颈项透明层增厚机制分析及其在胎儿发育异常中的应用

刘 敏，陈先侠

随着“二孩”政策全面实施，新生儿出生率明显升高，同时高龄孕产妇增多，导致胎儿出生缺陷发生率明显升高。出生缺陷是导致孕产妇早期流产、死胎、围生儿死亡、婴幼儿死亡和先天残疾的主要原因，严重危害儿童生命健康和生活质量，并与家庭经济、幸福及整个国家人口素质、人力资源和社会经济负担息息相关，因此在胎儿出生前辨别有无畸形显得至关重要。颈项透明层(nuchal translucency, NT)厚度测量能协助医生判断胎儿有无染色体、心脏结构等方面的异常，是孕早期产前诊断的一个常规性及关键性检查项目。本文就NT增厚机制及其在产前诊断胎儿发育异常中的应用作一综述。

1 NT的形成

胎儿NT是指孕11～13+6周在超声引导下胎儿在正中矢状面颈椎水平上皮肤与皮下软组织间的液性暗区，超过第95百分位数的NT测量值被称为NT厚度增加[1]。在正常胚胎发育过程中，胎儿颈部淋巴管与颈动脉窦于孕14周左右相通，即淋巴系统发育完全。在颈部淋巴管与颈静脉窦相通前，由于暂时性淋巴回流障碍造成少量淋巴液在胎儿颈部积聚，因此形成暂时性颈部透明层。NT最早是由Nafziger和Vilensky[2]于1987年提出，他们的研究确立了颈项皮肤褶厚度的测量与21三体综合征间的联系。Longstreet等[3]在前人基础上于1992年提出将NT作为妊娠早期染色体异常的标志。在孕11～13+6周NT可通过超声进行分辨与测量。选取孕13+6周作为上限的原因主要是，孕14周后胎儿体位多为垂直位，不利于测量；NT厚度随着孕周数的增加而下降，测量难度随之加大。取孕11周为下限的原因主要是，孕10周前不利于观察胎儿心脏4个房室及大血管；胎儿颅骨光环尚未骨化，无法诊断和排除无脑儿和颅骨缺失。这标志着可以使用影像学指标进行产前筛查。

随着NT研究的深入，有学者发现NT增厚是预测胎儿染色体异常和多胎畸形的超声软标志物[4]，在染色体异常、先天性心脏病、大血管畸形、代谢及血液系统异常等方面有着重要的预测价值。但是对于筛查骨骼肌肉系统畸形、某些罕见的综合征及运动功能障碍等的准确度较低[5]。因此可以根据NT增厚的程度预测胎儿有无畸形，且与绒毛膜活检或羊膜穿刺相比，NT测量可更早发现异常，让父母在知情的情况下决定是否继续妊娠[6]，而且对孕妇及胎儿无损伤，能被大多数孕妇所接受，故超声与NT厚度结合被广泛用于产前筛查。

2 NT增厚的原因

尽管全世界将NT测量作为胎儿非整倍性染色体异常和心脏缺陷的一种常用的产前筛查手段，但是引起NT增厚的病理生理学原因尚未明确[7]，单纯性NT增厚考虑为胎儿颈部淋巴与静脉系统连接发育机制延迟形成的暂时性增厚[8]。而一些NT增厚并非暂时性增厚，其最终将发展为不良的妊娠结局，可能是多种因素造成的[2]。

2.1 染色体异常 染色体异常包括21三体、13三体、18三体综合征及Turner综合征或其他染色体异常[7]。NT增厚常提示21三体、18三体、13三体综合征及Turner综合征等染色体疾病发生率升高[8]。von Kaisenberg等[9]研究指出，在患有21三体综合征胎儿中，由于21号染色体多出一条，导致胎儿颈部皮肤结缔组织中Ⅵ型胶原蛋白、Ⅳ型胶原蛋白和层粘连蛋白表达增加，使结缔组织更具弹性，导致液体在皮下积聚，NT增厚。同时，患有21三体综合征胎儿超氧化物歧化酶基因过度表达，导致超氧化物歧化酶增多。而超氧化物歧化酶会减少透明质酸的降解，导致大量透明质酸在颈部皮肤内积聚。透明质酸是一种亲水性糖胺聚糖，带大量负电荷而吸引水分，导致液体在颈部积聚[10]。在正常胎儿和13、18三体综合征胎儿皮肤中发现只有少量透明质酸积聚。此外，细胞外基质成分异常也可引起NT增厚，在患有21三体综合征胎儿的颈部细胞外基质中发现大量透明质酸。

