单核苷酸多态性微阵列芯片技术用于中晚期妊娠足内翻胎儿的遗传学分析

李 萌 李 娇 付华钰 许涓涓 李 乔 林莉莉 耿国兴 欧阳鲁平

广西壮族自治区妇幼保健院 (南宁， 530001)

先天性内翻足是小儿最常见的下肢先天性畸形，是由复杂的肌肉、骨骼、神经系统病变等而引起的。产前检查是筛查先天性马蹄内翻足的重要手段，二维超声、三维超声、MRI均为有效的诊断方法。尽管国内外学者对先天性足内翻的病因进行了大量的流行病学和遗传学研究，但是其具体机制仍然不能明确，遗传和环境的联合作用是本病比较明确的致病因素，基因突变、血管和肌肉异常亦与其发病有关[1-2]。染色体微阵列分析技术可以检测基因组水平染色体拷贝数变异(CNV)，还可检测染色体嵌合体(嵌合比例>20%)、杂合性缺失(LOH)以及单亲二倍体(UPD)等，目前已被广泛应用于胎儿结构畸形、原发性智力低下、生长发育迟缓、自闭症、多发畸形等异常的诊断及肿瘤遗传学诊断等领域[3]。本文通过回顾性分析407例足内翻的胎儿产前诊断检测结果，探讨SNP-array芯片技术检测在胎儿足内翻胎儿产前诊断中的临床意义。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取2016年1月-2019年12月就诊于本院的166例妊娠中晚期胎儿足内翻或合并其他产前高危指征的孕妇，孕周≥16+4周，年龄(31.2±3.6)岁(19～43岁)。经知情同意行羊水或脐带血穿刺取样，并行染色体核型分析及SNP array检测。所有对象均接受检测前的遗传咨询并签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1取样对妊娠≤25周者在B超腹部探头引导下行羊膜腔穿刺抽取羊水30ml、妊娠≥25周者经腹脐静脉穿刺取脐血1.5ml进行染色体核型培养，以及SNP array检测分析。

1.2.2染色体核型分析胎儿羊水或脐带血进行常规细胞培养、制片、G显带,显微镜下检查20个核型,分析5个核型,若出现嵌合体则检查50个或100个核型。

1.2.3单核苷酸多态性芯片(SNParray)检测应用美国Illumina 芯片平台对样本进行基因组拷贝数变异分析。实验操作严格遵循Illumina公司提供的操作流程。采用Illumina扫描仪扫描芯片，扫描信号图经Illumina的Chas软件分析、计算。 数据分析参照本实验内部数据库及DGV、ClinGen、ClinVar、DECIPHER、UCSC、OMIM等公共在线数据库。

2 结果

2.1 染色体核型分析

166例中检出染色体核型异常13例，检出率7.8%，其中6例18-三体综合征，2例21-三体综合征，1例克氏综合征，1例超雄综合征，1例涉及18-三体综合征合并克氏综合征，1例染色体缺失，1例衍生染色体。

2.2 SNP array检测

166例中SNP array检出异常24例，检出率14.4%。有致病性的18例中13例与核型分析结果一致；5例染色体核型未见异常而芯片检出染色体微缺失/微重复综合征(表1)；6例为临床意义不明，见表1。

表1 SNP array 检出的5例足内翻胎儿临床表现及妊娠结局

序号年龄(岁)临床诊断 SNP array结果 (变异类型,大小) 临床意义 妊娠结局521胎儿右足内翻arr Xp21.2(29,860,689 29,968,175)x0;缺失;0.11Mb致病性。该缺失区域与OMIM已知致病基因IL1RAPL1基因部分重叠,该基因为单倍剂量不足敏感性基因,该基因突变可导致X连锁智力障碍21型(#300143 )终止妊娠

3 讨论

文献报道，20%的足内翻与13三体、18三体或三倍体等染色体非整倍体相关，足内翻可能为已知遗传学综合征的常见表现[4]。本研究中2例足内翻胎儿均提示合并心血管、骨骼异常，为18三体综合征的特征性表现。2例胎儿分别合并颈部淋巴管水囊瘤、鼻骨缺失，为21三体综合征常见表现。2例胎儿染色体均为22q11．21位置发生缺失(即“DiGeorge综合征”)，且均合并心血管异常，说明DiGeorge综合征与心血管异常密切相关，与谢玉欢等[5]的研究一致。 超声发现足内翻可能是某些胎儿综合征的诊断线索，需关注其他结构是否异常。因此，对足内翻胎儿进行产前遗传学诊断，对指导优生优育，提高出生人口质量，减少出生缺陷具有重要意义。

