染色體核型分析與單核苷酸多態性微陣列芯片技術在新生兒畸形遺傳學診斷中的應用價值

李靖巖，張銘陽，李 晶

（1.沈陽醫學院基礎醫學院；2.沈陽市第四人民醫院，遼寧沈陽 110034）

先天性畸形是一種起源于胚胎的發育障礙，其發病率高，是導致新生兒死亡的主要原因之一[1]。先天性畸形的病因與遺傳因素、環境因素及上述二者的共同作用有關。染色體畸變是導致先天性畸形的重要原因，研究顯示，新生兒中染色體畸變發生率為0.5%~1.0%[2]。因而，早期診斷對降低新生兒早期發病率和死亡率以及提高其生活質量具有重要的意義。羊水、臍帶血細胞以及絨毛組織染色體分析是診斷胎兒異常的金標準，尤其是針對超聲檢查發現的胎兒畸形和唐氏篩查高風險孕婦，普通染色體核型分析診斷顯得極為重要[3]。但普通染色體核型分析無法檢測5 Mb以下的拷貝數變異，且分辨率較低、分析周期較長[4]。染色體核型分析與單核苷酸多態性微陣列芯片（SNP-array）技術作為一種新型的分子核型檢測技術，優于普通染色體核型分析方法，具有高分辨率、檢測周期短、敏感性高及準確性高等優勢，可一次檢測全基因組，還可檢測染色體非整倍體、多倍體以及微缺失/微重復等[5]。本研究通過對361例畸形新生兒進行SNP-array技術檢測，并分析其全基因組DNA拷貝數變異情況，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2018年10月至2020年1月沈陽市第四人民醫院收治的361例畸形新生兒為本次研究對象進行回顧性分析，包括男嬰195例，女嬰166例；年齡3 h~29 d，平均年齡（12.85±2.77）d。收集全部畸形新生兒外周血，進行SNP-array技術檢測。本次研究經過沈陽醫學院基礎醫學院醫學倫理委員會批準。納入標準：①臨床表現為四肢發育異常、面容異常、唇腭裂、多發畸形等；②臨床資料完整。排除標準：①早產兒；②唐氏綜合征患兒。

1.2 檢測方法 SNP-array技術檢測：①收集全部畸形新生兒外周血200μL，采用試劑盒提取各樣本外周血基因組DNA，于分光光度計測定各樣本DNA在260 nm、280 nm處的吸光度，A260/A280為1.8~2.0則合格，并計算DNA濃度和純度；②采用750 K微陣列（Affymetrix CytoScan 750 K Array）進行SNP-array檢測，再通過美國Affymetrix 7G激光掃描儀掃描陣列，并用專用軟件包分析原始數據。根據美國醫學遺傳學學會制定的拷貝數變異的臨床意義解釋標準和指南[6]，將＞100 KB的拷貝數變異分為3類：致病性拷貝數變異；良性拷貝數變異；不明意義拷貝數變異。

1.3 統計學分析 應用統計學軟件SPSS 20.0對數據進行分析，計數資料描述形式為[例（%）]，組間對比分析用χ2檢驗，若P＜0.05，則說明對比差異存在統計學意義。

2 結果

2.1 SNP-array技術檢測新生兒畸形檢出情況 361例樣本均成功進行SNP-array技術檢測，檢測成功率為100.00%，共檢出SNP-array結果異常69例，檢出率為19.11%（69/361）。

2.2 超聲提示各系統異常拷貝數變異檢出結果 超聲提示各系統異常畸形新生兒中，SNP-array技術異常檢出率最高的為結構畸形合并軟指標異常（32.14%），其次為多結構畸形（29.41%），其余依次為多軟指標異常（20.51%）、單結構畸形（18.42%）和單軟指標異常（12.59%），各組比較差異有統計學意義（P＜0.05）。見表1。

表1 超聲提示各系統異常拷貝數變異檢出情況

2.3 致病性拷貝數變異檢出情況 SNP-array技術檢測結果發現異常檢出率為19.11%（69/361），其中30例為染色體數目異常（8.31%），包括25例非整倍體和5例三倍體，與核型檢查結果相符；另外39例（10.80%）為核型檢測結果正常而SNP-array提示存在拷貝數變異，其中32例（8.86%）為臨床意義明確的致病性拷貝數變異；7例（1.94%）臨床意義不明。部分致病性拷貝數變異信息表和某病例的致病性拷貝數變異見表2和圖1。

表2 部分致病性拷貝數變異信息表

圖1 某病例致病性拷貝數變異

3 討論

SNP-array技術能夠檢測1KB以上的微缺失/微重復，其分辨率高于普通染色體核型分析，且不需要進行細胞培養[7]。該方法分析結果可靠，能夠為染色體分析和產前診斷提供參考價值。2013年美國婦產科學會指出，當胎兒存在一個或多個超聲異常指標且需要進行侵入性產前診斷時，建議使用SNP-array技術代替傳統核型分析[8]。2016年美國婦產科學會聯合母胎醫學學會提出，對于具有任何指征的病例，進行產前診斷時均需進行SNP-array技術檢測[9]。

本研究結果顯示，SNP-array技術檢測共檢出19.11%的拷貝數變異，與國內外文獻研究報道的18.90%[10]、15.90%[11]基本相符。SNP-array技術檢測發現19.11%的拷貝數變異，包括8.31%的染色體數目異常和10.80%的核型檢測結果正常而SNP-array提示存在拷貝數變異，提示SNP-array技術檢測可提高對新生兒畸形染色體異常的檢出率。也提示在產前超聲檢查異常的胎兒中，即使普通染色體核型分析染色體正常者，仍可能存在無法發現的拷貝數變異，此時SNP-array技術檢測則變得至關重要。本研究還發現超聲提示各系統異常畸形新生兒中，SNP-array技術檢測異常檢出率最高的為結構畸形合并軟指標異常（32.14%），其次為多結構畸形（29.41%），其余依次為多軟指標異常（20.51%）、單結構畸形（18.42%）和單軟指標異常（12.59%），各組組間異常檢出率比較差異有統計學意義（P＜0.05）。另外，本研究結果還顯示，39例存在拷貝數變異的患兒中，臨床意義明確的致病性拷貝數變異檢出率為8.86%，臨床意義不明的拷貝數變異檢出率為1.94%。提示即使通過SNP-array技術發現的拷貝數變異，仍有一部分是臨床意義不明的，這可能與基因組功能的復雜性以及客觀條件的局限性有關。需要注意的是，SNP-array技術檢測可檢出更多的基因微缺失/微重復，然而也正因SNP-array技術檢測具有較高的分辨率，所以會檢測出更多的臨床意義不明的拷貝數變異，從而給孕婦及其家庭帶來巨大的壓力甚至恐慌，乃至出現不必要引產。因此，臨床需嚴格界定SNP-array技術檢測的適應證，孕婦及其家屬需充分了解可能的結果，并經其知情同意方可進行。

綜上所述，SNP-array技術檢測全基因組DNA拷貝數變異可提高對新生兒畸形的檢出率，超聲檢查提示結構畸形合并軟指標異常時建議進行SNP-array技術檢測，從而為遺傳病的咨詢及診斷提供科學根據，以指導臨床妊娠，具有一定的推廣應用價值。