58例染色体多态性与不良临床生殖效应关系的探讨

何琳琳 李洁 朱瑞芳 朱湘玉 张颖 史逸燕

【摘 要】目的：研究染色体多态性与不良临床生殖效应之间的关系。方法：常规外周血淋巴细胞培养，制片，G、C、N显带，核型分析。结果：2660例病人中检出染色体变异141例，其中多态性变异为58例，分别包括D、G组短臂或随体区延长15例，占10.6%；次缢痕增加（包括1、9和16号染色体）9例，占6.4%；9号染色体臂间倒位24例，占17.0%；Y染色体变异10例，占7.1%。结论：染色体多态性与不良临床生殖效应有关联。

【关键词】染色体多态性；不良生殖效应；细胞遗传学

Study on the relationship between chromosome polymorphism and abnormal reproductive effect in 58 cases

[Abstract] Objective： To study the relationship between chromosome polymorphism and the abnormal reproductive effect. Methods： The peripheral blood lymphocytes of the patients were cultured routinely of karotype analysis with G，C and N banding. Results： There were 141 cases with chromosome variation in 2660 patients.58 cases with chromosome polymorphism，including 15 cases （10.6%） with the short arm lengthened of chromosome D/G group， 9 cases （6.4%） with the SC region lengthened of chromosome 1，9 and 16， 24 cases （17.0%） with inv（9） and 10 cases （7.1%） with Y chromosome polymorphism were observed. Conclusion： Chromosome polymorphism is related to the abnormal reproductive effect.

[Key words] Chromosome polymorphism； Abnormal reproductive effect； Cytogenetics

染色体多态性也称为异态性，指广泛存在于正常人群中的各种染色体结构和着色强度恒定但非病理性的微小变异。一般认为，染色体多态性的发生通常在临床上没有明显的不良效应[1]。但如今随着细胞遗传学的发展，越来越多的研究与资料表明，染色体多态性与临床效应有一定相关性，尤其与不良临床生殖效应关系密切。本文根据2011年来我院遗传科进行遗传咨询的2660例患者的细胞遗传学检查结果进行分析并结合相关资料探讨染色体多态性与临床生殖效应间的相关性。

1 资料与方法

1.1 研究对象 2011年来我院遗传科门诊进行遗传咨询的患者2660例，就诊原因有不孕、不育、少弱精症、早孕期胚停、流产、胎儿绒毛组织/羊水/脐血核型异常、智力低下等。

1.2研究方法 采集患者外周血1～2ml，肝素抗凝，无菌操作下接种于外周血细胞培养基（产地：青岛莱佛生物工程研究所），置于37℃恒温培养箱中培养72h，按常规方法制备染色体标本，G显带技术进行细胞核型分析，对其中疑有染色体多态性的病例加用C或N显带技术，以确认细胞核型分析结果。每例至少计数20个细胞，分析2个核型。

2 结果

2.1 染色体多态性的观察结果

在2660例遗传咨询患者中检出染色体变异141例，其中染色体多态性变异为58例，占41.13%，其他染色体变异83例，占58.87%，均表现临床效应。观察到的染色体多态性变异可主要分为以下四种类型：（1）D/G组短臂或随体区延长（图1）；（2）次缢痕增长（包括1、9和16号染色体）（图2）；（3）9号染色体臂间倒位（图3）；（4）Y染色体变异（包括大Y和小Y）（图4、5）。对类型（1）（2）分别加用N显带、C显带技术，以确认细胞核型分析结果（图6、7）

2.2 染色体多态性与临床表现的关系

在观察到的141例染色体变异中，多态性变异为58例，占41.13%，其中D/G组短臂或随体区延长15例，占10.6%（15/141）；次缢痕增加（包括1、9、16号染色体）9例，占6.4%（9/141）；9号染色体臂间倒位24例，占17.0%（24/141）。以上各类多态性变异的临床表现归纳于表1。

表中涉及的其他临床表现主要是与不良生殖效应无关的临床表现，如胎儿绒毛组织/羊水/脐血核型异常、智力低下等。由表1可知，具有不良生殖效应患者的染色体多态性发生率明显高于非生殖效应的患者。

3 讨论

染色体多态性主要表现为异染色质的变异，特别是含有高度重复DNA的结构异染色质，过去通常认为染色体多态性无明显临床效应或病理意义。但近来较多研究表明，染色体多态性与生殖异常如流产、胚胎停育、死胎、畸胎及男性不育、精子异常等有关。[2-3]本文141例染色体变异中，染色体多态性有58例，与生殖异常相关的为47例，占81%。

3.1 D/G组短臂或随体区延长与生殖异常

D/G组染色体即近端着丝粒染色体的次缢痕处与核仁形成有关，成为核仁形成区（necleolus-organizing region，NOR），应用DNA-RNA分子杂交技术已证明该区含有人类18s和28s核糖体RNA（rRNA编码结构）的基因（rRNA）。石玉平等研究发现[4]，D/G组染色体的短臂增长部分是NOR rRNA高度重复的结果[4]。另有研究发现[5]，NOR是人类染色体随体联合（satellite association，SA）的部位，NOR的活性变化可使D/G组染色体的随体联合频率（SAF）增加[5]，可能影响染色体在生殖细胞形成过程中的正常分离，而使某些生殖细胞含有非整倍体染色体进而传递至受精卵，使其在早期卵裂过程中发生染色体不分离，最终导致非整倍体胚胎的产生，造成流产[6]。此外，D/G组染色体的随体区与主缢痕区的着丝粒—动粒复合体（CKC）相邻，CKC是细胞分裂中纺锤丝微管的着力点，是染色体运动和均等分离的结构功能基础，故随体区的变异可能会导致近端着丝粒染色体的不分离，进而影响正常配子的形成及细胞的分裂分化，最终导致不良生殖效应的发生。本研究所观察到的15例D/G组染色体短臂或随体区延长病例中，有13例发生了不良生殖效应。

