不孕不育患者染色体核型分析

黄　鑫, 张　磊, 郭云霄, 赵跃然*

1. 山东省医学科学院基础医学研究所，济南　250000 2. 济南大学 山东省医学科学院医学与生命科学学院，济南　250000 3. 聊城市东昌府区妇幼保健院，聊城市产前诊断中心，聊城　252000



·论著·

不孕不育患者染色体核型分析

黄鑫1,2, 张磊3, 郭云霄3, 赵跃然1,2*

1. 山东省医学科学院基础医学研究所，济南250000 2. 济南大学 山东省医学科学院医学与生命科学学院，济南250000 3. 聊城市东昌府区妇幼保健院，聊城市产前诊断中心，聊城252000

目的： 分析与不孕不育患者染色体核型，为临床不孕不育症的预防及治疗提供参考。方法： 采集743例不孕不育患者的外周血常规进行淋巴细胞培养，G显带，必要时配合C显带、N显带，进行染色体核型分析。结果： 743例就诊患者中，共检测出异常染色体核型140例，检出率为18.84%。其中染色体多态115例，占异常核型的82.14%(115/140)；染色体易位9例，占异常核型的6.43%(9/140)；特纳综合征6例[其中包括45，X 1例，嵌合体4例， 46,X,del(X)(p11)1例]，占异常核型的4.29%(6/140)；克氏征3例，占异常核型的2.14%(3/140)；染色体插入患者2例，占异常核型的1.43%(2/140)；21-三体综合征2例，占异常核型的1.43%(2/140)；超雌综合征1例，占异常核型的0.71%(1/140)；雄激素不敏感综合征1例，占异常核型的0.71%(1/140)。其中有1例为世界首报核型，8例为国内首报核型。结论： 染色体异常是导致不孕不育的重要因素，在不孕不育症患者中进行染色体核型分析具有重要意义。

染色体；不孕不育；核型分析

环境因素、遗传因素、免疫生殖因素、内分泌异常和生殖系统疾病等均可导致不孕不育的发生，其中染色体异常是导致不孕不育的重要原因[1-3]。因此，染色体分析是不孕不育病因筛查的主要检查项目。不同种族、年龄的育龄人群中染色体异常的发生率也不同。本研究对743例不孕不育症患者进行了染色体核型分析，探讨染色体异常在不孕不育发生中的作用，为其临床诊疗提供参考。

1　资料与方法

1.1一般资料选择2014年5月1日—2015年5月1日来我院生殖健康科就诊的有不孕不育症、胚胎停育史、自然流产史、原发闭经、曾经生育过异常胎儿等临床表现的患者743例为研究对象。其中男360例，女383例。年龄19～41岁，中位年龄为 27.25岁。生殖障碍的女性为不孕，男性为不育。

1.2方法

1.2.1材料采用广州白云山拜迪生物医药有限公司生产的一生骏淋巴细胞培养液。

1.2.2标本采集及处理提取上述患者3 mL外周血以肝素抗凝，1 h内在无菌条件下接种到一生骏淋巴细胞培养液中，置入37℃普通培养箱内，培养68～72 h。

1.2.3细胞收获及标本制备收获细胞前45 min，每瓶培养基加入40 μg/mL秋水仙素75 μL，经低渗、预固定、固定等处理常规收获、制片后，放入鼓风干燥箱75℃烤片3.5 h。

1.2.4显带、染色及核型分析标本玻片经胰酶显带，Giemsa染色10 min后，吹风机干燥玻片，每个标本计数30个中期分裂相，分析5个核型，异常情况加倍计数，必要时配合C显带、N显带，核型结果按照人类细胞遗传学国际命名体制(ISCN2009)的标准进行描述。

2　结　果

2.1不孕不育患者异常核型分布情况743例就诊患者中，共检测出异常染色体核型140例，检出率为18.84%。其中染色体多态115例，占异常核型的82.14%(115/140)；染色体易位9例，占异常核型的6.43%(9/140)；特纳综合征6例[其中包括45，X 1例，嵌合体4例， 46,X,del(X)(p11)1例]，占异常核型的4.29%(6/140)；克氏征3例，占异常核型的2.14%(3/140)；其他异常核型的类型均只有1～2例，详见表1。

