自然流产的遗传因素研究进展

王婧，周璇，刘洪倩

四川大学华西第二医院 出生缺陷与相关妇儿疾病教育部重点实验室，成都610041

自然流产的发生率为15%～40%，其中80%为发生在妊娠12周之内的早期流产。自然流产病因复杂，包括染色体异常、基因异常、血栓前状态、免疫功能异常、内分泌异常、生殖器官异常、环境因素等，还有部分自然流产的原因及机制仍不明确。胚胎/胎儿遗传物质异常是自然流产的常见原因，随着分子生物学技术的发展以及人类对遗传性疾病认识的提高，越来越多与自然流产相关的遗传学病因被揭示。现结合近年来国内外研究成果，就自然流产的遗传学因素综述如下。

1 染色体异常

1.1 染色体数目及结构异常 胚胎染色体数目和结构异常是导致自然流产的主要原因，50%～60%的自然流产与胚胎染色体数目及结构异常相关[1]。Hyde等[2]报道，在0～6周、8～11周、16～19周妊娠丢失的标本中，胚胎染色体非整倍体异常比例分别为90%、50%、30%，表明早期自然流产染色体数目和结构异常率较晚期自然流产高。可存活常染色体三体(21三体、13三体、18三体)及(45，X)多发生在曾有胎心的自然流产中[3]。

早期研究表明，大部分(86%)胚胎染色体异常是数目异常，少部分由于结构异常(6%)或其他遗传机制引起。但既往研究结果几乎均基于核型分析或基因组靶向检测技术。近年来，随着全基因组高分辨检测技术在流产胚胎检测领域的广泛应用，染色体结构异常所占比例增加。染色体结构异常导致流产的主要原因是该变异区域可能涉及关键功能基因，从而导致胚胎严重发育迟缓、多发畸形、先天性心脏病等，且多为致死性。彭继苹等[4]采用染色体微阵列分析(CMA)技术对2 505例流产样本进行全基因组拷贝数变异检测，共检出967例染色体异常，其中82.83%为染色体数目异常，9.72%为结构异常；染色体数目异常中，16三体发生率最高，占19.35%；单体型异常以X单体最多，占所有染色体数目异常的9.61%。马韵翼[5]应用微阵列比较基因组杂交(a-CGH)技术和下一代测序(NGS)技术对554例孕早期自然流产胚胎进行全基因组拷贝数变异检测，结果显示，染色体总体异常检出率为60.83%，其中染色体数目异常占42.96%，结构异常占17.87%；在结构异常中，15号染色体结构异常的发生率最高。

亚显微染色体不平衡改变可能是早期流产的主要原因之一。Li等[6]采用a-CGH技术对78例早期自然流产患者的绒毛标本(病例组)及60例无明显异常的人工流产患者的绒毛标本(对照组)进行染色体亚显微结构分析，结果病例组检出15例染色体亚显微异常，对照组未发现致病性拷贝数变异。楚艳等[7]报道,同时采用a-CGH技术和核型分析技术对382例自然流产样本进行染色体分析，结果a-CGH检测成功率为100%，核型分析检测成功率为73.6%，a-CGH检测成功率高于核型分析技术；与核型分析检测结果相比，a-CGH额外检出病理性染色体亚显微异常10例。

部分流产标本由于细胞活性丧失导致细胞培养失败而无法进行核型分析检测[8]，而高分辨率的NGS及CMA技术染色体异常检出率高，失败率较低，标本要求低，基因组分辨率高，且获得检测结果的时间更早，因此NGS及CMA技术可作为流产组织遗传学诊断的一线检测技术[7，9]。

1.2 染色体多态性 健康人群中存在各种染色体形态的微小变异，如结构和带纹着色强度的差异等，这种微小的变异称为多态性或异态性。染色体多态性按照孟德尔方式遗传，集中出现在含有高度重复DNA的结构异染色质区(如着丝粒、近端着丝粒染色体的短臂、随体、次缢痕及Y染色体长臂远侧段等)，通常认为不具有明显的表型或病理学意义。但也有多篇文献报道女性染色体多态性与复发性流产(RSA)的发生有密切关系。张耀辉等[10]对486例存在RSA病史的女性及762例无自然流产史的健康女性进行外周血染色体核型分析，RSA组检出染色体多态性核型46例，其中9号染色体臂间倒位最多，占52.17%，D/G组随体增加占26.09%，次缢痕增加占21.74%；RSA组染色体多态性检出率显著高于健康对照组。Cheng等[11]对19 950例妇女的资料进行回顾性分析，观察染色体多态性对女性不孕症和妊娠结局的影响，结果发现染色体多态性妇女的流产率高于染色体正常妇女，染色体多态性对自然流产率有不利影响。此外，刘念等[12]报道，RSA组中丈夫染色体多态性的检出率为11.31%，显著高于妻子的检出率6.75%，提示男性染色体的多态性也是RSA的因素之一。

1.3 其他染色体异常 除上述染色体异常外，还存在其他与自然流产相关的染色体异常。彭继苹等[4]的一项大样本研究报道，在自然流产的胚胎样本中，染色体嵌合体占比约6%，单亲二倍体及大片段纯合区域占比约4%。Sui等[13]的荟萃分析显示，在经历过3次或3次以上妊娠丢失的RSA患者中，极度倾斜性X染色体失活的发生率显著增高，表明倾斜性X染色体失活可能是3次及3次以上妊娠丢失的重要因素。

2 基因异常

既往遗传异常的评估主要依赖于染色体组型和单核苷酸多态性序列，目前基于全外显子测序(WES)或全基因组测序已发现许多与胚胎流产相关的基因变异，提示基因异常可能是导致自然流产的另一个重要因素。

