染色体微阵列及核型分析在鼻骨发育异常胎儿产前诊断中的价值

黎 昱,宋婷婷,郑 娇,徐 盈,李 佳,杨 红

(空军军医大学第一附属医院妇产科,西安 710032；*通讯作者,E-mail:yanghongfck@163.com)

随着超声技术的发展和产前诊断技术的普及，在孕早期(11～13+6周)以及孕中期(18～24周)的检查中，胎儿的鼻骨测量已经成为常规筛查项目[1]。美国妇产科医师学会(ACOG)在2016年发布的胎儿染色体非整倍体筛查指南中也建议应当将鼻骨发育不良或缺失作为胎儿染色体非整倍体筛查的有效软指标[2]，建议对这些胎儿进行更为详细的超声检查和进一步的产前诊断及遗传咨询。随着染色体微阵列技术的广泛普及，在鼻骨发育异常的胎儿中也有微重复和微缺失病例的发现[3,4]。

本研究对因鼻骨发育异常的261例病例同时进行染色体常规G显带核型分析和染色体微阵列分析，旨在探讨胎儿鼻骨发育异常与染色体异常之间的关系，为该类患者提供产前诊断策略及临床处理路径。

1 对象与方法

1.1 对象

收集2015年1月至2021年11月在空军军医大学第一附属医院妇产科因胎儿鼻骨发育异常进行遗传咨询，并接受羊膜腔穿刺技术进行介入性产前诊断的261例孕妇资料。孕妇年龄21～46岁[平均年龄(30.7±5.20)岁]，孕周22～32+3周，所有孕妇均进行遗传咨询，签署知情同意书后进行介入性产前诊断，进行染色体核型分析及染色体微阵列检测。鼻骨发育异常的纳入标准如下：①鼻骨缺如：胎儿矢状面、横切面单侧或双侧鼻骨未显示，3D/4D骨骼模式鼻骨区空虚，单侧或双侧鼻骨不显示；②鼻骨发育不良：胎儿矢状切面显示单侧或双两侧鼻骨小于同孕周正常值-2.5SD。本研究通过西京医院伦理委员会批准，所有患者均签署知情同意书。

1.2 仪器

超声仪(美国GE Voluson 730及GE Voluson E6经腹部超声检查，探头输出频率为2.5～5 MHz)，羊膜腔穿刺引导用超声仪(美国Acuson Sequia-512彩色超声仪，探头频率2.5～5 MHz)，SNP7G CMA检测平台(美国Affymetrix公司)。

1.3 方法

1.3.1 介入性产前诊断 对鼻骨发育异常的孕妇进行遗传咨询并签署知情同意书，常规消毒后超声引导下经腹抽取羊水30 ml进行染色体核型分析及染色体微阵列分析(chromosomal microarray analysis, CMA)。

1.3.2 染色体核型分析 羊水细胞及绒毛组织进行培养、收获、制片、消化及染色等步骤后进行常规G显带分析。每份标本至少计数20个分裂相，分析5～10个核型，核型异常时增加计数。

1.3.3 染色体微阵列分析 染色体微阵列分析样本的DNA提取按照Qiagen试剂盒(QIAamp DNA Blood MiniKit)操作说明书进行。DNA样本与Affymetrix公司的CytoScan 750k芯片杂交，按照厂家的标准操作说明进行。AffymetrixCytoScan 750k芯片扫描获得的数据用ChAS软件(Chrosome Analysis Suite)进行分析，对包含50个以上连续探针的缺失、重复及10 Mb以上的杂合性缺失(loss of heterozygosity, LOH)片段进行分析。通过与DGV、DECIPHER、OMIM、CAGdb、ISCA、UCSC、Clin Gen Dosage Sensitivity Map、PubMed等公共数据库进行比对分析及参考文献的检索，判断所检出拷贝数变异(copy number variations, CNVs)的性质，进行结果判读。

1.3.4 随访 所有就诊孕妇均详细记录孕周、超声检查结果，电话随访妊娠结局及新生儿情况。

2 结果

2.1 鼻骨发育异常胎儿的染色体异常结果

261例胎儿样本全部检测成功。染色体核型分析共检出染色体异常23例(21三体22例，性染色体异常1例)，染色体微阵列分析共检出染色体异常31例(21三体22例，性染色体异常1例，染色体微缺失5例，染色体微重复3例)，具体结果见表1。

2.2 孤立性与非孤立性鼻骨发育异常胎儿染色体异常结果

261例样本中，鼻骨发育异常胎儿中110例(42.1%)鼻骨发育不良，151例(57.9%)鼻骨缺如。单纯鼻骨发育不良58例，检出致病性染色体异常3例(5.2%)，包括21-三体1例，染色体微缺失1例，染色体微重复1例。鼻骨发育不良合并其他超声异常52例，检出致病性染色体异常7例(13.5%)，包括21-三体4例，染色体微缺失3例。单纯鼻骨缺如80例，检出致病性染色体异常4例(5.00%)，包括21-三体1例，性染色体异常1例，染色体微重复2例；鼻骨缺如合并其他超声异常71例，检出致病性染色体异常17例(23.9%)，包括21-三体16例(16.7%)，染色体微缺失1例(见表2)。

2.3 随访结果

31例检出明确致病性异常胎儿进行充分的遗传咨询后，孕妇均选择引产。230例未检出以上异常的胎儿中3例因发育异常引产，223例出生半年内随访未见明显异常，4例失访。