表1　743例不孕不育患者染色体异常核型的检出情况

*国内首报核型，Δ全球首报核型

2.2全球首报、国内首报异常核型分布情况本研究中，743例就诊患者中有8例为国内首报异常核型和1例为全球首报异常核型(表2，图1)。

表2　全球首报、国内首报核型分布情况

*全球首报异常核型

图1　国内及世界首报染色体异常核型图

A: 46,XX,t(4;8)(p15;q11) (国内首报核型); B: 46,XX,t(2;8)(q23;q11.2) (国内首报核型); C: 46,XY,t(9;13)(p13;q14) (国内首报核型); D: 46,XY,t(14;21)(q24;q22) (国内首报核型); E: 46,XY,t(3;18)(p23;q23) (国内首报核型); F: 46,XX,t(1;3)(p36;p21) (国内首报核型); G: 46，XY，t(1;6)(q41;p23)(国内首报核型); H: 46,X,del(X)(p11) (国内首报核型); I: 46,XX,ins(2;6)(q25;q23q24) (全球首报核型). 箭头所示为异常核型染色体

2.3不同性别染色体异常核型比较743例就诊患者中，男性异常核型有77例，检出率为10.36%；女性异常核型有63例，检出率为8.48%。男、女染色体异常核型分布如表3、表4。

表3　男性染色体异常核型

表4　女性染色体异常核型

3　讨　论

本研究发现，不孕不育症人群中染色体异常发生率为18.84%，显著高于染色体病在普通人群中发病率，造成此种差异的原因可能为入选对象都具有不孕不育病史。

3.1染色体易位平衡易位在染色体结构异常中较为常见，患者表型一般正常，是因为没有遗传物质丢失，但是在减数分裂过程中，易位染色体将形成相互易位型的四射体，理论上可形成18种类型的配子，仅1种正常，1种为表型正常的易位携带者，其余均因部分三体或部分单体而流产。

本研究中有几例典型病例，现介绍如下：(1)5岁男孩，因智力低下，腭裂就诊，经检测其外周血核型异常,追查其母亲核型正常，而父亲核型为46,XY,t(9;13)(p13;q14)。由此可以推断出，男孩的染色体核型为46,XY,der(9)t(9;13)(p13;q14)pat，该男孩是由于遗传了其父亲异常的9号染色体和正常的13号染色体，为13号染色体部分三体。(2)29岁女性，第1胎为正常男孩，第2胎因唐氏筛查高风险而行产前诊断，胎儿核型为46，XY，t(1:6)(q41;p23)，此胎儿为平衡易位携带者，追查其夫妇核型，女方染色体核型正常，男方核型为46，XY，t(1:6)(q41;p23)。上述2例核型经夏家辉院士等鉴定均为国内首报核型。(3)患者已生育一正常孩子，本次因孕16周做胎儿染色体非整倍体(T21/T18/T13)无创基因检测，提示21号染色体高风险，追查其夫妇染色体核型，女方核型为45, XX,der(13;14)(q10;q10)， 男方核型正常。由此诊断为罗伯逊易位，它是指由D组、G组的同源或非同源染色体间通过着丝粒融合所形成的易位。这是发生于近端着丝粒染色体的一种易位形式。当两个近端着丝粒染色体在着丝粒部位或着丝粒附近部位发生断裂后，二者的长臂在着丝粒处接合在一起，形成1条由长臂构成的衍生染色体；2个短臂则构成1个小染色体，小染色体往往在第2次分裂时丢失。这可能由于其缺乏着丝粒或由于其完全由异染色质构成所致。由于丢失的小染色体几乎全是异染色质，而由2条长臂构成的染色体上则几乎包含了2条染色体的全部基因。因此，罗伯逊易位携带者虽然只有45条染色体，但表型一般正常，只在形成配子的时候会出现异常，造成胚胎死亡而流产或出生先天畸形等患儿。在非同源罗氏易位的类型中，der(13q14q)约占50%，在配子形成过程中，有1/6的概率生育正常胎儿，1/6的概率会生育易位携带者胎儿，其他都会导致死胎、流产、生育畸形儿等情况。由于易位引起的家族性遗传问题，此类患者的家庭成员也应该进行染色体检查。另外，胚胎植入前产前诊断技术可有效为染色体易位携带者提供优生优育的机会[1]，减少流产的概率，以免给患者产生不必要的痛苦和焦虑。

