肾缺如胎儿的遗传学病因及妊娠结局分析

陈 菲，袁婷婷,2，陈 敏，谢亦农，李 南，翦 薇，刘 予，李志华

(1.广州医科大学附属第三医院妇产科，广东省产科重大疾病重点实验室，广东省普通高校生殖与遗传重点实验室，广东 广州 510150；2.南阳市中心医院妇产科，河南 南阳 473005)

先天性泌尿系统疾病(congenital anomalies of the kidney and urinary tract，CAKUT)发病率约为0.3%～0.6%，约占所有先天性疾病的21%[1]。CAKUT的临床表型主要包括肾脏结构和位置异常、肾脏囊性病变、泌尿系统梗阻性相关病变、下尿路异常(如尿道下裂等)及泌尿系统异常相关的遗传综合征等。肾缺如是因肾脏发育不完全造成的先天性疾病，可单侧或双侧同时缺失；在活产婴儿中单侧肾缺如的发病率为1‰，双侧肾缺如的发病率为0.3‰。本文通过研究肾缺如胎儿的影像学诊断、遗传学病因及相关预后，旨在更好地为临床指导和遗传咨询提供依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选取2014年1月至2020年6月于广州医科大学附属第三医院产前超声诊断出肾缺如的141例胎儿，分析其中行侵入性产前诊断的32例病例的遗传学检测结果。入选者孕妇年龄在19～44岁之间，平均年龄(31.5±12.5)岁；孕周为16～32周，平均孕周(24±8)周。

1.2 仪器与方法

超声检查：每位孕妇均签署知情同意书，孕妇取仰卧位，经腹对胎儿进行常规超声扫查(美国GE Voluson E8彩色多普勒超声诊断仪，腹部容积探头，探头频率为2.0～5.0 MHz)，测量胎儿各项生理指标，包括双顶径、头围、腹围、股骨长等，常规探查胎儿每个系统结构，同时观察羊水、脐动脉血流频谱等有无异常。肾脏位于胎儿脊柱两侧，胃泡水平以下，呈蚕豆状，回声较邻近的肠管及肝脏低。按常规取肾脏的横切面、冠状切面和矢状切面图像，取冠状切面时可应用彩色多普勒显示肾脏的肾动脉与肾静脉。输尿管一般情况下不可见，但当其异常扩张时超声可显示。泌尿系统异常时羊水量是一个重要的观察指标，严重泌尿系统异常时常伴羊水量的减少。泌尿系统异常除了检查上述内容同时还需观察肾脏的形态、回声强度、内部结构情况等。

染色体微阵列分析(chromosomal microarray analysis，CMA)检测：采用美国Affymetrix公司CytoSean750k芯片，按照标准实验操作流程进行DNA样本提取、消化、连接、PCR 扩增、纯化、标记、芯片杂交、洗涤、染色及扫描并进行数据分析。依据美国医学遗传学与基因组学学会(ACMG)指南将数据的临床意义解读分为三类[2]：良性染色体拷贝数变异(copy number variations，CNVs)、致病性CNVs、临床意义不明CNVs，结果判读参考DECIPHER、ClinGen、OMIM、UCSC、DGV等数据库。同时抽取父母外周血进行亲代验证等。

全外显子组测序(whole exome sequencing,WES)：按照标准实验操作流程进行DNA提取，使用Agilent SureSelect Human All Exon V5/V6 试剂盒构建DNA文库，在HiSeq X Ten平台(Illumina,San Diego,California)进行高通量测序。有效测序数据通过Burrows-Wheeler Aligner软件与人类参考基因组hg19进行比对，得出比对结果。通过GATK软件识别变异位点，按照最小等位基因频率进行变异位点的筛选。利用ANNOVAR软件进行注释；依据ACMG/AMP等发布的国际标准对变异进行五分类：致病、可能致病、临床意义不明确、可能良性、良性[3]。

1.3 诊断标准

肾脏缺如：超声表现为脊柱一侧或两侧肾窝内无肾脏回声，且肾上腺呈“平卧征”，患侧肾动脉不显示。双侧肾缺如通常会有羊水过少及膀胱不显示。

1.4 随访

对所有病例进行追踪随访，妊娠结局分为活产、自然流产、胎死宫内、引产、新生儿死亡。收集的数据包括分娩方式、是否同时合并其他系统异常、出生后生长发育情况、产后超声检查结果、是否行手术治疗及手术效果等。