SNP array检测除了能够检出CNV外，还能够检测出 LOH、UPD，以及三倍体(和其他多倍体)以及一定比例的嵌合体[6]。SNP array技术可以全部检出染色体核型分析技术检出的染色体非整倍体；在正常核型结果的遗传咨询者中，SNP array技术可以额外检测出某些致病性基因组不平衡或遗传突变[7]。近年研究发现，CNV与足内翻密切相关[8-9]。本文中SNP array技术对非整倍体和不平衡性染色体质量排的检出效率和传统核型分析方法相近，并具有更高的分辨率和敏感性，且SNP array还能发现额外的，有临床意义的基因组CNV，尤其是对于产前超声检查发现胎儿结构异常者，已被国内与国际细胞遗传协会推荐为首选检查方法[10-11]。本文研究显示，胎儿足内翻或合并其他产前高危指征时行产前诊断技术检查，染色体核型异常检出率与芯片检测异常检出率上存在较大差异。本研究166例胎儿足内翻的胎儿样本中，SNP array检出24例异常，检出率14.4%(24/166)。24例芯片异常中有18例为致病性，其余6例为临床意义不明。18例致病性芯片异常病例中，13例染色体核型分析可检出，其中6例18-三体综合征，2例21-三体综合征，1例克氏综合征，1例超雄综合征，1例涉及18-三体综合征合并克氏综合征，1例染色体缺失，1例衍生染色体，剩余5例为染色体核型未见异常而芯片检出染色体微缺失/微重复综合征。

本文SNP array技术额外检出的5例致病性微缺失/微重复病例中，病例1检测到2号染色体q37.3区域存在约2.75Mb片段缺失，为致病性拷贝数异常。临床表现包括发育迟缓、伴或不伴其他重大形态发育异常、上唇裂、肌张力低下、面部异常等[12]。病例2检测到5号染色体q13.2q13.3区域存在1.56Mb片段缺失，为致病性拷贝数变异。涉及15q13.3 微缺失综合征(OMIM #612001)，关键基因CHRNA7，KLF13等，携带此缺失的患者具有神经系统方面异常(如癫痫、自闭症等)的高风险；患者常见的行为异常主要包括注意力分散，多动，可伴有轻度至中度智力低下或学习困难，或不伴认知功能障碍，临床表型具有高度异质性[13-14]。病例3检测到16号染色体p13.3区域存在约0.11Mb纯合缺失，为致病性拷贝数变异。16号染色体纯合缺失区域与α地中海贫血相关，包含2个致病性OMIM基因：HBA1和HBA2。HBA1及HBA2基因纯合缺失可导致Hb Bart's胎儿水肿综合征[15]，临床表现可包括重度贫血、黄疽、全身水肿、肝脾肿大等。病例4中检出17p12约1.5Mb缺失，为致病性拷贝数变异，此缺失包含已知综合征HNPP(遗传性压力敏感性周围神经病)，关键基因为PMP22，此综合征的临床表现为在轻微外伤和不同体表压迫后，表现出的周期性外周神经麻痹或感觉缺失, 包括臂丛或腓总神经, 尺骨神经，正中神经等[16]。同时部分患者还表现为踝反射消失，足弓畸形等。病例5中，检出X染色体p21.2区域存在约0.1Mb片段缺失，为致病性拷贝数变异。该缺失区域与OMIM已知致病基因IL1RAPL1基因部分重叠，该基因为单倍剂量不足敏感性基因，该基因突变可导致X连锁智力障碍21型(#300143)，有文献报道该基因内部缺失患者可表现为全面性发育迟缓、智力障碍、自闭症、脊柱侧凸、斜视及一些行为问题[17-19]，为致病性拷贝数变异。

另外本文检出率为7.6%(31/407)临床意义不明的病例。需通过结合父母的CNV检测对结果作出更好的解释与遗传咨询，一般若为遗传性的，则临床意义较小，若为新发的，则意义较大，但仍需考虑不完全外显和临床表型差异的影响。对于纯合性状态(AOH)是否报告，应以AOH区域内是否涉及严重的后果的隐性遗传病为参考依据，如果涉及相关基因，可在报告中建议行外显子测序以排除可能的纯合致病基因突变。因此，目前胎儿复杂足内翻作为产前诊断的重要指征，常规染色体核型检测的同时，并行染色体微阵列分析可获得更多的遗传学信息，为胎儿足内翻的预后评估及遗传咨询指提供更优的临床决策。