應(yīng)用CMA技術(shù)診斷染色體不平衡易位1例

楊 曦，黃偉偉，李裕和

染色體易位是最常見(jiàn)的人類(lèi)染色體結(jié)構(gòu)異常。染色體易位根據(jù)遺傳物質(zhì)是否丟失可分為平衡易位和非平衡易位。染色體平衡易位，包括羅氏易位和相互易位，由于未造成重要遺傳物質(zhì)的丟失和增加，一般不會(huì)引起遺傳效應(yīng)，通常表型和智力正常[1]。但是可通過(guò)配子遺傳給下一代，可能導(dǎo)致染色體不平衡易位，引發(fā)復(fù)發(fā)性流產(chǎn)、胎兒畸形、患兒智力障礙、發(fā)育遲緩等癥狀。準(zhǔn)確診斷不平衡易位對(duì)預(yù)后及評(píng)估再生育風(fēng)險(xiǎn)及產(chǎn)前診斷具有重要意義[2]。

染色體核型分析是細(xì)胞遺傳學(xué)最常用的診斷方法，但只能檢測(cè)出5～10 Mb以上的染色體異常。隨著技術(shù)的進(jìn)步，染色體微陣列分析(chromosome microarray analysis，CMA)逐漸用于臨床檢測(cè)，可以檢測(cè)染色體微小不平衡發(fā)生的缺失和重復(fù)，但不能檢測(cè)出平衡易位、倒位等染色體拷貝數(shù)沒(méi)有發(fā)生變化的異常。本文對(duì)1例產(chǎn)前超聲檢測(cè)結(jié)果異常的患者，應(yīng)用CMA和傳統(tǒng)的染色體分析技術(shù)對(duì)患者臍血進(jìn)行檢測(cè)，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1臨床資料孕婦35歲，G1P0A0，非近親結(jié)婚。宮內(nèi)妊娠，單活胎。胎兒唇裂合并腭裂聲像(圖1)。胎兒心臟發(fā)育異常，臍動(dòng)脈血流頻譜正常范圍。無(wú)胎兒畸形家族史，無(wú)家族病史。胎兒母親染色體正常，父親染色體平衡易位:46,XY,t(4;8)(p16;p23)。

圖1 胎兒唇腭裂

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1G顯帶分析對(duì)患者臍血標(biāo)本采用改良同步化染色體培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)[3]，增加了阻斷、釋放和加秋水仙素時(shí)間，按常規(guī)方法制片、G顯帶分析要求達(dá)到500～550條帶。顯微鏡下計(jì)數(shù)20個(gè)核型，分析5個(gè)核型[3]，根據(jù)人類(lèi)細(xì)胞遺傳學(xué)國(guó)際命名規(guī)則(ISCN)描述染色體異常核型。

1.2.2染色體微陣列分析(CMA) 征得患者同意并簽署知情同意書(shū)。經(jīng)腹臍靜脈穿刺術(shù)采集臍血，EDTA抗凝。臍血基因組DNA提取使用QIAGEN公司生產(chǎn)的QIAamp DNA Blood Mini Kit，用美國(guó)昂飛公司生產(chǎn)的cyto750k SNP基因芯片進(jìn)行CMA檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程為：取5 μL全基因組DNA(250 ng)限制性內(nèi)切酶消化，將消化后產(chǎn)物末端連接接頭，PCR全基因組擴(kuò)增連接產(chǎn)物，磁珠法純化PCR產(chǎn)物，將產(chǎn)物片段化、標(biāo)記后，與雜交液預(yù)雜交，然后加入到芯片中，置于雜交儀50 ℃ 60 r·min-1雜交16～18 h，將雜交后芯片用工作站洗滌、芯片掃描儀掃描芯片。使用chromosome Analysis Suite(ChAS；version2.1)軟件對(duì)芯片掃描的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，參照DECIPHER、ClinGen、OMIM、DGV等數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行致病性分析。

2 結(jié)果

臍血染色體G顯帶結(jié)果正常。應(yīng)用ChAS軟件CMA分析發(fā)現(xiàn)4p16.3p16.1位置發(fā)生8.65 Mb缺失(arr[hg19] 4p16.3p16.1 (68 345～8 721 580)×1) (圖2)，該區(qū)域位置包含113個(gè)基因，其中64個(gè)為OMIM基因。8p23.3p23.1位置發(fā)生6.76 Mb重復(fù)(arr[hg19]8p23.3p23.1(158 048～6 922 052)×3)(圖3)，該區(qū)域位置包含31個(gè)基因,其中15個(gè)OMIM基因。

