濰坊地區染色體核型分析和CMA 技術在預防出生缺陷中的應用研究

吉龍龍，鄭國華，于淼，孫明強，翟玉涵

1.濰坊市婦幼保健院檢驗科，山東濰坊 261011；2.濰坊市婦幼保健院審計科，山東濰坊 261011

染色體疾病在新生兒出生缺陷中占有較高的比例，是染色體異常所引起的遺傳性疾病，致畸率、致殘率和致障率均較高[1-2]。 染色體疾病不能治愈，臨床上常表現為先天性多發畸形、智力發育障礙等癥狀，帶來沉重的家庭經濟和精神負擔[3]。 因此，選擇靈敏度和準確率較高的產前診斷技術以發現和診斷染色體疾病的發生對于臨床上預防新生兒出生缺陷具有重要意義。 染色體核型分析是廣泛應用于臨床上胎兒染色體異常的檢查的一種產前診斷技術， 但該方法對5～10 Mb 染色體片段異常的檢出率較高，而難以發現5 Mb 以下的微小片段缺失和重復，且檢測周期較長[4-5]。 染色體微陣列分析（CMA）技術作為一種新型的染色體分析技術，能將大于1 kb 的拷貝數變異（CVNs）較好地檢出，且自動化程度高、檢測周期短，可彌補傳統染色體核型分析的不足[6-7]，但目前該技術在預防出生缺陷中的應用尚處于摸索階段。 因此，該研究以2019 年1 月—12 月期間濰坊地區的92 例孕婦為研究對象，探討染色體核型分析和CMA 技術在預防出生缺陷中的應用價值，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

方便選取于該院進行產前診斷的92 例孕婦作為研究對象，均為女性，年齡22～46 歲，平均年齡（30.37±8.15）歲；孕周12～28 周，平均孕周（20.46±2.32）周。納入標準： ①孕婦年齡≥35 歲、 血清三聯或四聯篩查高風險、超聲提示異常、無創性DNA 檢測異常、不良妊娠史或夫妻任一方有遺傳病家族史中的任一指征者； ②染色體核型分析和CMA 檢查前知情并同意檢測者。 該研究是在該院醫學倫理委員會審核通過的情況下開始實施，所有孕婦及其家屬均知情且自愿參與。

1.2 方法

1.2.1 染色體核型分析方法 采集孕婦的絨毛15 mg、羊水20 mL 或臍血1～2 mL 后送往實驗室培養，經細胞收獲、制片等步驟后采用G 顯帶技術（400～550 分帶水平）對胎兒染色體進行核型分析，參照人類細胞遺傳學國際命名體制標準[8]進行分析和診斷。

1.2.2 CMA 技術檢測方法 采集孕婦的絨毛15 mg、羊水20 mL 或臍血1～2 mL 送往實驗室檢測，嚴格進行擴增、 雜交和掃描后， 應用美國Affymetrix 公司的Cyto Sean750k 芯片進行檢測分析染色體拷貝數變化（CNV）以及雜合性的缺失（LOH），結果判讀參照DGV 數據率、OMIM 數據庫等，檢查結果3 d 內可出。

1.3 統計方法

采用SPSS 22.0 統計學軟件處理數據，計數資料以[n(%)]表示，組間差異比較采用χ2檢驗。 P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 92 例孕婦的整體資料與檢測結果

該研究92 例孕婦均順利完成染色體核型分析和CMA 檢測，孕婦中≥35 歲高齡的占比31.52%，標本主要來源于羊水（64.13%），CMA 檢出異常10 例（10.87%），染色體核型分析異常9 例（9.78%），進行配對四格表資料的差異性比較， 兩種檢測方法的染色體異常檢出率比較， 差異無統計學意義（χ2=0.059，P＞0.05），且CMA和核型分析結果相符率為90.22%，見表1。

表1 92 例孕婦整體資料與檢測結果

2.2 染色體核型分析和CMA 檢出異常情況比較

2.2.1 CMA 和核型分析均異常結果對比CMA 和核型分析檢出均異常的孕婦有8 例， 其中6 例相符，2 例不符。6 例相符的檢出結果可見兩種檢測方法均能較好地檢出案染色體數目異常及例4 中≥6.9 Mb 等大片段的缺失；從2 例不符的檢出結果可以看出，染色體核型分析能對染色體倒位和嵌合進行敏感地檢出（如案例7），見表2。

表2 染色體核型分析和CMA 均檢測異常的情況分析

2.2.2 CMA 與核型分析兩者之一異常的結果分析2 例CMA 異常但核型分析正常孕婦的CMA 結果可見，CMA能敏感地檢出CNV 和染色體雜合性丟失， 且具有明確的致病性， 而核型分析則未能檢出。 如案例1 中的244Kb 重復會導致Xq8 微重復綜合征。 此外，1 例CMA技術檢測正常但染色體核型分析檢測異常的結果主要是染色體倒位， 可見核型分析在檢出該方面染色體異常時較CMA 更具優勢，見表3。3 討論

