7号染色体臂间倒位一家系遗传学分析并文献复习

李怡?罗晓辉?胡蓉?黄伟伟?彭海山?蔡婵慧?卢建

【摘要】目的 探討一例源于亲代臂间倒位的7号染色体重组胎儿超声及分子遗传特征。方法 对超声提示颈项透明层增厚、颅脑发育异常的胎儿行染色体G显带分析及染色体微阵列分析，并对胎儿父母双方行染色体G显带分析以明确来源。以“7号染色体臂间倒位”或“pericentric inversion of chromosome 7”为检索词在PubMed、中文期刊全文数据库（CNKI）、万方数据知识服务平台及维普中文科技期刊数据库检索，收集并分析检索到的源于亲代臂间倒位7号染色体重组患者临床资料。结果 该例超声提示胎儿多发异常，表现为全前脑、唇腭裂、淋巴管水囊瘤、全身皮肤水肿及脐膨出声像;胎儿染色体核型为46，XN，rec（7）dup（7p）inv（7）（p21q35），胎儿父亲染色体核型为46，XY，inv（7） （ p21q35），胎儿母亲染色体核型正常。染色体微阵列分析提示胎儿7号染色体7p21.3-pter位置发生重复、7q35-qter位置发生缺失，这些区域涉及FAM20C和SHH、EN2等具有临床意义的候选基因。检索文献后共收集4例源于亲代臂间倒位的7号染色体重组患者临床资料，但均为出生后病例并伴不同程度肢体异常，其中一例与该例有相近重复及缺失的染色体区域，主要表现为严重智力障碍、头小畸形、矮小及形态异常。结论 臂间倒位可引起子代染色体重组从而导致胎儿发育异常，7号染色体重组涉及的FAM20C和SHH基因与唇腭裂和全前脑等表型相关，通过染色体核型分析及染色体微阵列分析可明确遗传病因，指导遗传咨询。

【关键词】7号染色体臂间倒位; 7p21.3重复;7q35缺失;染色体微阵列分析

Genetic analysis and literature review of a pedigree with pericentric inversion of chromosome 7 Li Yi， Luo Xiaohui， Hu Rong， Huang Weiwei， Peng Haishan， Cai Chanhui， Lu Jian. Medical Genetics Center of Guangdong Women and Children Hospital， Guangzhou 511400， China

Corresponding author， Lu Jian， E-mail： 243561205@ qq. com

【Abstract】Objective To investigate the ultrasound feature and molecular genetic characteristics of a fetus with recombinant chromosome 7 resulting from parental pericentric inversion.  Methods The G-banded karyotype and chromosome microarray were performed in a fetus with thickened nuchal translucency （NT） and abnormal brain development. The G-banded karyotype was performed in parents to determine the origin of the fetus. A comprehensive literature search was performed in PubMed， Chinese Journal Full-text Database （CNKI）， Wanfang Data and Chongqing Vip database using the keywords of “pericentric inversion of chromosome 7”in both English and Chinese. Detailed clinical data of patients with recombinant chromosome 7 resulting from parental pericentric inversion were collected and analyzed.  Results Ultrasonography indicated multiple abnormalities in the fetus presenting with whole forebrain， cleft lip and palate， lymphangioma， systemic skin edema and omphalocele. Chorionic villus sampling revealed a karyotype of 46， XN， rec（7）dup（7p）inv（7）（p21q35）. Cytogenetic analysis revealed a karyotype of 46， XY， inv（7） （p21q35） in the father and a karyotype of 46，XX in the mother. Chromosomal microarray analysis of the fetal villi prompted that duplication occurred at the position of 7p21.3-pter on chromosome 7， deletion at the position of 7q35-qter on chromosome 7， and these regions contained candidate genes of FAM20C， SHH and EN2 with clinical significance. Clinical data of four patients with recombinant chromosome 7 resulting from parental pericentric inversion were collected through literature review， but all of them were postpartum cases complicated with varying degrees of limb abnormalities. Among them， one case presented with similar duplication and deletion of chromosome 7 to the fetus in this study， who was mainly manifested as severe intellectual disability， microcephaly， short stature， and dysmorphic features.  Conclusions Pericentric inversion can cause recombinant chromosome in offspring， which leads to fetal development abnormalities. The recombinant chromosome 7 is involved with FAM20C and SHH genes， which are associated with the phenotypes of cleft lip and palate and whole forebrain. Karyotype analysis and chromosome microarray analysis can be adopted to determine the genetic cause and guide genetic counseling.

