單基因隱性遺傳疾病擴展性攜帶者篩查的臨床應用研究

彭 偉 段超群 李 清 劉 珍 韓 艷 袁照清

江西省宜春市婦幼保健院生殖科 336000

單基因隱性遺傳病通常發生于無家族史及且無癥狀的致病變異基因攜帶者家庭,2%～4%的育齡夫婦有生育可能懷上常染色體或X連鎖隱性遺傳疾病患兒的風險[1]。夫妻雙方攜帶同一常染色體隱性遺傳致病基因致病變異的夫婦或女方性伴侶攜帶X性染色體隱性遺傳致病基因致病變異的夫婦均可被定義為“高危”夫婦。雖然單一的單基因遺傳性疾病發病率很低,但是對眾多單基因遺傳病進行綜合考慮,其發生率卻并不低。近年來,隨著新一代測序技術(Next-generation sequencing,NGS)的快速發展,ECS依托高通量測序技術,可以在單一檢測中同時篩查數十或數百種疾病,對育齡夫婦實現一次性篩查多種疾病,幫助育齡夫婦了解自身致病突變攜帶情況,通過胚胎植入前遺傳學診斷、產前診斷等生育決策來阻斷患有生育嚴重遺傳疾病的子代的出生,是降低出生缺陷一級防控中不可缺少的環節[2]。本研究的ECS可以檢測155種單基因遺傳病基因的隱性遺傳疾病攜帶者篩查,旨在評估我院不孕不育夫婦的ESC結果,更好地了解本地區隱性遺傳病基因的攜帶率,同時為攜帶陽性夫婦提供遺傳咨詢和生育指導,防止遺傳疾病的發生。

1 對象和方法

1.1 研究對象 回顧性分析2021年1月—2022年4月于我院接受輔助生殖技術助孕的不孕不育患者資料。607對夫婦接受ECS檢測前咨詢,324對夫婦同意采用序貫檢測方式進行ECS檢測,先對324名女性患者進行檢測,其中141名女性為陽性攜帶者,對女方攜帶者陽性的夫婦進行遺傳咨詢,建議其伴侶進行檢測,最終64名男性患者接受ECS檢測。

1.2 方法

1.2.1 充分告知患者篩查方法、檢測內容、檢測局限性及可能存在的風險,通過倫理審查,患者自愿接受ECS,采血前均已簽署知情同意書。

1.2.2 擴展性攜帶者篩查檢測疾病及基因:選擇華大基因的DX1605單基因遺傳病擴展性攜帶者篩查,該ECS根據美國醫學遺傳基因組學會(ACMG)[3]和美國婦產科協會(American College of Obstetricians and Gynecologists,ACOG)[4]發布的指南,并結合中國人群的全基因組數據,綜合評估,根據疾病嚴重性、發病時期、基因解釋度、外顯率等特點,具有發病率高、致病明確、影響嚴重、早期發病、可預防阻斷的疾病特點,篩選出包含155種單基因隱性遺傳疾病和147個單基因。

1.2.3 檢測方法:使用 EDTA 抗凝管采集自愿參加篩查患者外周靜脈血2ml,經質控檢測合格后,采用目標序列捕獲和高通量測序技術,對其全部基因外顯子區域和剪接區域進行測序和生物信息分析,獲取檢測區域的基因突變信息,分析得出患者致病突變攜帶情況。

1.2.4 檢測結果咨詢:對所有參與檢測的患者進行檢測前、檢測后遺傳咨詢。被檢出的高風險夫婦建議使用產前診斷和(或)胚胎植入前單基因病遺傳檢測(PGT-M)以避免疾病遺傳。

1.3 觀察指標 對比分析ECS單基因病相關變異的總體檢出情況,陽性攜帶率差異。

2 結果

2.1 患者一般資料 607對選擇輔助生殖技術助夫婦接受ECS檢測前咨詢,324對夫婦同意采用女方先進行檢測的序貫檢測方式進行ECS檢測,受檢人群年齡20～46歲,平均年齡(32.3±5.7)歲,283對夫婦拒絕進行ECS檢測,拒絕檢測的原因如下(見表1)。

表1 患者拒絕ECS檢測原因(n=283)

2.2 總體檢出情況 324名女性先進行ECS檢測,141名ECS檢測結果陽性,陽性率為43.5%,共檢測出致病及疑似致病變異總頻次183次,人均攜帶頻次0.56個(183/324)。在141例攜帶者中,31.2%(101/324)的個體攜帶一種隱性遺傳疾病,而9.3%(30/324)的個體攜帶兩種不同的隱性疾病,1.9%(6/324)個體攜帶三種不同的隱性遺傳疾病,0.3%(1/324)個體攜帶四種不同的隱性遺傳疾病。

2.3 攜帶基因檢出情況 141名女性陽性攜帶者,檢測結果顯示在155種單基因隱性遺傳疾病中共檢測出72種單基因隱性遺傳疾病,最常見α-地中海貧血,其次是眼皮膚白化病 2 型(OCA2基因)、 β-地中海貧血、隱性耳聾 1A 型(GJB2基因)、谷固醇血癥(ABCG5基因),前9種陽性攜帶基因如下,見表2,所有檢出基因攜帶情況見圖1。