2.2 淋巴系统发育异常和淋巴液引流受阻 Nicolaides等[11]提出，颈部淋巴系统发育异常会引起淋巴液在颈部积聚，导致NT增厚。NT增厚的非整倍体胎儿表现为颈部间质水肿，同时伴双侧颈淋巴囊(jugularis lymphaticus saccus, JLSs)扩张，而JLSs是淋巴系统发育和功能完善的首要部分，也是淋巴液引流的原始部位[12]。双侧JLSs扩张与NT增厚具有很强的相关性。正常情况下超声难以测量出JLSs直径[13]，但患有21三体、18三体和13三体综合征的胎儿超声下提示JLSs测量值分别为1.3～10.0、1.5～6.9和1.3～2.1 mm[14]。

在21三体综合征胎儿中JLSs的内皮细胞血管内皮生长因子A(VEGF-A)、血小板源性生长因子B(PDGF-B)和音猥因子等因子表达增加，叉头框C2(FOXC2)表达降低[15]。颈部水肿可能是由于VEGF-A过表达导致淋巴内皮细胞渗透性增加和细胞间粘附性减弱，导致水分积聚在颈部，造成NT增厚。平滑肌细胞(smooth muscle cell, SMC)在NT增厚伴JLSs胎儿中数量增多，而其数量异常将引起颈部淋巴功能的异常。PDGF-B对SMC的招募具有诱导作用，而FOXC2通常抑制其的表达，从而致SMC招募异常。此外，FOXC2基因突变也与先天性淋巴水肿和淋巴管缺陷有关[2]。

囊性湿疣是一种持续性淋巴畸形，是淋巴系统发育异常的一种特殊类型，是由于淋巴系统不能与颈内静脉相通而导致的颈内淋巴囊过度膨胀，常见于Turner综合征胎儿，由于X染色体部分或完全缺失导致颈蹼，造成淋巴液引流不畅，NT增厚。但囊性湿疣在21三体综合征胎儿中不常见。此外，由于淋巴系统发育异常导致淋巴液在胸导管内积聚，加之其解剖位置的关系，使得扩大的胸导管可能压迫心脏或造成心脏移位，继而心脏血流受阻致心脏结构异常或发育不良引起心脏畸形，进一步引起NT增厚。也有部分胎儿淋巴系统仅出现暂时性发育迟缓或受阻，一旦其淋巴系统及功能发育完善，聚集在此处的淋巴液便迅速引流，增厚的NT便消失，这也解释了为什么部分NT增厚胎儿预后良好的原因。

2.3 心力衰竭 心力衰竭也是导致NT增厚的原因。Hyett等[16]在一项对34例于妊娠11～14周终止妊娠的患有21三体综合征的NT增厚胎儿的大血管研究中发现，NT增厚组主动脉峡部直径小于正常对照组，原因为主动脉峡部变窄，使得心脏后负荷增加，进而引起心力衰竭导致血液在头颈部积聚，造成NT增厚。心力衰竭导致心脏后负荷增加，使得具有强利尿和扩血管作用的心房利钠肽和脑利钠肽水平升高，促使多余的液体排出。