2.1 基因致病性变异 3%～5%的自然流产可通过基因致病性变异来解释。有研究指出，单个基因的纯合突变可能导致流产，如α地中海贫血。

近亲结婚可能增加单基因疾病的风险。Bhuiyan等[14]报道了1个近亲阿拉伯家庭，该家庭存在早孕期流产2例，胎儿畸形2例，经过分子生物学分析，结果显示HERG纯合无义突变可导致胚胎早期严重的心脏异常、流产、胎儿畸形甚至死胎。Tsurusaki等[15]报告了一对有7次异常妊娠史的夫妇，通过WES检测发现，胚胎/胎儿IFT122基因复合杂合变异是导致多次异常妊娠的原因，因IFT122与纤毛系统密切相关，而纤毛在人类胚胎发生、心脏等内脏器官发育中具有重要作用，反复流产可能是IFT122突变最严重的表型。

Filges等[16]报道了一名妇女与其母亲均发生了多达18次自然流产，流产胚胎核型分析显示至少有6个胎儿为三倍体，多条染色体着丝粒附近标记的基因分型表明所有6个三倍体核型都是由于未能完成第2次减数分裂而产生的，推测常染色体显性遗传的异常基因变异可能是导致这一表型的原因。最终家系WES数据提示PLCD4和OSBPL5存在突变，发现其与卵母细胞成熟、激活和受精有关。Qiao等[17]对两个不相关的不明原因RSA家系进行WES检测，确定了2个与RSA相关的基因DYNC2H1和ALOX15：DYNC2H1影响纤毛发生，与人类致死性胎儿疾病密切相关；ALOX15参与胎盘发育，其突变可导致胎盘功能障碍、炎症、血管生成和氧化应激反应异常。研究证实，MMP-10家族蛋白质可影响细胞外基质分解，在胚胎发育和繁殖中发挥重要作用[18]。Quintero-Ronderos等[19]对43例存在不明原因RSA病史的无血缘关系的女性进行WES检测，发现MMP-10、FGA突变与RSA相关。

2.2 基因多态性 基因的遗传多态性可能是自然流产的易感因素。米蔓丽等[20]针对亚甲基四氢叶酸还原酶基因C677T多态性与自然流产相关性的研究表明，携带突变型TT或TC基因的女性其不明原因RSA发病风险明显增高。血管内皮生长因子(VEGF)是一种高度特异的血管内皮细胞有丝分裂素，在新生血管形成和促进血管构建方面发挥重要作用,VEGF基因rs3025039多态性与RSA存在一定的相关性[21]。人类白细胞抗原(HLA)-Ⅰ类(A、B、C)、Ⅱ类(DRB1、DQB1)基因多态性与原因不明RSA的关联分析表明HLA*11、B*48、DQB1*06是不明原因RSA女性的易感基因，而男性C*03、DRB1*12、DQB1*03是妻子发生RSA的易感基因[22]。越来越多的证据表明，DNA甲基化在配子发生和早孕中具有重要作用，DNA甲基化异常被认为是RSA的潜在原因。研究显示，DNA甲基转移酶基因多态性(dnmt3b-rs1569686)可能是RSA易感性的遗传标记[23]。动物和人类的生理学研究支持了昼夜节律系统在生殖中的重要作用。Hodzic等[24]报道，CLOCK基因多态性与特发性RSA有关。IL-10是一种抗炎细胞因子，对妊娠结局有重要影响。IL-10基因启动子多态性可能是具有母体基因组印记效应的自然流产病因的主要遗传调节因子[25]。三叶因子3(TFF3)基因变异及纤溶酶原激活物抑制物-1 4g/5g多态性可能是导致特发性RSA的遗传危险因素[26，27]。

由于基因的遗传多态性及人种地域上的差异，自然流产的遗传易感基因也存在人种地域上的差异。如中国汉族人群雌激素受体1基因PvuⅡ及XbaⅠ多态性与RSA相关[28]，雌激素受体内含子变异体rs4265085可能增加傣族和白族女性发生RSA的风险[29]，FXⅡ基因C46T基因型可能是中国浙南地区汉族女性RSA的风险因素[30]；携带IL-1受体拮抗剂基因内含子-2等位基因与墨西哥女性RSA相关[31]。

2.3 家系基因检测 Pereza等[32]对特发性RSA的遗传相关基因进行系统评价，在免疫应答、凝血、代谢和血管生成相关基因中检测到21个与特发性RSA相关的基因。这表明遗传相关研究应该包括夫妻双方及自然流产的胚胎，建议进行全基因组关联研究及大规模验证之前已确定的关联。随着高通量测序技术的快速发展及测序成本大幅度降低，基因检测技术如WES目前已广泛应用于检测与人类疾病相关的遗传变异，揭示了更多的不明原因RSA的遗传因素。因此，建议对已排除胚胎染色体异常的不明原因的RSA胚胎及家系进一步行WES，以帮助明确流产原因，同时有助于评估再生育风险，必要时可接受早期产前诊断或植入前遗传学诊断，甚至未来可能通过靶向治疗来帮助降低由于遗传异常引起自然流产的风险。

遗传因素是自然流产的重要原因,近年来，随着人们对遗传性疾病的认知提高及高分辨遗传诊断技术如NGS和DNA微阵列技术在流产物病因筛查领域的广泛应用，流产相关遗传因素的诊断水平从显微结构提高到了亚显微结构及基因层面，越来越多与自然流产相关的病因得到了确认，有助于自然流产夫妇得到更加完善的遗传咨询及再生育建议。