庄建龙,张 娜,曾书红,江矞颖,王元白
福建省泉州市妇幼保健院·儿童医院产前诊断中心,福建泉州 362000
自然流产是指妊娠不到28周、胎儿体质量不足1 000 g而妊娠自行终止[1]。连续发生2次及2次以上的自然流产,临床上定义为复发性流产。自然流产病因复杂,包括胚胎因素、母体因素、环境因素和免疫功能异常等。其中,50%~60%的自然流产与胚胎染色体异常相关,主要包括染色体数目异常、染色体结构异常、拷贝数变异(CNVs)和嵌合体等[2-3]。单核苷酸多态性微阵列(SNP array)检测技术能够在全基因组范围内检测染色体CNVs,并能够识别杂合性缺失(LOH)、单亲二倍体(UPD)和三倍体,在自然流产遗传病因诊断中具有明显优势[4-6]。本研究通过SNP array检测技术明确1例原因不明自然流产孕妇的遗传学病因,并对该家系进行遗传咨询及下一胎的产前诊断,现报告如下。
1.1一般资料 孕妇,30岁,孕3产0,于孕2+月自然流产2次,签署知情书后,留取第2次胎儿自然流产绒毛组织行遗传学病因诊断。孕妇与丈夫系非近亲结婚,否认家族遗传病史。本次妊娠为植入前遗传病诊断辅助生殖,于孕16+2周至本院产前诊断中心咨询,胎儿超声检查未见异常。本次妊娠孕1+月出现先兆流产,予黄体酮安胎治疗。经遗传咨询并签署知情同意书后,采集父母外周血及胎儿羊水行常规染色体核型分析及SNP array检测。本研究经本院医学伦理委员会批准(2020No.31)。
1.2方法
1.2.1外周血及羊水染色体核型分析 采集父母外周血2 mL,肝素抗凝,接种于外周血淋巴细胞培养基,采集孕妇羊水20 mL,接种于羊水培养基中,置37 ℃、5% CO2环境中培养7~10 d,通过自动染色体收获系统Sinochrome ChromprepⅡ(上海乐晨生物科技有限公司)进行染色体制备,将染色体制备后悬液进行滴片、烤片,经吉姆萨染液染色后进行核型分析。染色体核型分析及命名参照ISCN2020。
1.2.2羊水及外周血全基因组DNA提取 收集胎儿流产绒毛组织,父母外周血血样及该家系下一胎羊水标本,使用QIAamp DNA Blood Kit(德国QIAGEN公司)试剂盒抽提DNA,抽提方法参照QIAamp DNA Blood Kit Handbook(www.qiagen.com)。
1.2.3SNP array检测及结果判读 使用Affymetrix CytoScanTM 750K芯片、扩增试剂盒(美国Life Technologies公司)、纯化杂交试剂盒(美国Life Technologies公司),参照Affymetrix CytoScan Assay USER GUIDE(http://www.thermofisher.com)进行酶切、连接、扩增、纯化、片段化标记、杂交,以及扫描和分析,3 d后得到所有实验结果。参照DGV(http://dgv.tcag.ca/dgv)、OMIM(https://omim.org/)、DECIPHER(https://www.deciphergenomics.org/)、PubMed(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/)等数据库进行CNVs结果致病性判读。
2.1外周血染色体核型分析结果 父母染色体核型分析结果显示,母亲染色体核型为46,XX,父亲染色体核型分析结果提示8号染色体和22号染色体平衡易位,核型为46,XY,t(8;22)( p21.1;q13.1)。见图1。
注:A为母亲染色体核型结果;B为父亲染色体核型分析结果,箭头指示平衡易位染色体。
2.2胎儿流产绒毛组织及父母SNP array检测结果 胎儿流产绒毛组织SNP array检测结果显示,X染色体缺失,染色体核型为45,X。同时,8号染色体8p21.1p23.3区段存在28.5 Mb片段的缺失,内含GATA4(600576)等133个OMIM基因,该片段涉及8p23.1缺失综合征疾病区域,临床表型包括先天性心脏病、先天性膈疝、发育迟缓、隐睾、多动症、智力障碍等。因此,该片段缺失做致病性判读。另外,在22号染色体22q13.1q13.33区段存在11.0 Mb片段的重复,内含SHANK3 (606230)、FBLN1(135820)等102个OMIM基因,涉及22q13重复综合征疾病区域,临床表型包括发育迟缓、学习障碍、躁郁症、多动症、食欲过盛等。查询数据库显示,已有小于该片段重复与全身发育迟缓(nsv534562)、小头畸形(nsv530206)、无脑回畸形(nsv995177)、面容异常(nsv534132)等临床表型相关的病例报道,该片段重复致病性可能性大。此外,在18号染色体18p11.23p11.31区段存在1.1 Mb片段的重复,包含LAMA1 (150320)等3个OMIM基因,查询DECIPHER数据库,有大于该片段重复无临床表型的病例报道(DECIPHER ID:268282、370909、268116),也有小于该片段重复与生长发育迟缓、智力低下、语言发育迟缓、行为异常、房间隔缺损等临床表型相关的病例报道(DECIPHER ID:251890、252391、270767、318327、276691)。因此,该片段重复临床意义尚不明确。另外,父母SNP array检测结果未见异常,提示上述CNVs为新发突变。