2.4 其他 也有文献报道，NT增厚可能与遗传综合征、胎儿肺缺陷、先天性感染、代谢和血液系统疾病、淋巴系统相关的内皮细胞分化、皮下结缔组织成分变化、羊膜破裂引发的头静脉充血[17]、神经支配等有关。也有学者提出胎儿颈静脉和静脉导管血流流速波形的改变与NT增厚也存在相关性[18]，但具体机制仍在探索阶段。除了上述引起NT增厚的原因外，胎儿严重的结构异常还会阻碍正常的血液流动[2]。如胸腔内或胸外压力使胸腔聚拢变窄(如膈疝)，头部和颈部的血管将会过度充盈,造成NT增厚。同时Clur等[19]研究发现，在Turner综合征胎儿中，形成主动脉弓的神经嵴细胞异常迁移将导致主动脉峡部变窄，造成主动脉内血流阻力增加，也会导致头部和颈部血管过度充盈，使得NT增厚。也有文献报道，各种神经肌肉疾病导致胎儿运动障碍从而造成淋巴液引流受阻可能产生NT增厚。在妊娠早期使用外源性孕酮也可导致NT增厚，故在体外受精患者中应特别注意[20-21]。

3 NT增厚程度对应的疾病

关于胎儿NT增厚的切割值一直存在争议，目前国际公认超过第99百分位数(即3.5 mm)时为NT增厚的临界值[22]，当NT≥3.5 mm时胎儿染色体异常发生率明显升高，为14.2%～19.8%[19]。而目前国内NT值尚未统一，每家医院都有自己特定的NT值，但选取切割值为2.5 mm较为普遍，但也有医院取3.0和3.5 mm作为切割值。很多国外医院将NT≥3.0 mm视为胎儿染色体存在高风险。

3.1 染色体异常 随着NT增厚胎儿染色体异常发生率逐渐上升[22]，有研究认为，当NT<3.0 mm时染色体异常发生率仅为1%，NT为3.0～8.0 mm时胎儿染色体异常发生率为35%，NT>3.5 mm时胎儿染色体异常发生率为31%，NT≥6．5 mm时不良妊娠结局发生率高达75%[23]。Christiansen等[24]研究发现，在NT增厚且染色体核型异常的胎儿中，发生21三体综合征的比例较发生18三体综合征的比例高。NT测量可使患有21三体综合征胎儿的出生率降低78%[9]。在孕12周时，Turner综合征、性染色体异常的患病率分别约为1/1500、1/500。研究发现，21、18和13三体综合征胎儿患病率随孕妇年龄的增长而升高，而Turner综合征、性染色体异常胎儿患病率不随孕妇年龄的变化而变化[25]。并且不同疾病NT增厚程度不同，在大多数21三体综合征胎儿中NT厚度<4.5 mm，在大多数13或18三体综合征胎儿中NT厚度为4.5～8.4 mm，而Turner综合征胎儿NT厚度≥8.5 mm。此外，21、18和13三体综合征胎儿发生率均随NT厚度的增加而升高，在约8～9 mm处达峰值后下降，但在Turner综合征胎儿中，其发生率随NT厚度的增加呈指数增长。Du等[22]研究指出，NT值为2.5～2.9 mm时胎儿母亲中位年龄高达35岁，因此推荐在高龄孕产妇中将2.5 mm作为NT增厚切割值，有助于提高妊娠早期胎儿染色体异常的检出率。

3.2 结构异常 胎儿结构异常在所有妊娠中高达3%，超声筛查已成为筛查胎儿结构异常的常规检查[26]。研究显示，当NT值≥3.5 mm时，胎儿结构异常发生率随NT值的增加而升高，当NT值≥6.5 mm时胎儿结构异常发生率达45%；这些结构异常包括心脏畸形、脐膨出、全前脑畸形、体蒂异常、骨骼病变等，其中以心脏畸形较多，大多数严重的心脏畸形可在妊娠早期检出,即使不能做出特异性诊断，但可对该疾病进行提示[27]。Hyett等[16]研究发现，55%的心脏畸形和大动脉异常同时发生与孕10～14周胎儿NT增厚有关。先天性心脏缺陷患病率也随NT测量值的增加而升高[28-29]。

