自然流產的遺傳因素研究進展

王婧，周璇，劉洪倩

四川大學華西第二醫院 出生缺陷與相關婦兒疾病教育部重點實驗室，成都610041

自然流產的發生率為15%～40%，其中80%為發生在妊娠12周之內的早期流產。自然流產病因復雜，包括染色體異常、基因異常、血栓前狀態、免疫功能異常、內分泌異常、生殖器官異常、環境因素等，還有部分自然流產的原因及機制仍不明確。胚胎/胎兒遺傳物質異常是自然流產的常見原因，隨著分子生物學技術的發展以及人類對遺傳性疾病認識的提高，越來越多與自然流產相關的遺傳學病因被揭示。現結合近年來國內外研究成果，就自然流產的遺傳學因素綜述如下。

1 染色體異常

1.1 染色體數目及結構異常 胚胎染色體數目和結構異常是導致自然流產的主要原因，50%～60%的自然流產與胚胎染色體數目及結構異常相關[1]。Hyde等[2]報道，在0～6周、8～11周、16～19周妊娠丟失的標本中，胚胎染色體非整倍體異常比例分別為90%、50%、30%，表明早期自然流產染色體數目和結構異常率較晚期自然流產高。可存活常染色體三體(21三體、13三體、18三體)及(45，X)多發生在曾有胎心的自然流產中[3]。

早期研究表明，大部分(86%)胚胎染色體異常是數目異常，少部分由于結構異常(6%)或其他遺傳機制引起。但既往研究結果幾乎均基于核型分析或基因組靶向檢測技術。近年來，隨著全基因組高分辨檢測技術在流產胚胎檢測領域的廣泛應用，染色體結構異常所占比例增加。染色體結構異常導致流產的主要原因是該變異區域可能涉及關鍵功能基因，從而導致胚胎嚴重發育遲緩、多發畸形、先天性心臟病等，且多為致死性。彭繼蘋等[4]采用染色體微陣列分析(CMA)技術對2 505例流產樣本進行全基因組拷貝數變異檢測，共檢出967例染色體異常，其中82.83%為染色體數目異常，9.72%為結構異常；染色體數目異常中，16三體發生率最高，占19.35%；單體型異常以X單體最多，占所有染色體數目異常的9.61%。馬韻翼[5]應用微陣列比較基因組雜交(a-CGH)技術和下一代測序(NGS)技術對554例孕早期自然流產胚胎進行全基因組拷貝數變異檢測，結果顯示，染色體總體異常檢出率為60.83%，其中染色體數目異常占42.96%，結構異常占17.87%；在結構異常中，15號染色體結構異常的發生率最高。

亞顯微染色體不平衡改變可能是早期流產的主要原因之一。Li等[6]采用a-CGH技術對78例早期自然流產患者的絨毛標本(病例組)及60例無明顯異常的人工流產患者的絨毛標本(對照組)進行染色體亞顯微結構分析，結果病例組檢出15例染色體亞顯微異常，對照組未發現致病性拷貝數變異。楚艷等[7]報道,同時采用a-CGH技術和核型分析技術對382例自然流產樣本進行染色體分析，結果a-CGH檢測成功率為100%，核型分析檢測成功率為73.6%，a-CGH檢測成功率高于核型分析技術；與核型分析檢測結果相比，a-CGH額外檢出病理性染色體亞顯微異常10例。

部分流產標本由于細胞活性喪失導致細胞培養失敗而無法進行核型分析檢測[8]，而高分辨率的NGS及CMA技術染色體異常檢出率高，失敗率較低，標本要求低，基因組分辨率高，且獲得檢測結果的時間更早，因此NGS及CMA技術可作為流產組織遺傳學診斷的一線檢測技術[7，9]。

1.2 染色體多態性 健康人群中存在各種染色體形態的微小變異，如結構和帶紋著色強度的差異等，這種微小的變異稱為多態性或異態性。染色體多態性按照孟德爾方式遺傳，集中出現在含有高度重復DNA的結構異染色質區(如著絲粒、近端著絲粒染色體的短臂、隨體、次縊痕及Y染色體長臂遠側段等)，通常認為不具有明顯的表型或病理學意義。但也有多篇文獻報道女性染色體多態性與復發性流產(RSA)的發生有密切關系。張耀輝等[10]對486例存在RSA病史的女性及762例無自然流產史的健康女性進行外周血染色體核型分析，RSA組檢出染色體多態性核型46例，其中9號染色體臂間倒位最多，占52.17%，D/G組隨體增加占26.09%，次縊痕增加占21.74%；RSA組染色體多態性檢出率顯著高于健康對照組。Cheng等[11]對19 950例婦女的資料進行回顧性分析，觀察染色體多態性對女性不孕癥和妊娠結局的影響，結果發現染色體多態性婦女的流產率高于染色體正常婦女，染色體多態性對自然流產率有不利影響。此外，劉念等[12]報道，RSA組中丈夫染色體多態性的檢出率為11.31%，顯著高于妻子的檢出率6.75%，提示男性染色體的多態性也是RSA的因素之一。

1.3 其他染色體異常 除上述染色體異常外，還存在其他與自然流產相關的染色體異常。彭繼蘋等[4]的一項大樣本研究報道，在自然流產的胚胎樣本中，染色體嵌合體占比約6%，單親二倍體及大片段純合區域占比約4%。Sui等[13]的薈萃分析顯示，在經歷過3次或3次以上妊娠丟失的RSA患者中，極度傾斜性X染色體失活的發生率顯著增高，表明傾斜性X染色體失活可能是3次及3次以上妊娠丟失的重要因素。

2 基因異常

既往遺傳異常的評估主要依賴于染色體組型和單核苷酸多態性序列，目前基于全外顯子測序(WES)或全基因組測序已發現許多與胚胎流產相關的基因變異，提示基因異常可能是導致自然流產的另一個重要因素。