表3 染色體核型分析和CMA 兩者之一異常的結果分析

隨著社會的進步和醫療科技的發展， 人們對生活質量及優生優育的要求越來越高， 預防出生缺陷亦逐漸受到人們的重視。 新生兒出生缺陷主要包括先天畸形、智力障礙、內部器官結構或功能異常等，大多因遺傳和環境因素所致， 其中遺傳因素中染色體異常占有較大比重[9-10]。胎兒在出生前進行進行準確、有效的染色體異常診斷并及時終止妊娠對于優生優育的實施具有重要意義。 染色體核型分析是臨床廣泛應用的染色體異常診斷方法， 可對胎兒的染色體數目和結構異常進行全面的分析，但存在分辨率低等不足之處，且在一些致病性亞顯微染色體異常方面易出現漏檢， 因而存在一定的局限性[11]；CMA 則是近年來興起的一種高通量、高分辨率和高自動化監測的染色體異常診斷技術，可彌補傳統染色體核型分析的不足， 在全基因組范圍內檢測亞顯微水平的微缺失和微重復[12]，但其在預防新生兒出生缺陷中的應用價值尚不十分明確。

該研究對濰坊市近一年的92 例疑似胎兒畸形的孕婦同步進行核型分析和CMA 檢測， 結果顯示92 例孕婦的染色體核型分析和CMA 檢測的異常率分別為9.78%和10.87%， 兩種檢測方法的診斷結果相符率為96.73%，且CMA 和核型分析對染色體異常檢出率無明顯差異， 可見兩組檢測方法均能敏感地檢出胎兒染色體異常。 進一步分析兩種檢測方法的檢出結果發現，CMA 和核型分析均檢出異常8 例，其中6 例相符，2 例不符， 可見兩種方法均能對胎兒的的染色體數目異常和大片段的缺失或重復，但兩者又具有一定的互補性。該研究中表2 案例7 中CMA 檢出了染色體非整倍體異常和核型未檢出的約1.5 Mb 片段的缺失， 但未能將核型分析檢出的染色體倒位檢查出來，可以看出，CMA對染色體微重復和微缺失的檢出敏感性更高， 核型分析則能更敏感地檢出染色體倒位和嵌合。 染色體微小片段的缺失或重復可引起一些致病性的出生缺陷，與微缺失/微重復綜合征具有重要聯系。 CMA 技術在診斷染色體異常的過程中， 其包含的成千上萬個探針可同時檢測全基因范圍內已知的微缺失或微重復關鍵區域，及時發現染色體異常情況，傳統的染色體核型分析在此方面的診斷能力則較低。 此外，該研究中有2 例孕婦CMA 檢測異常但核型分析正常， 如表3 案例1 中CMA 檢出244 Kb 重復和案例2 中CMA 檢出7p12.3q11.22 雜合性丟失，均具有致病性，可引起男性新生兒X 連鎖智力發育障礙[13]，而核型分析則未能檢出；有1 例CMA 正常但核型分析異常， 主要是染色體倒位， 可見核型分析在部分染色體倒位異常方面相比于CMA 具有一定的優勢。 李閃閃等[14]在對347 例檢測樣本進行染色體分析時得出類似的結果：12 例孕婦CMA檢測正常，但核型分析檢測出染色體易位、倒位、嵌合、多態、衍生染色體、異染色質等異常。 但臨床上研究發現CMA 和核型分析亦存在一些劣勢， 如提高CMA 檢測的敏感率可能會造成臨床意義不明CVNs 的檢出率增加，進而可能造成健康胎兒妊娠的終止[15-16]。 核型分析對檢測人員的經驗和操作性要求較高， 且存在細胞培養失敗的風險，導致檢測過程長等，造成部分胎兒錯過最佳處理時間[17-19]。 因此在臨床上的產前診斷中，臨床醫生應明確兩種檢測方法的優缺點， 做好孕婦產前咨詢，并可將CMA 和核型分析結合診斷以增加染色體異常的檢出，避免漏診和診斷延遲，并盡早采取針對性處理措施，以減少新生兒出生缺陷的發生。

綜上所述，濰坊地區染色體核型分析和CMA 技術均可敏感地檢出胎兒染色體異常， 有效診斷胎兒染色體異常引起的出生缺陷，CMA 對染色體微重復和微缺失的檢出敏感性更高，且具有較高的分辨率、靈敏度和自動化程度，檢測周期更短；傳統的染色體核型分析在檢出易位、倒位等方面更具優勢，臨床上產前診斷醫師應明確掌握兩者對染色體異常的檢出優勢和適用性，合理結合兩種診斷技術應用于產前診斷中以提高染色體異常的檢出率，減少新生兒出生缺陷的發生。