圖1 各基因攜帶頻次情況

表2 攜帶基因檢出情況(n=324)

2.4 對男性伴侶的序貫篩查 女性攜帶者陽性患者141名,對攜帶者夫婦提供了遺傳咨詢,并建議對其丈夫進行序貫檢測,64位男性知情選擇進行ECS檢測,因此序貫檢測的依從率為45.4%。77名男性伴侶(54.6%)拒絕了序貫ECS序貫檢測,由于針對地中海貧血、脊髓肌萎縮癥、遺傳性耳聾具有單獨的特定的基因檢測項目,28名男性伴侶在進行遺傳咨詢后選擇了僅進行單獨目標基因檢測,其中14名男性伴侶進行血分析、血紅蛋白電泳篩查、地中海貧血基因診斷,5名男性伴侶進行單獨的脊髓性肌萎縮癥(Spinal muscular atrophy,SMA)基因檢測,9名男性伴侶進行遺傳性耳聾基因檢測,49名男性伴侶拒絕任何檢測,最常見原因是沒有家族遺傳疾病史,既往生育子代無異常,認為自己同時與女性伴侶攜帶同一種疾病的概率極低。

2.5 高危夫婦結果和生殖決策 經ECS序貫檢測,最終發現高危風險夫婦共4對(1.2%),其中2對夫婦為女方檢測出X染色體隱性疾病基因攜帶,1名女性患者檢測出乙型血友病F9基因攜帶(c.224G>A),男方ECS無異常,遺傳咨詢后要求繼續體外受精—胚胎移植助孕治療,妊娠后行產前診斷,1名女性患者檢測出進行性假肥大型性肌營養不良DMD基因攜帶(c.10034G>A),男方ECS檢測無異常,經遺傳咨詢后擇PGT-M助孕治療。2對夫婦檢測出同種常染色體隱性遺傳疾病基因攜帶,1對夫婦檢測出遺傳性耳聾GJB2基因攜帶(c.235delC;p.Leu79Cysfs*3),另1對夫妻檢測出脊髓性肌萎縮SMN1基因攜帶(EX7 DEL),經過遺傳咨詢,均選擇PGT-M助孕治療。

3 討論

流行病學調查研究顯示,我國不孕不育的發病率約為18%[5]。近年來,隨著對遺傳疾病的研究的不斷深入,通過攜帶者篩查,夫妻雙方可以獲取關于他們是否會生育患有隱性遺傳疾病風險子代的信息。現階段國內攜帶者篩查工作主要集中在單種疾病的攜帶者篩查階段,如地中海貧血、脊髓性肌萎縮癥、遺傳性耳聾等發病率較高的遺傳疾病篩查,且已針對具有目標靶向基因的檢測方式和診斷共識[6-8]。對于可針對多種遺傳疾病的擴展性攜帶者篩查尚無統一的檢測方案和共識。2010年,最早提出ECS檢測項目[9]。隨著這項技術的發展,使得攜帶者篩查檢測已經變得更加全面、更便宜、應用性更廣泛。醫療專業組織在過去幾年中發表了關于ECS的建議,2016年歐洲人類遺傳學學會和2017年美國婦產科學會ACOG發布的《遺傳病攜帶者篩查》指南均建議懷孕前進行ECS檢測,目前我國ECS尚處于研究階段,尚無關于ECS的臨床推廣應用的共識和指南。

對于ECS有以下兩種常見篩查方案,夫婦雙方同時篩查或一方先進行篩查的序貫篩查,至于夫婦雙方誰先進行篩查,夫婦雙方可以自行決定?？紤]到目前ECS檢測成本較高是患者拒絕ECS檢測的原因之一,且助孕前檢測有較充足時間等待檢測的結果,本研究采用的是女方先進行孕前ECS患者篩查,陰性結果可以減少男方檢測,減輕患者經濟負擔。本研究中,為607對夫婦在輔助生殖技術助孕前了ECS檢測前咨詢,324對夫婦同意采用女方先進行檢測的序貫檢測方式進行ECS檢測,283對夫婦拒絕進行ECS檢測,拒絕檢測原因占比最高的是夫妻雙方沒有家族史,認為不可能有生育遺傳疾病患兒的風險,約占45.2%(128/283)。141名女性為陽性攜帶者,陽性率為43.5%。64名男性進行ECS檢測,序貫檢測的依從率為45.4%,77名男性伴侶(54.6%)拒絕序貫檢測,其中28名男性伴侶在進行遺傳咨詢后選擇目標基因檢測,49名男性伴侶拒絕進行任何相關檢測。根據現有研究調查,年齡、收入、教育水平或種族之間的關聯都有可能是影響患者是否接受ECS檢測相關因素[10-13]。Van steijvoort 等[14]系統回顧分析了2015—2019年關于一般人群中個人和夫婦對ECS的興趣12篇研究,32%～76%的受訪者對ECS測試感興趣,而實際ECS檢測的接受率從8%～50%不等,綜合所有研究發現拒絕ECS研究最多的原因是缺乏家族史、作為攜帶者夫婦的感知風險低以及結果不會影響他們在未來懷孕中的生殖選擇。Larsen等[15]研究結果顯示在受孕前接受咨詢人群中,接受體外授精助孕咨詢的婦女接受檢測率最高(74.5%),因為在陽性篩查結果后立即獲得PGT助孕治療,ECS聯合PGT可能被視為正在進行的治療的一部分。Shapiro等[16]對2 061例接受ECS檢測的患者進行研究,其中36.9%患者被發現是一種或多種隱性遺傳疾病的攜帶者,平均發現的突變數為1.34±0.62,73%的攜帶者讓其伴侶完成了ECS篩查,81.4%的患者認為他們有足夠的關于伴侶測試的風險和益處的信息,可以做出知情的決定。相比之下,本研究的序貫檢測依從性較低,由于很多夫婦缺乏對遺傳疾病的認識,咨詢后很多患者可能仍無法完全理解檢測的意義,增加了ECS檢測咨詢的難度,降低了咨詢的效率。對于接受體外受精患者,PGT可能被視為治療的一部分,可能更容易接受孕前ECS檢測。

