀貌似正常但是不具備生育能力，腹腔內(nèi)有睪丸但無生精功能，患者可見乳腺稍發(fā)育，卵巢較小或無，外陰、大小陰唇發(fā)育較差，可有會(huì)陰陰囊型尿道下裂等臨床表現(xiàn)。第二性征和生殖器官發(fā)育異常的患者有必要進(jìn)行染色體核型分析來明確病因，正確指導(dǎo)助孕生育[6，18]。

有文獻(xiàn)報(bào)道稱女性染色體異常概率大于男性[19]，也有文獻(xiàn)報(bào)道男性染色體異常概率大于女性[20-21]。本研究中男性總?cè)藬?shù)多于女性總?cè)藬?shù)，約為女性的1.02倍，而男性染色體異常概率是女性的2.62倍。男性性染色體數(shù)目異常較女性多200余例，尤其是47，XXY染色體核型，在生殖異常群體中較為高發(fā)。47，XXY核型超過90%的病例表現(xiàn)為無精子癥或不育[22]。另外，本研究中男性染色體結(jié)構(gòu)異常概率約為女性的1.66倍。因此，在生殖檢查中，夫妻雙方都應(yīng)開展染色體核型檢查，男性的染色體檢查更應(yīng)該引起足夠的重視。

本研究發(fā)現(xiàn)，染色體異常是導(dǎo)致不孕不育及生育障礙的主要因素之一，不孕不育患者群體中，染色體異常率高于正常人群。不孕不育或者不良孕產(chǎn)史患者都應(yīng)在排查病因時(shí)，進(jìn)行外周血染色體核型分析，以排除染色體異常因素，進(jìn)行遺傳咨詢并提供生育指導(dǎo)。染色體異常患者可通過輔助生殖PGT技術(shù)，選擇正常的胚胎移植，以獲得健康的子代。