3.2 染色体次缢痕增长与生殖异常

人类染色体的次缢痕主要存在于1、9、16号染色体及Y染色体的长臂，本研究所观察到的次缢痕增长病例也多发生于以上染色体。这些次缢痕常位于染色体的结构异染色质区，次缢痕的增长是高度重复的DNA序列增加所致，此结论已用C显带法加以证实（图7）。本文9例常染色体次缢痕增长的患者表现为早孕期胚停/流产3例，不孕、不育6例，其原因可能是由于高度重复的DNA序列增加，影响细胞分裂，造成同源染色体配对困难，产生不平衡的配子，形成非整倍体的子代而发生流产或不平衡的配子不能受精而死亡造成不孕不育[7]。另有研究报道[8]，高度重复的DNA序列增加除可影响染色体减数分裂外，还可能导致胚胎早期细胞分化时基因调节异常或剂量效应造成有丝分裂错误，最终导致胎儿丢失或缺陷儿出生。

3.3 9号染色体臂间倒位与生殖异常

3.3.1 人类的每条染色体都可能发生臂间倒位，以9号染色体臂间倒位（inv（9））的发生率最高，国内夏家辉等报道inv（9）的发生率为0.82%，其他倒位的发生率为0.09%。本文中inv（9）发生率为0.9%，略高于国内报道。过去大部分学者认为inv（9）属于一种染色体多态性表现，一般无病理意义。但近来较多研究发现并从一定理论层面上证实，inv（9）与生殖密切相关，并具有一定遗传效应。本研究结果显示：在检出的15例inv（9）患者中，（早孕期）胚停、流产者6例，占inv（9）的25%；不孕、不育者9例，占inv（9）的37.5%；与生殖异常临床表征无关者9例，占inv（9）的37.5%。可见，在inv（9）患者中，有不良生殖效应者占多数，该结果与近年来的研究结果相符合。

3.3.2 inv（9）的发生，对其配子形成也会产生相应影响，进而影响生殖过程。理论上9号倒位携带者会形成4种配子：一种配子带有正常染色体，一种配子带有完整的倒位染色体，另外两种配子有不同程度的重复和缺失。第一种配子是正常可育的，第二种大部分是可育的，但正常与否具有随机性。后两种配子的遗传效应，则主要取决于重复和缺失的片段长短以及它所包含的基因的致死效应。发生倒位的片段越短，则重复和缺失的部分就越长，所形成的配子和合子正常发育的可能性就越小，引起的不良生殖效应的可能性也就越大。但目前尚缺乏对这类人群的生殖细胞单倍体及减数分裂研究，如能将体细胞、生殖细胞及流产胚胎或子代体细胞染色体结合在一起综合分析，必将为染色体臂间倒位遗传效应提供更多的线索。

3.4 Y染色体变异与生殖异常

人类Y染色体是最小的近端着丝粒染色体，分为两个区域：拟常染色质区和Y特异区。拟常染色质区位于Y染色体两端，与性染色体减数分裂有关；特异区占Y染色体的大部分，主要由异染色质组成，易发生变化，与Y染色体多态性密切相关。

本研究检出Y染色体长度变异10例，大Y 4例、小Y 6例，都与不良临床生殖效应有关，分别表现为胚停、流产、精子生成障碍等。Y染色体长度变异引起不良生殖效应的机制目前尚未完全明确，现讨论如下。

人类Y染色体短臂上存在决定睾丸分化的基因即睾丸决定因子（TDF），现认为Y染色体上性别决定区（SRY）是TDF的最佳候选基因。TDF定位于Yql2，SRY定位于Yqll.3。Y染色体的存在以及SRY基因的正常表达决定原始性腺发育成睾丸[9]。精子发生是一个复杂的生理过程，其间涉及众多的基因。Y染色体长臂上具有精子基因（AZF），对男性精子的发生起着十分重要的作用，目前克隆和定位的Y连锁的精子发生基因主要有RBM、DAZ、SPGY和TSPY。它们都是睾丸特异表达的，在精子形成过程中通过所表达的蛋白质与各种RNA结合，控制和调节着精子发生的进程。若这些基因发生缺失、易位或突变都将影响正常的精子发生过程。另外还有一些生育协同基因，这些基因的协同作用才能维持男性正常生育能力。所以，Y染色体结构的完整性是维持男性正常生育能力的关键[10]。

大Y染色体长度与Y染色体长臂DNA螺旋化程度改变有关，可能是Y染色体异染色质区DNA过度重复影响生殖细胞在减数分裂时染色体配对联会，使受精卵细胞分裂、分化异常，从而导致胎停育、缺陷儿出生[11]。Patricia等还认为[12]，Y染色体长臂DNA序列的重复复制会影响其有关精子分化和发育的基因正常表达，造成精子受精障碍或影响精子受精能力而导致流产频率增高。

小Y染色体引起不良生殖效应，可能是由于Y染色体异染色质部分或完全丢失，导致常染色质排列松散，结果造成其基因功能丧失和精子生成异常。目前，Y染色体的微小变异通过常规的细胞遗传学方法不易检测出来，还需做进一步的分子水平检测才能明确。

综上所述，染色体多态性与不良生殖效应关系密切，因此在染色体多态携带者妊娠时，医生应建议其进行产前诊断，并告知其后代具有此类临床效应的可能性，从一定程度上实现出生缺陷干预，对优生优育有一定意义。

参考文献

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