在144名陽性攜帶者中,31.2%(101/324)的個體攜帶一種隱性遺傳疾病,而9.3%(30/324)的個體攜帶兩種不同的隱性疾病,1.9%(6/324)個體攜帶三種不同的隱性遺傳疾病,0.3%(1/324)個體攜帶四種不同的隱性遺傳疾病。在155種單基因隱性遺傳疾病數據庫中共檢測出72種,最常見α-地中海貧血,HBA1/HBA2基因攜帶率6.2%(20/324),其次是眼皮膚白化病2型(OCA2基因)、 β-地中海貧血(HBB基因)、隱性耳聾 1A 型(GJB2基因)、谷固醇血癥(ABCG5基因),攜帶率分布為3.4%、2.5%、2.5%、2.5%。4對高危夫婦(1.2%)均改變了他們的生殖策略,3對夫婦選擇PGT-M助孕治療。Shi等[17]研究分析了中國香港1 321名孕16周前女性進行ECS檢測情況,該ECS包含8種常染色體和3種X連鎖隱性遺傳疾病,結果顯示8種疾病的攜帶率都超過了1%,總的陽性攜帶率為19.23%,α-地中海貧血攜帶率最高(7.8%),這與我們的研究結果一致。篩查出8對高危夫婦(0.83%),其中4對夫婦進行了產前診斷。該研究認為建立一個好的ECS檢測,仍然需要努力更全面地了解人群致病基因攜帶狀況,同時提高公眾對遺傳知識的認識及全面、個性化檢測咨詢也至關重要。Capalbo 等[18]的孕前ECS檢測納入3 877名篩查個體,檢測結果顯示最常見疾病分別是苯丙酮尿癥、地中海貧血/鐮狀細胞性貧血、囊性纖維化、脊髓性肌萎縮癥,攜帶者陽性率分別為4.4%、3.2%、2.9%和2.3%。在766對接受測試的夫婦中,173對夫婦檢查顯示有一個陽性攜帶者伴侶(22.6%),而20對夫婦(2.6%)被發現為攜帶同一種隱性遺傳疾病高風險夫婦,預計每300～400例妊娠中就有1例會受到一種隱性遺傳疾病妊娠的影響,這一風險遠遠高于普通人群中唐氏綜合征的患病率,特別是對35歲以下的女性(其唐氏綜合征的患病率約1‰),15對夫婦改變生殖計劃,選擇通過PGT-M助孕治療降低生育風險。研究提出ECS并不期望只使受測試的個體受益,ECS檢測結果對育齡一級親屬遺傳疾病的級聯分析也有間接的效用,通過總結分析和量身定制ECS檢測方案,形成類似于唐氏綜合征篩查程序。由于目前不同的ECS檢測研究的疾病范圍、人群分布不一樣,因此陽性攜帶率、高危風險夫婦檢出率不一樣,了解人群遺傳疾病的致病基因攜帶情況,制定ECS檢測范圍,是推廣應用ECS檢測急需解決的問題。

綜上所述,ECS檢測可以發現遺傳性疾病攜帶者,通過遺傳咨詢降低生育風險,特別是對于輔助生殖技術助孕的患者,因為胚胎植入前遺傳學診斷技術的推廣應用,ECS檢測可以為患者提供有效的決策支持和生殖自主權。缺乏對遺傳疾病知識的了解、檢測的費用貴是影響患者拒絕ECS檢測的主要原因。本研究的局限性在于樣本量少,同時未對參與ECS檢測患者生育子代進行隨訪,未來還需要更大的樣本量來了解本地單基因隱性疾病攜帶情況,制定適合本地育齡夫妻的ECS檢測。