染色體22q11.2微重復的產前診斷及臨床遺傳學分析

李燕青，蘇景明，陳耿波，江矞穎，王元白，肖珊珊，莊建龍

基因組疾病是由區域特異性低拷貝重復序列（low-copy repeats，LCR）或非等位基因同源重組引起的染色體重排，而導致染色體缺失、重復、倒位和不平衡易位。染色體22q11.2是一個特征明確的基因組區域，其包含多個區域特異性LCR（LCR22A～LCR22H），該區域重排將導致貓眼綜合征、der(22)綜合征和22q11.2微重復綜合征等[1]。本文對近3年在泉州市婦幼保健院（我院）產前診斷中心行胎兒染色體核型及單核苷酸多態性微陣列（single nucleotide polymorphism array，SNP-array）檢測的13例22q11.2微重復胎兒進行分析，對部分家系進行追溯并給予相應的遺傳咨詢指導及隨訪觀察，為臨床遺傳咨詢提供數據。

1 對象與方法

1.1 研究對象2018年1月1日—2021年6月30日因不同高危因素在我院產前診斷中心行羊水/臍血染色體核型及SNParray檢查的孕婦共2 745例，所有行介入性產前診斷的孕婦在檢測前均充分知情并簽署知情同意書。

1.2 細胞培養及染色體核型分析采用超聲引導行羊膜腔穿刺術或臍血穿刺術，抽取羊水30 mL或臍血2 mL及外周血5 mL用于染色體核型分析和SNP-array檢測。20 mL用于羊水細胞培養，行細胞收獲、染色體制備和染色后，進行核型分析。羊水細胞共計數可分析核型30個，選取5個進行核型分析。1 mL臍血或2 mL外周血用于細胞培養，計數可分析核型20個，分析5個核型。染色體的命名依據人類細胞遺傳學國際命名體制標準（ISCN 2020）[2]。

1.3 SNP-array檢測采集孕婦10 mL羊水或1 mL臍血樣本、夫妻雙方外周血各3 mL送至第三方檢測公司（北京貝康醫學檢驗所）進行檢測，離心收集沉淀后提取羊水細胞及父母外周血細胞基因組DNA，經稀釋消化、擴增、純化后，將芯片上的探針與用生物素進行標記的相應待測片段進行雜交、洗滌、結合染色，然后放入GeneChip掃描儀（Affymetrix Cytocan 750K基因芯片試劑盒，賽默飛世爾科技公司，美國）掃描，用Chromosome Analysis Suite（ChAS）v4.0軟件分析掃描檢測的熒光信號。根據美國醫學遺傳學與基因組學學會指南，查詢DGV（基因組變異數據庫）、OMIM（人類孟德爾遺傳數據庫）、PubMed、DECIPHER（拷貝數變異數據庫）和UCSC Genome Browser（基因組瀏覽器），分析拷貝數變異（copy number variants，CNV）的臨床意義。

2 結果

2.1 研究病例及染色體核型結果本研究共篩選產前診斷樣本2 745例，其中13例胎兒攜帶22q11.2微重復，包括10例致病性變異和3例臨床意義不明拷貝數變異（variants of unknown significance，VOUS），見表1。病例1胎兒染色體核型為47,X?,der(22)t(11;22)(q23.3;q11.2)，父母染色體核型檢查顯示父親核型為46,XY，母親核型為46,XX,t(11;22)(q23.3;q11.2)。病例8胎兒染色體核型為46,X?,inv(9)(p11q13)，未行父母驗證。其余病例胎兒染色體核型檢查均未見異常。

2.2 SNP-array結果羊水SNP-array檢測結果提示病例1胎兒在7號染色體7p12.1區段存在1.6 Mb片段的重復，該片段內未包含OMIM基因；在11號染色體11q23.3q25區段存在18.2 Mb片段的重復，內含KCNJ1(600359)、FLI1(193067)和JAM3(606871)等128個OMIM基因，涉及Jacobsen綜合征疾病區域；在22號染色體22q11.1q11.21區段存在3.8 Mb片段的重復，內 含CLTCL1(601273)、HIRA(600237)和TBX1(602054)等43個OMIM基因，涉及Emanuel綜合征、22q11.2微重復綜合征區域。病例2～11胎兒在22q11.21區段存在2.1～3.3 Mb片段的重復，內含CLTCL1(601273)、HIRA(600237)和TBX1(602054)等31～47個OMIM基因。病例12胎兒在22號染色體22q11.21區段存在823.7 kb片段的重復，內含PI4KA(600286)、SERPIND1(142360)和LZTR1(600574)等11個OMIM基因。病例13胎兒在22號染色體22q11.21區段存在801.1 kb片段的重復，內含SNAP29(604202)、SERPIND1(142360)和LZTR1(600574)等11個OMIM基因，該片段涉及22q11.2微重復遠端區域（LCR22E～LCR22F）。見表1。

表1 13例22q11.2微重復胎兒的SNP-array結果及家系驗證情況

2.3 妊娠結局隨訪經充分遺傳咨詢后，病例1胎兒因先天性膈疝（congenital diaphragmatic hernia，CDH）、胎兒頸后透明層厚度（nuchal translucency，NT）增厚和脈絡叢囊腫，孕婦及家屬選擇終止妊娠，于孕20周引產一男嬰，引產兒外觀未見明顯異常，孕婦及家屬拒絕尸檢。病例3選擇終止妊娠。病例4失訪；病例2和病例5選擇繼續妊娠，出生后失訪。病例6～13均選擇繼續妊娠，新生兒均未見明顯異常，分別隨訪至出生后2個月～5周歲，家屬均自述發育與同齡兒相符。