表1 261例鼻骨发育异常胎儿中致病性染色体异常结果Table 1 The result of pathogenic chromosome abnormalities in 261 fetus with abnormal nasal bone development

表2 孤立性与非孤立性鼻骨发育异常胎儿染色体异常发生率 例(%)Table 2 Incidence of chromosomal abnormalities in second-trimester fetuses with isolated and non-isolated nasal bone abnormalities cases(%)

3 讨论

胎儿鼻骨发育异常已经被证实是染色体异常的重要指标，在21-三体综合征、18-三体综合征、13-三体综合征及Turner’s患儿中鼻骨缺如的发生率为66.9%，51.7%，31.8%及8.8%[5]，且鼻骨缺如在其他染色体异常患儿中也有较高的发生率，约为8.3%[6]。有文献指出，超声检测鼻骨长度(NB)、胎儿颈项透明层厚度(NT)联合游离人绒毛膜促性腺激素(F-βhCG)、抑制素A(INH-A)检测，可以提高唐氏综合征产前筛查的检出率[7]。

病例2胎儿15号染色体15q11.2区域有约788 kb的缺失，该区域包含TUBGCP5、CYFIP1、NIPA2、NIPA1等4个在线人类孟德尔遗传(online mendelian inheritance in man, OMIM)基因，该区域的缺失具有不完全外显率，患者可能无明显临床表现，也可能有智力偏低、发育迟缓、先天性心脏病、注意力不集中多动症等临床表现。病例3胎儿17号染色体17q12区域有约1.84 Mb的重复，该重复区域包含HNF1B、LHX1、PIGW等20个OMIM基因，具有致病性，但该区域重复具有不完全外显率[8,9]。病例4胎儿在4号染色体短臂有约15.6 Mb的缺失，该区域与Wolf-Hirschhorn综合征(WHS)相关。WHS是由4号染色体短臂末端缺失引起的一种较为罕见的染色体病，也被称为4p-综合征，该综合征患者具有典型面容：头小且长、前额突出、短人中、小下颌等，严重的生长发育迟缓及智力低下、先天性心脏病、癫痫以及骨骼畸形等，由Wolf和Hirschhorn在1965年首次报道[10]。文献报道，85%～90%的患者为新发突变，10%～15%为遗传性突变，父母一方为表型正常的平衡易位的携带者，其中33%来自父方，67%来自母方[11]。胎儿父母进行外周血染色体检查，核型未见异常，因此，病例4的胎儿应为新发突变。病例7胎儿在6号染色体短臂有约1.45 Mb的缺失，缺失位置为6号染色体短臂，该区域包含AARS2，SUPT3H，RUNX2等11个OMIM基因，其中RUNX2突变与颅骨锁骨发育不全综合征相关，该综合征是一种罕见的全身骨骼发育不良疾病，为常染色体显性遗传，患者主要有颅缝增宽、前囟门闭合延迟、锁骨发育不全、牙齿发育异常及身材矮小等临床表现。人类RUNX2基因编码1个499氨基酸长度的蛋白质，该蛋白质包含1个Q/A领域，1个矮域，和1个PST激活的C终端[12]。病例10胎儿在22号染色体长臂区域有约2.18 Mb的缺失，该缺失区域包含TBX1、COMT、PRODH、HIRA、RTN4R等41个OMIM基因，为典型的22q11.21微缺失综合征，该区域缺失的患者多数伴有先天性心脏病、新生儿低钙血症、生长发育迟缓、智力偏低、免疫缺陷等临床表现[13]。病例11胎儿17号染色体17短臂区域有约1.4 Mb的缺失，该区域包括COX10,PMP22,CDRT1等5个OMIM基因，其中PMP22基因杂合缺失可导致遗传性压力易感性周围神经病，临床表现为急性反复发作的受压部位周围神经病变，但该区域缺失的患者临床表现不完全一致，患者可能无明显临床表现，也可能有腓骨麻痹、弓形足等临床表现。病例12胎儿1号染色体长臂区域有约1.69 Mb的重复，包含CHD1L，FMO5，GJA5等11个OMIM基因，ClinGen数据库亦有强证据支持包含GJA5基因的重复具有致病性，但该区域重复的患者临床表现具有异质性，且具有不完全外显率，患者可能无明显临床表现，也可能有先天性心脏病、颅面部异常、语言发育迟缓、自闭症等临床表现[14]。后期通过电话随访，文中检出致病性染色体异常的孕妇均选择了引产。

通过本文统计数据表明，孤立性鼻骨发育异常胎儿的染色体异常率为5.1%(7/138)，当合并有其他超声异常时，染色体核型异常率上升至为19.5%(9/40)，与研究结果一致[15]。常规的G显带核型分析一直作为染色体分析的“金标准”，具有能够检测较大片段的染色体畸变(>5 Mb)及低比例嵌合的优势，但对于较小片段的染色体结构异常检出率较低。染色体微阵列分析结合了比较基因组杂交技术和单核苷酸多态性微阵列技术，能够检测染色体不平衡的拷贝数变异，尤其对于染色体组微小缺失、重复等不平衡重排具有检出优势，但无法检测染色体平衡易位，且对于低比例嵌合的检出率较低[16]。因此，超声鼻骨发育异常合并其他异常时建议羊水染色体核型分析及CMA检测，可提高致病性染色体异常的检出率。将染色体微阵列分析和染色体G显带核型分析在产前诊断中进行联合应用，致病性染色体异常的检出率要高于传统的染色体核型分析。