3.2染色体插入本研究中1例25岁的女性患者，怀孕2次，均于怀孕50 d B超显示无胎芽而行人工流产，经检查，其外周血染色体核型为46,XX,ins(2;6)(q25;q23q24)。2015年，患者做第3代试管婴儿，顺利产下一健康女婴，由此可看出，胚胎植入前产前诊断技术可有效为染色体插入患者提供优生优育的机会。该例患者经夏家辉院士等鉴定为全球首报染色体异常核型。

3.3染色体多态染色体多态主要表现在D、G组染色体随体变化，1、9、16号和Y染色体异染色质区长度变异，9号染色体臂间倒位。这种变异是按孟德尔遗传方式遗传的，在人群中的发生率约为2.6%[2]。

D、G组染色体随体变化主要表现为随体延长和双随体。有学者[3]认为，随体的变异是由于核糖体RNA增多而引起，虽然不引起转录过程中的有效突变，但核糖体RNA增多，可引起D、G组染色体随体联合，从而导致染色体重排不分离的几率增高。本研究发现，D、G组随体延长者共24例，均具有自然流产史、胚胎停育史等，其中21三体生育史1例、子代心脏畸形3例、唇腭裂1例、肝脏肿瘤1例，对此应引起重视。

人群中9号染色体臂间倒位发生率达1.0%，比其他染色体倒位发生率要高[4]，国外报道[3-4]inv(9)的发生率为0.95%～1.02%。而本研究中，9号染色体臂间倒位在就诊人群中发生率为0.67%，在异常核型比例中高达3.57%。以往有学者认为，9号染色体臂间倒位是一种正常的多态现象，但是只有发生在次缢痕区域的倒位才应该认为是染色体多态象，如果倒位区域超越了次缢痕区，也应该会表现出相应的遗传效应。近年研究[4]显示，9号染色体上pter-q12片段上为松弛素基因(RLX)所在。RLX不仅影响女性卵泡发育的成熟过程，也影响着男性的精子运动和穿卵能力。因此，发生在q12远端的9号染色体臂间倒位，由于位置效应的作用，使RLX的作用减弱而导致不孕不育。本研究中共发现9号染色体臂间倒位者5例，均有不孕不育病史，说明9号染色体臂间倒位和不孕不育是有一定关系的。 因此，不能忽视由9号染色体臂间倒位而引起的不良孕产史的患者。

次缢痕主要存在于1、9、16号染色体和Y染色体的长臂，由高度重复的DNA序列组成，次缢痕的增长是因为这些高度重复的DNA序列所致。这种变异可能会影响细胞分裂，造成同源染色体配对困难，产生不平衡配子而导致不孕不育。本研究发现，次缢痕变异者82例，占异常核型的58.57%，该类患者均具有不孕不育病史。其中1号染色体次缢痕延长共45例，占异常核型32.14%，显著高于本地区其他异常。因此，染色体多态不能简单认为是一种无意义的遗传现象[5]，对此种现象，应当引起重视。

3.4性染色体异常本研究发现性染色体数目异常患者11例，占异常核型的7.86%。与常染色体数目异常所不同的是，性染色体数目异常均不同程度地影响患者的第二性征表达。

本研究共检出3例克氏征，3位男性患者均以无精症、睾丸发育不良而就诊。Klinefelter综合征又称先天性睾丸发育不全症或XXY综合征，发病率约占男性的1/800，患者表型正常，身材高大，睾丸小，曲细精管呈玻璃样变性，无生育能力，男性性征发育不良，呈去势体征，如皮肤细嫩、体毛少、无须、无喉结、男性乳房、智力低下(轻度到重度不等)等。实验室检查显示，TSH/LH增高，雄激素低。因患者有正常的Y染色体，所以有睾丸组织的发育，但患者多了1条X染色体，通常认为是配子减数分裂时X染色体不分离所造成的，导致睾丸曲细精管玻璃样变性，故睾丸萎缩，生精不能。有学者[6]认为，通过胞质内单精子注射,可使少部分克氏征患者生育自己的正常孩子。

特纳综合征核型有3种情况，即染色体的数目异常、嵌合体、染色体的结构异常等。本研究发现，典型特纳综合征45，X 1例，46,X,del(X)(p11)1例，嵌合体有4例，其核型分别为：45,X[41]/46,X,r(X)(p22q28)[19]；46,X,i(X)(q10)[92]/47,X,i(X)(q10)ⅹ2[2]；46,XX[69]/45,X[21]；45,X[3]/47,XXX[3]/46,XX[79],1qh+,16qh+。以上几例患者均具有第二性征发育不良、不孕不育病史，4例嵌合体中除数目异常外，还分别包含了X环状染色体，X等臂染色体等。单体型源于第1次减数分裂时，X染色体不分离或分裂完成后1条X染色体丢失；嵌合体是早期卵裂产生性染色体不分离或分离后延滞所致；环形X染色体是精子形成时，X染色体断裂重接所致，系父源性遗传；等臂X染色体源于卵子形成过程中染色体错误分裂，是母源性遗传。