3.3 胎儿宫内发育不良Ⅱ型 Chen等[30]研究发现，孕妇在孕14周前产前超声示NT增厚，孕25周超声检查示脑水肿、巨头畸形、额叶凸起、小脑和脑池扩大、胸部狭窄、肋骨短、四肢短直，后续行羊膜穿刺示核型为46，XX，使用未培养的羊水DNA行FGFR3突变分析示基因型为WT/c.1948A>G(p.Lys650Glu)，结果与FGFR3和宫内发育不良Ⅱ型胎儿的K650E突变一致，得出结论：产前NT增厚可能与宫内发育不良Ⅱ型有关。

3.4 新生儿体质量异常 Kalem等[31]研究发现，NT与新生儿出生体质量呈正相关，随着NT厚度增加，第1分钟Apgar评分降低，并且第5分钟Apgar评分保持不变。

3.5 其他 也有文献报道，NT增厚可能与胎儿贫血、母亲宫内TORCH感染[32]、胎儿代谢和血液系统疾病及低蛋白血症有关，严重者可能造成胎儿流产、死胎等，且随着NT厚度的增加这些风险随之加大[7]。较大的NT厚度表明即使在正常核型胎儿中也存在结构缺陷和遗传综合征。当排除胎儿非整倍体性染色体异常时，NT增厚可能会导致更大的结构异常风险，故应进行详细的解剖学评估[26]。

4 NT测量与其他方法联合进行产前筛查

4.1 无创检查 NT增厚与广泛的结构异常和遗传综合征间关系密切，NT异常时需行更多的后续检查[33]。NT增厚时可于孕12周左右行超声心动图检查[34]，NT厚度持续升高的胎儿在妊娠晚期或出生后均可表现出严重的心脏病变[23]，若在孕20周时胎儿NT厚度依然持续升高，同时胎儿染色体核型正常的情况下，应于妊娠晚期和出生后复查超声心动图[35]。Mavrides等[28]提出，如NT测量值大于第99百分位(即NT值为3.5 mm时)，必须行进一步的检查如胎儿超声心动图，以排除冠心病，避免不良妊娠结局。此外，荧光定量聚合酶链式反应也是一种检测胎儿有无染色体异常的无创方法，通过抽取孕妇外周血分离出血浆，提取胎儿游离DNA并进行分析，检测胎儿有无染色体异常。此外，NT增厚但错过了早期筛查的孕妇可在妊娠中晚期选择MRI检查，其可检测多种胎儿畸形，尤其是胎儿大脑有无异常[34]。但MRI检查不建议在孕早期进行，因为此时胎儿身体骨骼较小和活动明显，均可对图像质量产生不良影响[36]。

4.2 有创检查 最新指南建议对于NT厚度≥3.5 mm的孕妇需行遗传咨询、产前诊断和侵入性检测[37-38]。如超声检查发现胎儿患染色体异常的可能性较大则也应行侵入性检查[39]。同时需根据NT厚度、孕周等孕妇实际情况行有创产前检查。如在孕11～14周发现胎儿NT增厚，可在超声引导下行绒毛膜穿刺术抽取绒毛组织4～8 mg进行检测，高龄产妇或孕16～24周时需行羊膜穿刺术，抽取羊水30 ml进行检测，孕>24周时可行脐静脉穿刺术抽取脐血3 ml进行检测[40]。

孕16周后当胎儿NT厚度≥3.5 mm时，可行产前染色体微阵列分析(chromosomal microarray analysis, CMA)[26]。CMA具有较高的基因组分辨率，可更好地检测异常胎儿的基因[29]。有文献显示，如胎儿NT增厚，但核型结果正常，也应行CMA[41]。游离DNA(circulating cell-free DNA, cfDNA)分析有时不能满足需要，因染色体异常的频谱范围可能大于目前cfDNA频谱能力范围[42]。此外，当cfDNA检测结果异常时，仍需行侵入性检查确认胎儿有无异常，因此可直接对这些高危患者进行侵入性检测，以节省检查成本。

综上，NT厚度可用来筛查孕早期胎儿染色体和结构等方面的异常，使更多异常胎儿能在产前被发现，并对出现异常胎儿的孕妇进行针对性产前指导，以及对异常胎儿进行早期干预，最大程度降低异常胎儿出生率，对孕妇家庭及社会均有重大意义。