2.1 基因致病性變異 3%～5%的自然流產可通過基因致病性變異來解釋。有研究指出，單個基因的純合突變可能導致流產，如α地中海貧血。

近親結婚可能增加單基因疾病的風險。Bhuiyan等[14]報道了1個近親阿拉伯家庭，該家庭存在早孕期流產2例，胎兒畸形2例，經過分子生物學分析，結果顯示HERG純合無義突變可導致胚胎早期嚴重的心臟異常、流產、胎兒畸形甚至死胎。Tsurusaki等[15]報告了一對有7次異常妊娠史的夫婦，通過WES檢測發現，胚胎/胎兒IFT122基因復合雜合變異是導致多次異常妊娠的原因，因IFT122與纖毛系統密切相關，而纖毛在人類胚胎發生、心臟等內臟器官發育中具有重要作用，反復流產可能是IFT122突變最嚴重的表型。

Filges等[16]報道了一名婦女與其母親均發生了多達18次自然流產，流產胚胎核型分析顯示至少有6個胎兒為三倍體，多條染色體著絲粒附近標記的基因分型表明所有6個三倍體核型都是由于未能完成第2次減數分裂而產生的，推測常染色體顯性遺傳的異常基因變異可能是導致這一表型的原因。最終家系WES數據提示PLCD4和OSBPL5存在突變，發現其與卵母細胞成熟、激活和受精有關。Qiao等[17]對兩個不相關的不明原因RSA家系進行WES檢測，確定了2個與RSA相關的基因DYNC2H1和ALOX15：DYNC2H1影響纖毛發生，與人類致死性胎兒疾病密切相關；ALOX15參與胎盤發育，其突變可導致胎盤功能障礙、炎癥、血管生成和氧化應激反應異常。研究證實，MMP-10家族蛋白質可影響細胞外基質分解，在胚胎發育和繁殖中發揮重要作用[18]。Quintero-Ronderos等[19]對43例存在不明原因RSA病史的無血緣關系的女性進行WES檢測，發現MMP-10、FGA突變與RSA相關。

2.2 基因多態性 基因的遺傳多態性可能是自然流產的易感因素。米蔓麗等[20]針對亞甲基四氫葉酸還原酶基因C677T多態性與自然流產相關性的研究表明，攜帶突變型TT或TC基因的女性其不明原因RSA發病風險明顯增高。血管內皮生長因子(VEGF)是一種高度特異的血管內皮細胞有絲分裂素，在新生血管形成和促進血管構建方面發揮重要作用,VEGF基因rs3025039多態性與RSA存在一定的相關性[21]。人類白細胞抗原(HLA)-Ⅰ類(A、B、C)、Ⅱ類(DRB1、DQB1)基因多態性與原因不明RSA的關聯分析表明HLA*11、B*48、DQB1*06是不明原因RSA女性的易感基因，而男性C*03、DRB1*12、DQB1*03是妻子發生RSA的易感基因[22]。越來越多的證據表明，DNA甲基化在配子發生和早孕中具有重要作用，DNA甲基化異常被認為是RSA的潛在原因。研究顯示，DNA甲基轉移酶基因多態性(dnmt3b-rs1569686)可能是RSA易感性的遺傳標記[23]。動物和人類的生理學研究支持了晝夜節律系統在生殖中的重要作用。Hodzic等[24]報道，CLOCK基因多態性與特發性RSA有關。IL-10是一種抗炎細胞因子，對妊娠結局有重要影響。IL-10基因啟動子多態性可能是具有母體基因組印記效應的自然流產病因的主要遺傳調節因子[25]。三葉因子3(TFF3)基因變異及纖溶酶原激活物抑制物-1 4g/5g多態性可能是導致特發性RSA的遺傳危險因素[26，27]。

由于基因的遺傳多態性及人種地域上的差異，自然流產的遺傳易感基因也存在人種地域上的差異。如中國漢族人群雌激素受體1基因PvuⅡ及XbaⅠ多態性與RSA相關[28]，雌激素受體內含子變異體rs4265085可能增加傣族和白族女性發生RSA的風險[29]，FXⅡ基因C46T基因型可能是中國浙南地區漢族女性RSA的風險因素[30]；攜帶IL-1受體拮抗劑基因內含子-2等位基因與墨西哥女性RSA相關[31]。

2.3 家系基因檢測 Pereza等[32]對特發性RSA的遺傳相關基因進行系統評價，在免疫應答、凝血、代謝和血管生成相關基因中檢測到21個與特發性RSA相關的基因。這表明遺傳相關研究應該包括夫妻雙方及自然流產的胚胎，建議進行全基因組關聯研究及大規模驗證之前已確定的關聯。隨著高通量測序技術的快速發展及測序成本大幅度降低，基因檢測技術如WES目前已廣泛應用于檢測與人類疾病相關的遺傳變異，揭示了更多的不明原因RSA的遺傳因素。因此，建議對已排除胚胎染色體異常的不明原因的RSA胚胎及家系進一步行WES，以幫助明確流產原因，同時有助于評估再生育風險，必要時可接受早期產前診斷或植入前遺傳學診斷，甚至未來可能通過靶向治療來幫助降低由于遺傳異常引起自然流產的風險。

遺傳因素是自然流產的重要原因,近年來，隨著人們對遺傳性疾病的認知提高及高分辨遺傳診斷技術如NGS和DNA微陣列技術在流產物病因篩查領域的廣泛應用，流產相關遺傳因素的診斷水平從顯微結構提高到了亞顯微結構及基因層面，越來越多與自然流產相關的病因得到了確認，有助于自然流產夫婦得到更加完善的遺傳咨詢及再生育建議。