【Key words】Pericentric inversion of chromosome 7;7p21.3 duplication;7q35 deletion;

Chromosome microarray analysis

臂间倒位是指染色体的长、短臂各发生了一次断裂，中间断片颠倒后重接，则形成了臂间倒位染色体[1]。臂间倒位在减数分裂时可形成不平衡配子，会导致流产、死胎、畸形儿。随着分子技术不断发展，应用染色体微阵列分析（CMA）可检出染色体不平衡的拷贝数变异，尤其对染色体微缺失、微重复综合征能精准定位，分辨率高，与传统染色体核型分析互补互利，从基因水平为临床遗传咨询提供指导。目前国内有关7号染色体臂间倒位的报道较为少见。笔者近年接诊一例7号染色体臂间倒位携带者所生育的后代，其配子在减数分裂中发生染色体重组，本文分析了该例的临床表型及分子遗传特征，并复习相关文献，现报告如下。

对象与方法

一、1例外院超声提示颈项透明层（NT） 增厚、颅脑发育异常胎儿及其父母临床资料收集

2018年6月广东省妇幼保健院医学遗传中心接诊1例12+周孕妇，外院超声提示胎儿NT增厚、颅脑发育异常。为进一步明确病因，该例胎儿及其父母于2018年在广东省妇幼保健院医学遗传中心行遗传学分析及相关检测。检测内容包括胎儿绒毛染色体G显带分析及CMA，孕妇及其丈夫染色体G显带分析。收集并分析孕妇及其丈夫的病史、超声、实验室及辅助检查等资料。

二、染色体G显带分析

经知情同意，抽取胎儿父母外周血及胎儿绒毛行细胞接种、培养、收获、制备染色体玻片，显微镜分析核型，计数20个染色体核型，分析 5 个核型。外周血G显带分辨率为550条带，绒毛G显带分辨率为350 ～ 420条带。依据人类细胞遗传学国际命名体制（ISCN 2016）分析染色体核型。

三、染色体CMA

提取绒毛DNA试剂盒为QIAGEN 公司生产的 QIAamp DNA Blood Mini Kit提取试剂盒，应用美国Affymetrix公司的 CytoScan 750K SNP基因芯片行 CMA 检测：对已提取的绒毛DNA进行限制性内切酶的酶切、在酶切末端连接接头、PCR 扩增、磁珠法纯化PCR产物、测定纯化PCR产物浓度（> 2500 ng/μl），对PCR纯化产物进行片段化、片段化

产物电泳（4%琼脂糖凝胶）、标记、50 ℃杂交16 ～ 18 h，将杂交后的芯片用洗染工作站洗染、将芯

片放入扫描仪扫描。应用OMIM、DECIPHER、DGV、ClinGen等数据库对扫描结果进行临床数据分析。

四、文献检索

以“7号染色体臂间倒位”或“pericentric inv-ersion of chromosome 7”为检索词，对PubMed、中文期刊全文数据库（CNKI）、万方数据知识服务平台及维普中文科技期刊数据库相关文献进行检索，收集并分析检索到的有详细源于亲代臂间倒位的7号染色体重组临床资料。上述数据库检索的截止时间为2019年2月1日。

结果

一、1例外院超声提示胎儿NT增厚、颅脑发育异常胎儿及其父母的临床资料

1. 病史和超声检查

该例孕妇 25 岁，因外院超声提示宫内妊娠如孕12+周、NT增厚5.1 mm、颅脑结构异常于2018年6月2日来院咨询。其孕12+周，G1P0A0，非近亲结婚，末次月经2018年4月8日，平素月经规则，孕期顺利。宫内妊娠，单活胎。2018年6月29日在本院复查彩色多普勒超声检查，结果提示宫内妊娠，活胎，如孕12+周大小;胎儿多发异常：全前脑、唇腭裂、淋巴管水囊瘤、全身皮肤水肿及脐膨出声像，见图1。

2. 实验室及辅助检查结果

胎儿绒毛染色体G显带提示7号染色体核型异常，胎儿母亲染色体核型正常，父亲染色体G显带臂间倒位： 46，XY，inv（7）（p21q35），见图2A;据此可得，胎儿遗传父亲7号染色体臂间倒位并发生染色体重组，胎儿绒毛G显带结果为：46，XN，rec（7）dup（7p）inv（7）（p21q35）pat，见图2B。

3. 染色体CMA结果

在7号染色体7p21.3-pter位置发生约7.2 Mb重复，该区域包含87个基因，其中53个OMIM基因含有FAM20C基因。在7号染色体7q35-qter位置发生约15.9 Mb缺失，该区域包含138个基因，其中有72个OMIM基因，含有SHH、EN2、KCNH2、RHEB、HLXB9和LIMR1等具有临床意义的关键候选基因，见图3。

4. 妊娠结局

经优生遗传咨询，向孕妇解释染色体臂间倒位可能产生的配子及概率，并分析胎儿预后，告知孕妇胎儿预后不良可能，建议终止妊娠。孕妇于2018年7月4日引产。

二、源于亲代臂间倒位的7号染色体重组患者相关文献分析

检索文献后共收集4例源于亲代臂间倒位的7号染色体重组患者临床资料，但均为出生后病例并伴有不同程度的肢体异常，其中一例与本文有相近重复及缺失的染色体片段，主要表现为严重智力障碍、头小畸形、矮小及形态异常，见表1。

