染色體微陣列聯合核型分析技術在超聲軟指標異常胎兒中的應用價值*

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現染色體數目和結構異常，可檢出9%～19%的異常[1]。在器官畸形及生長發育不良胎兒中，10%～16%包含染色體拷貝數變異(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。隨著超聲技術的不斷進步,超聲檢查中可發現胎兒結構異常以及有可能提示胎兒異常的“軟指標”，比如胎兒NT(nuchal translucency,NT)增厚、鼻骨缺失、側腦室增寬、脈絡叢囊腫、單臍動脈、股骨短等。這些軟指標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育而發生明顯的結構異常，而在染色體異常胎兒中超聲軟指標異常的發生率會增加。目前多數產前診斷機構仍單純用染色體核型分析技術進行產前診斷，沒有從分子水平診斷。CMA技術作為一種分子診斷技術已成為產前診斷的一線技術[3]，與傳統的核型分析相比，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變異導致的染色體微缺失、微重復及雜合性缺失等。本研究通過染色體核型與CMA技術聯合分析，對染色體數目、結構及微缺失、微重復及雜合性缺失多方面診斷，相互補充，提高胎兒遺傳學檢出率，避免缺陷兒出生，并為遺傳咨詢提供指導。

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異常孕婦知情同意，收集的數據包括孕婦年齡、孕周、超聲異常指標分類信息等。本文胎兒超聲軟指標包括NT、NF(nuchal fold )增厚、鼻骨缺失或小、側腦室增寬、脈絡叢囊腫、單臍動脈、股骨短。對90例超聲軟指標異常胎兒于孕18～24周時抽取羊水30 mL，分別進行羊水細胞培養染色體核型分析及染色體微陣列檢測。

1.2.2樣本檢測 核型分析歷經細胞培養、染色體收獲、顯帶及染色后進行分析。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。經提取羊水細胞全基因組DNA，并經DNA消化、連接、PCR、純化、洗滌和芯片掃描，獲取數據加載于ChAs v3.0軟件進行結果判讀。

1.2.3結果判讀 核型分析根據人類染色體命名國際規則(An International System for Hunman Cytogenetic Nomenclature, ISCN) (2016版)報告結果。CMA芯片檢測對結果大于200 kb缺失及大于500 kb的重復片段進行分析報告。結果分為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DECIPHEROMIMDGVISCANCBI pubMed等數據庫為參照，獲得樣品基因組DNA可能治病的變異信息，發放診斷報告， 對納入病例進行電話隨訪其妊娠結局。分析兩種方法結合的胎兒遺傳學檢出率及在超聲軟指標異常的分布。

1.3 統計學分析

采用SPSS 17.0軟件進行數據處理，樣品間率的比較采用χ2檢驗，檢驗水準α=0.05。

2 結 果

2.1超聲診斷胎兒軟指標異常90例，其中單純軟指標異常73例：NT/NF增厚40例，雙側脈絡叢囊腫6例，鼻骨缺失或小12例，單臍動脈5例，室間隔缺損7例，腦室擴張3例；兩種以上軟指標異常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10例。單純軟指標異常主要以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%，與單純軟指標異常致病性檢出率比較，差異有統計學意(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，均與核型分析結果一致。另有CMA檢測未見異常、核型分析結構異常2例,較單獨CMA檢測提高了2.2%(2/12)的遺傳學檢出率，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，均繼續妊娠，經隨訪未見異常。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檢測致病性病例統計表

3 討 論

染色體核型分析技術是目前傳統的產前診斷方法，CMA芯片技術是近年來最有效的分子診斷技術，可以增加產前診斷的檢出率，既可檢測基因組拷貝數異常，又可檢測雜合性缺失，對超聲提示胎兒結構異常者額外檢出率可達6%～9%[4]。CNVs即染色體片段的重復或缺失，拷貝數存在差異且堿基數目>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[5]。對于超聲提示異常的胎兒首選CMA進行產前診斷，以排除染色體異常和50Kb以上的微缺失、微重復綜合征[6]。本研究對超聲軟指標異常患者進行遺傳學診斷，檢出異常病例12例，兩項檢查技術有8例結果相同，染色體數目異常占染色體畸變的58.33%(7/12)。CMA共發現拷貝數異常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，均與核型結果一致。另有CMA檢測未見異常，核型分析結構異常2例,較單獨CMA檢測提高了2.2%(2/12)的遺傳學檢出率，占病例的16.7%(2/12)，對2例患者進行優生遺傳咨詢指導，再生育要進行產前診斷，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，而核型正常的胎兒中致病性CNVs的發生率為3%～9%[7]，及報道的4.8%[8],本研究軟指標異常核型分析正常80例中，CMA檢出CNVs病例2例，占2.5%，略低于文獻報道，可能與病例數量少有關。本文胎兒超聲軟指標異常的遺傳學檢出率主要為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時就應進行CMA檢查。單臍動脈、室間隔缺損、腦室擴張、膈疝及脈絡叢囊腫等均有病例檢出，因此超聲軟指標異常在很大程度上要引起重視，進一步完善遺傳咨詢并進行產前診斷很必要。

本研究發現22q11.21×1(3.16M)1例，該片段覆蓋22q11 deletion syndrome (Velocardiofacial/DiGeorge syndrome)綜合征區域，包含TBX1、USP18、DGCR6等44個OMIM基因，該片段缺失可導致生長發育遲緩、心臟發育異常、胸腺發育異常、面部發育異常等臨床表現。21q22.11q22.3×1(13.04M) 1例，該區域包含102個OMIM基因(RUNX1、DYRK1A等)，缺失可導致隱性脊柱裂、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。17q12×3(1.42M)1例，包含ACACA、HNF1B等14個OMIM基因，該重復片段可導致胎兒智力發育遲緩、小頭畸形、心臟畸形等臨床表現。以上3例胎兒超聲檢查均有不同程度的發育異常，均選擇引產。2例染色體結構異常，為染色體病攜帶者，無拷貝數異常，CMA檢測未見異常，經遺傳咨詢，均繼續妊娠，妊娠隨訪嬰幼兒均未見異常。

隨著芯片技術的分辨率逐漸增加, 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例進行了父母CMA驗證， 3例均遺傳自父母一方，1 例為突變導致，經隨訪有2例分娩，2例患者繼續妊娠，隨訪均未見明顯異常。在很多情況下,即使對胎兒父母進行了 CMA比對,仍然無法對其臨床性質進行確切的判讀。 CNVs的臨床性質還與外顯率、表現度和環境等多種因素有關,即使相同的 CNVs結果在不同的個體也會出現不同的臨床表型[15]。目前還沒有相關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的發現可能會給孕婦及其家庭帶來焦慮,甚至造成不必要的引產。在產前診斷工作中,選擇適宜的產前診斷技術是前提,專業的產前咨詢是重中之重。

綜上所述，染色體核型分析與CMA檢測相結合，可同時檢測染色體數目、結構異常及CNVs變異，提高遺傳學檢出率。超聲軟指標異常胎兒不能輕視，尤其是兩種以上軟指標異常胎兒，發病率明顯升高，應進一步產前遺傳學咨詢與診斷。