3 討論

人類的22號染色體是一個端著絲粒染色體，多個基因組病發生于22q11.2染色體區域，該區域富含導致基因組不穩定的LCR。LCR導致22q11.2區域不穩定，易發生重排。位于22q11.2區域的致病基因由于染色體重排導致劑量不平衡，引起臨床表型，即基因組病，其發生機制復雜多變，表型譜極其廣泛，具有高度異質性[3]。已有的研究顯示，22q11.2微重復具有明顯的表型差異，可無臨床表型或僅表現輕微的臨床癥狀，如輕微的學習障礙和輕度面容異常等，嚴重則表現為發育或語言障礙、聽力缺失、智力障礙、心血管系統異常和泌尿生殖系統異常等[4-6]。

22q11.2微重復的檢出率是缺失的2倍多，其原因可能與缺失易導致妊娠早期自然流產和嬰兒死亡有關[7]。典型的22q11.2微重復常發生在LCRA和LCRD之間，大多數存在3 Mb的重復，包括TBX1基因，該基因已被證明是導致DiGeorge/Velo-cardio-facial syndrome（DGS/VCFS）的主要基因[8-10]。本研究中病例2～11胎兒22q11.2微重復片段均包含TBX1基因，多數病例產前超聲未見明顯異常，只有病例2和病例8彩色超聲提示右鎖骨下動脈迷走。病例12～13胎兒22q11.21區段涉及復發性22q11.2遠端區域重復（LCR22E～LCR22F）。有研究顯示，22q11.2微重復的表型從輕度學習障礙到嚴重的先天性畸形，可能表現出與DGS/VCFS重疊的特征[5,11]。但梅瑾等[8]對6例22q11.2微重復胎兒進行隨訪發現，出生后臨床表型均正常。本研究中有10例胎兒因產前超聲隨訪未發現明顯結構異常而選擇繼續妊娠，其中部分家系遺傳自沒有明顯表型異常的親代，出生后隨訪的8例嬰兒或兒童，家屬均自述未見明顯異常，與文獻報道相符。但是本研究胎兒出生后隨訪時間相對較短，病例數較少，22q11.2微重復胎兒預后仍需進一步研究。

研究顯示，大多數22q11.2微重復遺傳自表型正常的親代[8]。本研究中共有5個家系進行了驗證，其中3例遺傳自表型正常的親代。Woodward等[6]用微陣列分析6個不相關家族的13個22q11.2重復（LCR22B～LCR22D）受試者，觀察到異常表型的家族間和家族內變異性，其癥狀從沒有明顯的表型異常到嚴重的智力殘疾、發育遲緩和非語言自閉癥。其中PI4KA、SERPIND1、CRKL、AIFM3、SLC7A4和BCRP2等基因與神經系統發育密切相關，其中PI4KA基因是該區間內表達最高的基因之一[6]。22q11.2微重復與膀胱外翻-尿道外翻綜合征（bladder exstrophyepispadias complex，BEEC）的發生有關，LZTR1基因是其潛在候選基因[12]。本研究中病例12、13胎兒22q微重復片段包含PI4KA、SERPIND1和LZTR1基因，其中病例13遺傳自表型正常的親代，胎兒出生后隨訪家屬均訴未發現異常，但不排除因目前年齡尚小其神經系統發育障礙未被及時發現，因此仍需進行長期隨訪。22q11.2微重復片段大小與臨床表型并無相關性，主要與所含基因是否屬于劑量敏感型有關[8]。t(11;22)染色體平衡易位是人類最常見的非羅伯遜易位型復發性易位，攜帶者通常表型正常，往往由于多次流產、不育或生育過Emanuel綜合征患兒而被發現[13]。本研究中病例1胎兒因先天性膈疝、NT增厚和脈絡叢囊腫，經過充分遺傳咨詢后，孕婦及家屬選擇終止妊娠，引產羊水染色體核型及SNP-array提示胎兒為表型正常親代平衡易位導致的額外衍生22號染色體[der(22)綜合征]，即Emanuel綜合征。11q23三體綜合征的臨床表現主要包括小頭畸形、小下頜畸形和心臟畸形等，其表型在不同的患者中具有高度的異質性[14]。研究發現11q23.3-qter區域上的重復易發生先天性膈疝[15-16]。徐玲玲等[17]認為22q11.2微重復表型較輕，Emanuel綜合征的臨床表型可能與11q23-qter的重復相關。因此，病例1胎兒存在嚴重發育異常，推測與Emanuel綜合征相關，其中11q23.3q25重復可能為主要遺傳病因。

綜上，22q11.2微重復產前超聲檢查缺乏特異性表型，常在產前診斷中被偶然發現，其對胎兒神經精神方面的影響無法在產前進行評估。因此，產前22q11.2微重復的臨床意義判讀仍需慎重，避免過度解讀引起不必要的妊娠終止，結合產前超聲檢查及親代驗證可幫助選擇妊娠結局。