2.3家系下一胎产前诊断结果及分娩后随访 本次妊娠,胎儿羊水细胞染色体核型分析结果显示胎儿染色体未见明显异常。同时,SNP array检测结果显示胎儿全基因组未见CNVs。经遗传咨询及进一步超声随访,未见其他异常。足月分娩一男婴,随访未见异常。
自然流产在妊娠人群中的发生率高达10%~15%,且50%左右由染色体异常所致,且绝大多数为染色体数目异常,其次为CNVs和UPD[7]。本研究报道了1例Turner综合征合并其他微缺失/微重复综合征导致的孕早期自然流产,同时分析其遗传学病因,并对该家系下一胎行产前诊断。
Turner综合征是最常见的性染色体数目异常导致的疾病,以性发育幼稚、身材矮小、肘外翻为典型特征,其发生率约占活产女婴的1/2 500[8]。研究认为,SHOX基因缺失是导致Turner综合征患者矮小的主要原因。SHOX基因位于部分拟常染色体区域远端(Xp22.33和Ypll.32),在四肢中段,特别是在肘和膝处高表达,具有明确的单倍剂量不足效应。有相关研究表明,SHOX基因突变/缺失与拟常染色体显性遗传的Leri-Weill软骨骨生成障碍疾病相关,临床表型包括不同程度的身材矮小、肢体中部不规则缩短、马德隆畸形等[9]。研究显示,Turner综合征通常导致胎儿在胚胎期不易存活,其存活率约1%[10]。已有研究发现,自然流产标本能够检出较多X染色体单体异常[11-14]。其中,袁海明等[13]对440例自然流产标本进行染色体微阵列技术检测,检出染色体数目异常129例,其中Turner综合征17例,仅次于16-三体综合征。杨宇霞等[14]的研究应用SNP array检测技术分析520份早孕期流产标本,结果显示以非整倍体检出为主,其中Turner综合征最常见。
8p23.1缺失综合征是一种罕见累及多个系统的疾病,具有高外显率和可变的表型谱,主要临床表型包括先天性心脏病、行为问题、小头畸形、隐睾、多动症、智力障碍等[15-16]。其中,先天性心脏病为其典型的临床特征,主要包括房间隔缺损和肺动脉狭窄。研究显示,GATA4基因可能为先天性心脏病的致病基因,该基因突变/缺失与常染色体显性遗传的法洛四联症等疾病相关。且在大多数存在心脏异常的8p23.1缺失患者中发现GATA4基因缺失[15,17]。此外,研究显示GATA4基因突变表现出非典型心脏病,主要表型为房间隔缺损[18]。因此,提示GATA4基因参与了心脏器官的发育,8p23.1缺失综合征可能是胎儿自然流产的重要因素。另外,有研究显示,在自然流产胚胎组织中发现2例8p部分缺失,均包含8p23.1缺失综合征[19]。阳鑫妙等[11]在自然流产绒毛组织中检出1例35 Mb单纯性8p12p23.3缺失,涉及8p23.1缺失综合征。此外,最近的一项研究在3例自然流产的标本中发现了8p部分单体,同样涉及8p23.1缺失综合征[20]。综上,8p23.1缺失综合征可能涉及胚胎发育期的关键基因,从而导致了孕早期的自然流产。
22q13缺失综合征或Phelan-McDermid综合征是一种被广泛报道的综合征,其与神经发育障碍有关,通常表现为发育延迟、肌张力低下、言语延迟或缺失、自闭症样行为及面部畸形等[21]。而22q13重复综合征是一种较为罕见的染色体异常,其临床表型包括发育迟缓、学习障碍、躁郁症、多动症、食欲过盛等[22-24]。目前,鲜见22q13重复综合征引起胎儿自然流产的相关报道。本研究还在18号染色体18p11.31p11.23区段检出1.1 Mb片段的重复,包含LAMA1基因,该基因突变与常染色体隐性遗传的Poretti-Boltshauser综合征疾病相关,临床表型包括小脑发育不良、眼部异常等。查询数据库显示,有大于该片段重复无临床表型的病例报道,也有小于该片段重复病例出现临床表型。因此,18p11.31p11.23重复临床意义尚不明确。有两项独立的研究报道了两例胎儿自然流产组织检出单纯性18p11.31p11.23重复,重复范围相同[14,25]。但是也有研究显示,胎儿存在LAMA1基因的重复,但其生长发育正常[26]。因此,18p11.31p11.23重复及22q13重复是否是导致胎儿自然流产的直接原因有待进一步探讨。
综上所述,本研究分析了1例原因不明自然流产的遗传学病因是由父亲染色体平衡易位所致,研究结果显示Turner综合征和8p23.1缺失综合征可能是导致此次胎儿自然流产的病因。另外,本研究进一步支持了染色体微阵列技术在胎儿自然流产的遗传学病因诊断中的应用价值。