15q11.2-q15.1微缺失产前诊断及遗传学分析

郑来萍 郭莉 任丛勉 钟银环 王挺

（广东省妇幼保健院医学遗传中心，广东广州 511442）

15q11 -q13是15号染色体基因组中最不稳定的区域之一，断裂点在BP1与BP5之间是比较常见，可通过介导非等位基因同源重组，从而导致15号染色体微小缺失或重复。BP1-BP3之间的缺失与Angelman综合征（Angelman syndrome，AS）和Prader-Willi综合征（Prader-Willi syndrome，PWS）相关［1］，AS又称快乐木偶综合征，是由母源15q11-q13区域泛素蛋白连接酶E3A（UBE3A）基因缺陷或其表达降低引起，发病率为1／12 000［2］。

PWS称低肌张力一智力障碍一性腺发育滞后综合征，是由于15ql1-q13域父源性印记基因剂量改变引起的一种遗传性疾病，发病率为1／15 000［3］。本实验室应用高分辨核型分析和染色体微阵列分析（chromosomal microarray analysis，CMA）技术对1例发育异常胎儿进行产前诊断，明确其为15q11.2-q15.1缺失，探讨AS和PWS遗传学特征，并为家庭下一胎的产前诊断提供重要的信息。

1 资料与方法

1.1 基本资料 孕妇29岁，停经33＋周，因超声提示胎儿双顶径及头围大于孕周，胎儿左肾位置异常，考虑盆腔异位肾，羊水过多，来广东省妇幼保健院医学遗传中心门诊进行遗传咨询。孕妇签署知情同意书后，在B超引导下抽取脐静脉血进行脐血染色体核型分析与CMA检测。

1.2 研究方法

1.2.1 高分辨G显带染色体分析 脐血接种培养约50h加入100μl阻断剂（胸腺嘧啶脱氧核苷）继续培养，培养约66h再加入100μl释放剂（2-脱氧胞嘧啶），使细胞周期达到同步化，收获前再加入高浓度的秋水仙素100μl作用12min。常规收获后制片、G显带、自动扫描仪扫片、核型分析。核型命名依据《人类遗传学国际命名体制ISCN（2016）》。

1.2.2 CMA检测本检测 采用Affymetrix公司的Cytoscan 750K芯片对拷贝数变异进行分析。实验过程包括：进行酶切、连接、PCR扩增，产物纯化及片段化、标记及杂交，芯片洗涤后扫描。查询OMIM、DGV、DECIPHER、ISCA等数据库进行CNV分析［4］。

2 结果

2.1 脐血染色体G显带核型分析 脐血核型结果46，XN，del（15）（q11.2q15.1）（图1）。胎儿父母外周血染色体结果正常。提示胎儿15q11.2-q15.1区域缺失为新发突变。

图1 胎儿脐血染色体G显带核型（箭头示异常染色体）

2.2 脐血CMA分析 提示胎儿15号染色15q11.2-q15.1位置发生缺失，片段大小约6.0Mb，检测出致病性拷贝数变异（copy number variants，CNVs）。该缺失范围内涉及AS／PWS区域和15q13.3缺失综合征区域（图2）。胎儿父母CMA分析结果未见异常，提示胎儿15q11.2-q15.1区域缺失为新发突变。

图2 胎儿脐血染色体微阵列结果，箭头所示为缺失位置

3 讨论

AS和PWS是2种临床上不同的疾病，分别是由母源和父源染色体区域15q11-q13中印记基因的表达缺失引起的。AS是一种神经遗传性疾病，由染色体15q11.2-q13上的母体印迹基因UBE3A的表达缺失引起。AS的临床特征是严重的发育迟缓、言语障碍、共济失调、下颌前突和癫痫、愉快表情为特征的神经遗传性疾病。SNRPN、NDN、MAGEL2、MKRN3印记基因仅在父源等位基因上具有活性，当这些父源性基因功能缺陷将导致PWS［5］。PWS临床特征为新生儿期肌张力减退和进食困难、发育迟缓、性腺功能低下、身材矮小、智力障碍、手足异常和特征性的面部特征。有报道15q11.2-q14片段重复的患儿除了智力低下，癫痫性发作和多发性先天性异常外，还表现出明显的全身性色素沉着过度。皮肤色素沉着过度，特别是四肢、嘴唇及唇周区域，面部和躯干上有多个色素痣。而部分PWS患儿出现色素减退，与PWS印迹区域内编码酪氨酸酶的OCA2基因的表达状态关系密切［6］。

AS和PWS基因缺陷类型现已明确。AS主要缺陷类型包括：①单亲二体（uniparental disomy，UPD）新发母源性15q11-q13缺失，约占70%；②父源性约占2%～5%；③基因印记缺陷约占5%；④UBE3A基因点突约占4%～20%。PWS基因缺陷类型包括：①父源性15q11-q13缺失，约占70%；②PWS母源性15q11-q13 UPD，约占25%；③基因印记缺陷约占5%；④染色体平衡易位约占1%［7］。UBE3A基因至少含有16个外显子在脑组织中特异性表达，UBE3A基因属母源性，其表达缺陷导致AS。由于AS15q11-q13上的UBE3A基因缺失或表达异常，颅内无编码泛素蛋白连接酶E3的UBE3A基因表达，因此AS患者黑质、纹状体、海马及小脑普肯耶细胞蛋白泛素化异常。

15q11.2 微缺失断裂点在BP1和BP2之间，跨越5个基因（TUBGCP5、CYFIP1、NIPA2、NIPA1和WHAMML），前4个在神经元组织中广泛表达，其中TUBGCP5、NIPA1、NIPA2和CYFIP1的15q11.2缺失与精神分裂症和相关的精神病显著相关，因为CYFIP1与脆弱的X智力低下蛋白（FMRP）和Rho GTPase Rac1相互作用，后者参与调节轴突和树突的生长以及发育过程［8］。缺失型BP1-BP2的PWS患者与未缺失BP1-BP2的患者之间的表型差异主要表现为强迫行为，心理问题和智力低下等行为特征［9］。15q11.2、15q13.3缺失是癫痫中最常见的CNVs，频率约为1.5%。携带15q13.3缺失的患者缺乏癫痫病与不同程度的智力障碍有关，通常不是特发性全身性癫痫病的典型症状［10］。另外也有发现胎儿超声检查中存在15q11.2（BP1-BP2）缺失的胎儿可能出现脑室肥大，小头畸形和胎儿宫内生长限制［11］。

本研究中胎儿仅是B超提示双顶径及头围大于孕周，盆腔异位肾，羊水过多，还没有呈现出PWS和AS典型临床症状，进行产前诊断运用细胞遗传学及分子细胞遗传学确诊为PWS和AS，说明PWS和AS存在不完全外显及存在表现度差异。随着基因检测技术的发展应用，85%～90%的AS患儿可以通过基因检测得以确诊，诊断方法主要有高分辨染色体核型分析、甲基化特异性PCR（methylationspecific PCR，MS-PCR）、CMA、甲基化特异性多重连接依赖式探针扩增等，提高了胎儿的检出率。我们采用高分辨染色体核型分析、CMA明确胎儿染色体15q11.2-q15.1为缺失型，其跨越区域比较大。片段大小为6.0Mb，涉及15q15.1片段缺失较少报道，15q13.3缺失综合征的特征有智力低下、发育迟缓等。胎儿15q11.2-q15.1缺失为新发，其再次生育患儿的风险约为1%［12］，再次怀孕建议进行产前诊断。