圖2 ChAS軟件分析4號(hào)染色體CMA結(jié)果圖

圖3 ChAS軟件分析8號(hào)染色體CMA結(jié)果圖

3 討論

本例患者胎兒臍血CMA檢測(cè)發(fā)現(xiàn)染色體4p16.3p16.1發(fā)生了微缺失，8p23.3p23.1發(fā)生了微重復(fù)，而胎兒父親為t(4;8)(p16;p23)平衡易位攜帶者，導(dǎo)致胎兒染色體4p16.3p16.1與8p23.3p23.1之間發(fā)生了不平衡易位。4p16.3p16.1缺失會(huì)導(dǎo)致WHS 綜合征(Wolf-Hirschhorn sydrome,WHS)，其發(fā)病率為 1/50 000，男女比例1∶2[4]。臨床表現(xiàn)為精神發(fā)育遲滯、癲癇、小頭畸型、心臟及骨骼異常、顱面異常等，其中“希臘頭盔”外貌及智力低下是其兩大特征。WHS表型輕重程度與丟失基因有關(guān)，缺失片段越大臨床表型越嚴(yán)重，其中WHSC1、WHSC2、LETM1、MSX1 基因認(rèn)為與WHS密切相關(guān)[5-6]。WHS患者中25%有尿道畸形，33%出現(xiàn)大腦結(jié)構(gòu)異常，40%聽(tīng)力障礙及唇腭裂，50%表現(xiàn)先天性心臟病，60%～70%骨骼異常，50%～100%有癲癇[7]。8p23.3p23.1重復(fù)會(huì)導(dǎo)致“8p23重復(fù)綜合征”，該綜合征國(guó)內(nèi)較少報(bào)道，臨床表現(xiàn)為語(yǔ)言發(fā)育遲緩、學(xué)習(xí)困難、肌張力低下、心臟異常等[8]。

染色體不平衡易位會(huì)導(dǎo)致染色體遺傳物質(zhì)發(fā)生缺失或重復(fù)[9]，核型分析能檢測(cè)出較大片段缺失或者重復(fù)的染色體不平衡易位，但由于核型分析只能檢測(cè)出5～10 Mb以上的染色體變異，對(duì)較小片段的不平衡易位不能檢測(cè)出。CMA分辨率較高(50～100 KB)，CMA能檢測(cè)出微小的缺失或重復(fù)，對(duì)染色體核型分析顯示正常或者平衡易位的患者，進(jìn)一步行CMA技術(shù)檢測(cè)可以確定是否發(fā)生微缺失、微重復(fù)、非平衡易位。本研究使用CMA中的SNP array基因芯片進(jìn)行檢測(cè)，無(wú)需對(duì)標(biāo)本進(jìn)行培養(yǎng)，除了能夠檢出染色體拷貝數(shù)變異外，還能檢出單親二體、雜合性缺失和三倍體等[10]，但不能檢測(cè)出平衡易位等染色體拷貝數(shù)未發(fā)生改變的染色體異常。另外CMA能明確染色體異常的具體位置，以及判斷染色體增多或減少片段的來(lái)源。對(duì)超聲結(jié)果異常，而核型分析正常或平衡易位的胎兒，再進(jìn)行CMA檢測(cè)，可以明確是否真正的正常或者平衡易位，將有利于提高染色體異常檢出率[11]，從而為臨床醫(yī)生提供有用的再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估信息。

[1] 董媛,齊科研,李維,等.39例染色體易位胎兒的遺傳咨詢及預(yù)后分析[J].中國(guó)優(yōu)生與遺傳雜志,2017,25(4):58-61.

[2] 李素萍,金玉霞,劉曉丹,等.核型分析結(jié)合單核苷酸多態(tài)性微陣列技術(shù)在一父源性染色體平衡易位家系中的應(yīng)用[J].中國(guó)優(yōu)生與遺傳雜志,2016,24(3):26-29.

[3] 王游聲,尹愛(ài)華,吳菁,等.改良同步化染色體培養(yǎng)技術(shù)在臍血產(chǎn)前診斷中的應(yīng)用[J].中國(guó)婦幼保健,2016,31(9):1911-1912.

[4] 郭麗格,劉亞萍.Wolf-Hirschhorn綜合征1例報(bào)告[J].中國(guó)兒童保健雜志,2017,25(1):107-108.

[5] 李靜,陳雪,王興,等.Wolf-Hirschhorn綜合征一例及研究進(jìn)展[J].中國(guó)優(yōu)生與遺傳雜志,2015,23(10):42-42.

[6]Paradowska-Stolarz AM.Wolf-Hirschhorn syndrome (WHS)-literature review on the features of the syndrome[J].Adv Clin Exp Med,2014,23(3):485-489.

[7] 闕麗萍,梁立陽(yáng),孟哲,等.微陣列技術(shù)檢測(cè)Wolf-Hirschhorn綜合征1例報(bào)告[J].中國(guó)當(dāng)代兒科雜志,2014,16(12):1277-1278.

[8] Weber A,K hler A,Hahn A,et al.8p23.1 duplication syndrome: narrowing of critical interval to 1.80 Mbp[J].Mol Cytogenet,2014,7(1):94.

[9] 沈紅霞, 尹坤. 染色體平衡易位攜帶者引起不良孕育的臨床分析[J].大理學(xué)院學(xué)報(bào), 2015,14(2):41-43.

[10]盧建,黃偉偉,李怡,等.染色體微陣列技術(shù)在產(chǎn)前診斷中的應(yīng)用[J].中國(guó)產(chǎn)前診斷雜志(電子版),2016,8(4):8-10.

[11]林小玲,唐少華,項(xiàng)延包,等.14例染色體不平衡易位的遺傳學(xué)分析[J].中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,2017,27(5):695-697.