讨论

7号染色体臂间倒位在中国人群发生率约为 0.2‰[6]。臂间倒位携带者一般外表正常，但染色体发生倒位后，其结构发生重排而形成重排染色体，这种重排染色体在形成生殖细胞的减数分裂Ⅰ的前期中，同源染色體发生联合配对形成特有的倒位环。如果在倒位环内发生交换，理论上形成4种不同的配子，一种具有正常染色体，一种具有倒位染色体，其余两种均带有部分重复和部分缺失的染色体[1]。夫妻一方为倒位携带者，生育后代可能有：1/4为正常胎儿、1/4为倒位携带者、1/2为不孕不育、流产或生育畸形儿。

本研究中，胎兒G显带染色体结果为46，XN，rec（7）dup（7p）inv（7）（p21q35），由于胎儿父亲为inv（7）（p21q35）携带者，其产生原因是配子形成过程中，7号染色体臂间倒位在减数分裂中发生染色体重组，形成部分重复和缺失配子，导致胎儿7p21.3-pter重复和7q35-qter缺失。7p21.3-pter重复片段大小约7.2 Mb，包含53个OMIM基因;7q35-qter缺失片段大小约15.9 Mb，包含72个OMIM基因，这些区域包含FAM20C和SHH、EN2具有临床意义的候选基因[5]。

1968年De Grouchy等首次报道7q-部分单体综合征。7号染色体长臂末端缺失可能引起的症状主要包括全前脑、独特的面部特征、智力低下、癫痫、身材矮小等。SHH、EN2、KCNH2、RHEB、HLXB9和LIMR1已被提名为与该疾病相关的具有临床意义的剂量敏感关键候选基因[7]。SHH（OMIM #600725）基因被认为是导致7q末端缺失综合征主要临床特征的剂量敏感关键基因[7]。SHH基因位于7q36.3，编码音猬因子，音猬因子是一种涉及胚胎、脑脊髓、眼睛、四肢等发育异常的分泌蛋白[8]。在早期肢体发育过程SHH基因调控手指发育，SHH基因单倍剂量不足会导致前脑无裂畸形[7]。文献检索显示，4例患者均有不同程度的肢体发育异常，可能与SHH基因相关。本研究7号染色体臂间倒位导致的7q35-qter位置发生缺失

表现全前脑临床特征，与文献报道一致。此外，Joyner等（1989年） 认为7q片段中EN2基因 （OMIM #131310）在神经发育中起重要作用。EN2基因被认为是自闭症谱系障碍易感因素。KCNH2 基因（OMIM #152427）位于7q36.1，KCNH2蛋白主要表达于心肌，具有调控钾通道形成的功能[7]。

胎儿除发生7q35-qter末端缺失外，还发生7p21.3-pter末端重复。1978年Camevale等首次提出7p部分三体综合征。7p部分三体综合征典型临床表现为：智力低下，语言障碍，肌张力低下，头颅、面部及手足畸形[9]。FAM20C（OMIM # 611061）基因位于7p22.3，也称牙本质基质蛋白4。FAM20C是一种高尔基酪蛋白激酶，可磷酸化大多数分泌的磷酸蛋白组，包括成纤维细胞生长因子23、骨桥蛋白以及其他硬组织形成和矿化的调节因子[10]。 FAM20C基因功能丧失型突变与小头症、中脸发育不良、腭裂、牙龈肥大和骨硬化有关[5]。 Simpson等（2007年）提出Raine综合征与FAM20C基因的功能突变有关，该综合征主要表现为小头畸形、面中部发育不全、腭裂、牙龈肥大和骨硬化等。本例胎儿超声显示唇腭裂，与已有报道相符。除此之外，胎儿还出现淋巴管水囊瘤、全身皮肤水肿及脐膨出，可能是染色体缺失、重复位点不一致，临床表现有差异。国内外文献少有相关产前病例报道，导致错失胎儿超声临床资料。本病例为产前病例且罕见，未有大数据统计胎儿7号染色体臂间倒位染色体重组的临床特征，仍需积累临床数据进一步分析。

本研究结合染色体G显带和CMA，从基因水平对异常染色体精准定位。与传统染色体G显带分析相比，CMA技术具有高通量、高分辨率和高自动化检测的优势，已被我国儿科协会和产前诊断协会分别推荐应用于儿科遗传病及产前诊断[11]。CMA检测分辨率高，能检测染色体微缺失、微重复，检测周期短，一般无需进行细胞培养，仅需少量细胞或组织，检测成功率高，结果稳定客观，并能检测单亲二倍体[12]。但是，CMA技术不能检测平衡重排，且对临床意义不明确的拷贝数变异未能给患者具有指导意义的解释[13]。研究显示，与传统核型分析相比，CMA可提高超声异常胎儿的染色体异常检出率[14]。染色体G显带分析弥补CMA不能检测的染色体平衡重排，两者互补互利，从基因水平为临床遗传咨询提供指导。因此，对于产前超声提示胎儿异常者，可通过染色体核型分析及CMA以进一步明确病因，臂间倒位携带者必要时可选择行胚胎植入前遗传学诊断。

参 考 文 献

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（收稿日期：2019-05-10）

（本文编辑：林燕薇）