本研究发现超雌综合征1例，患者表型为女性，婚后9个月怀孕2次均无胎心而就诊，经检查发现，其乳腺发育不良，卵巢功能异常。外周血染色体核型为47，XXX。超雌综合征多数个体表现正常，也有生育能力，但可将XX型卵子以1/2比例下传给子代，造成后代成为性染色体异常患者。建议此类患者再次生育时进行产前诊断，防止染色体异常患儿的出生。

本研究中还发现雄激素不敏感综合征1例，患者外观女性，身材高大，妇科查体显示第二性征发育不良，B超显示卵巢呈条索状，无子宫，盲端阴道，在双侧腹股沟内各发现1个睾丸，进一步检查其外周血染色体核型为46，XY。

不孕不育人群中染色体异常的发生率较高，因此伴有性腺异常、外生殖器畸形等第二性征发育不良的患者，应及时进行染色体核型分析，明确诊断，进而采取相应防治措施，以免给患者带来不必要的麻烦。

综上所述，染色体疾病是导致不孕不育的重要原因之一。为明确病因，对有不孕不育病史者进行遗传咨询及细胞遗传学检查，对于优生优育具有重要意义。产前诊断技术可以早期诊断出染色体异常胎儿，从而防止病残儿的出生，减少家庭与社会负担；胚胎植入前产前诊断技术可有效为一部分染色体异常患者提供优生优育的机会，避免给患者造成身体创伤以及不必要的精神与经济负担。

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[本文编辑]叶婷， 晓路

Study of the relationship between chromosome abnormality and infertility

HUANG Xin1,2, ZHANG Lei3, GUO Yun-xiao3, ZHAO Yue-ran1,2*

1. Institute of Basic Medicine, Shandong Academy of Medical Science, Jinan 250000, Shandong, China 2. School of Medicine and Life Sciences, University of Jinan-Shandong Academy of Medicine Sciences, Jinan 250000, Shandong, China 3. Prenatal Diagnosis Center of Liaocheng, Maternal and Child Health Care Hospital of Dongchangfu District Liaocheng City, Liaocheng 252000, Shandong, China

Objective： To explore the relationship between chromosome abnormalities and infertility, in order to provide evidence for the prevention and treatment of clinical infertility. Methods： Peripheral blood lymphocytes from 743 cases of infertile patients were cultured, and chromosome karyotype was examined by showing chromosome bands using G analysis combined with C and N analysis. Results： A total of 743 patients were tested in the study, 140 patients detected with abnormal chromosome karyotype, the detection rate was 18.84%. Among them, there were 115 cases of chromosome polymorphism, accounting for 82.14% of the abnormal karyotype (115/140); 9 cases of chromosomal translocation, accounting for 6.43% of the abnormal karyotype (9/140); 6 cases of Turner syndrome (including 45, X, one case; chimaera, 4 cases; 46, X, del (X) (P11), one case), accounting for 4.29% of the abnormal karyotype (6/140); 3 cases of Klinefelter syndrome, accounting for 2.14% of the abnormal karyotype (3/140); 2 cases of chromosome insertion, accounting for 1.43% of the abnormal karyotype (2/140); 2 cases of trisomy 21 syndrome, accounting for 1.43% of the abnormal karyotype (2/140); 1 case of super-female syndrome, accounting for 0.71% of the abnormal karyotype (1/140); 1 case of androgen-insensitivity syndrome, accounting for 0.71% of abnormal karyotype (1/140). Generally, one case was first reported in the world, and 8 cases were first reported in China. Conclusions： Chromosome abnormality is an important factor that leads to infertility. It is important to carry out the analysis of karyotype in infertile patients.

chromosome; infertility; karyotype analysis

2016-05-25[接受日期]2016-08-11

黄鑫，硕士生，主治医师. E-mail：15963168964@163.com

Corresponding author). Tel: 0531-68776905, E-mail：yrzhao@sdu.edu.cn

10.12025/j.issn.1008-6358.2016.20160618

R 721.63

A