2 结果

2.1 产前超声结果

141例肾缺如胎儿中，35例合并有羊水量异常，98例为单发，43例合并其他系统异常，其中以心血管系统(18例)和肢体骨骼异常(16例)最为常见。

2.2 肾缺如胎儿的CMA分析结果

本研究对29例肾缺如胎儿进行了CMA分析，结果显示2例为非整倍体，分别为18-三体综合征、15-三体综合征，且均合并其它系统异常；3例含有致病性CNVs，包括1例染色体22q11.2缺失综合征，1例染色体2q21.2q32.1区域重复，1例染色体20p13p11.1区域重复；此外，还有2例CMA结果为临床意义不明CNVs，详见表1。

2.3 肾缺如胎儿的WES检测结果

有3例双肾缺如胎儿因合并多发畸形选择行WES检测(其中1例同时行CMA检测，CMA结果为阴性)，WES结果显示均存在基因变异，其中1例为致病变异，1例为可疑致病变异，1例为临床意义不确定变异，详见表2。

表1 基因芯片检测阳性的肾缺如胎儿病例情况 Table 1 Cases of fetal renal agenesis with positive gene chip detection

表2 WES检测阳性的肾缺如胎儿病例情况Table 2 Cases of fetal renal agenesis with positive WES test

2.4 肾缺如胎儿的妊娠结局

对所有病例进行追踪随访，其妊娠结局如下：自然分娩或剖宫产65例，人工终止妊娠65例，胎死宫内3例，产后死亡1例，失访7例。人工终止妊娠的65例病例中，有36例合并其它系统异常，25例为双肾缺如。产后死亡病例为单绒毛膜双羊膜囊双胎之一，右肾缺如，无羊水，产前出现两胎体重相差30%，诊断为双胎输血综合征Ⅳ期，胎儿32周早产，出生后一周内死亡。出生的65例病例中，2例患儿出生后复查超声提示为异位肾；18例复查超声同产前；余45例出生后未行泌尿系统相关检查，但出生后生长发育均正常。无遗传学异常的孤立性单侧肾缺如胎儿预后不良的概率为4.41%(3/68)。

3 讨论

3.1 肾缺如胎儿的CMA检测分析

本研究中，我们对29例肾缺如胎儿进行了CMA分析，2例为染色体数目异常(非整倍体)，超声检查均合并其它系统畸形。Delmas等人[4]在109例孤立的单侧肾缺如胎儿中未检测到非整倍体异常病例，仅发现3例合并其它系统畸形的胎儿为非整倍体异常。本研究单纯的肾缺如病例中未发现染色体核型异常。

CMA在临床应用中越来越广泛，不但可以检测出染色体非整倍体异常，还能检测出基因的微重复和微缺失。本研究29例CMA分析样本中，3例含有致病性CNVs，包括1例染色体22q11.2缺失综合症，1例染色体2q21.2q32.1区域重复，1例染色体20p13p11.1区域重复。22q11.2缺失综合征在泌尿系统异常病例中较为常见，如肾积水、肾缺如、马蹄肾等病例中均有报道，研究表明超过90%的先证者为新发突变[5]。22q11.2微缺失综合征可涉及多个系统及器官病变，临床表型最常见为心脏畸形、腭裂、免疫缺陷、生长发育迟缓，其它表型如肾脏发育异常、面部异常和中枢神经系统异常等;而泌尿生殖系统异常多表现为双侧或单侧肾脏发育不全、重复肾、肾脏囊性病变、肾积水、尿道下裂等。22q11.2微缺失综合征中最重要的致病基因主要为转录因子TBX1基因的缺失或突变，而TBX1基因的缺失或突变是22q11.2微缺失综合征患者中肾脏出现异常的主要决定因素[6-7]。我们检出的致病性CNVs中另2例为非综合征致病性片段，分别是2q21.2q32.1重复、20p13p11.1重复。DECIPHER、ClinGen、OMIM等数据库均未报道上述CNVs导致泌尿系统异常表型，本研究丰富了该疾病的临床表型谱。

3.2 肾缺如胎儿的WES检测分析

目前已确定的约有40种单基因异常可致泌尿系统异常(25种显性遗传和15种隐性遗传)，约有18%的泌尿系统异常是由这些确定的单基因突变所导致的[8]。本研究中较为明确致病的基因为ACE，该基因是已知较为明确的泌尿系统异常致病基因，ACE基因与肾小管发育不良相关，肾小管发育不良是由肾素—血管紧张素—醛固酮系统基因失活突变导致的一种罕见且致命的疾病，为常染色体隐性遗传，而ACE基因突变占比约64.6%[9]。朱叶芳等[10]分析了国内外ACE基因导致肾小管发育不良的37个家系。本研究中ACE基因为c.2593G>A和c.2708C>T的复合杂合变异，补充了新的ACE基因复合杂合突变位点，同时扩展了对已知遗传疾病临床表型的了解。

3.3 肾缺如的预后分析

本研究随访发现选择人工终止妊娠共65例，其中36例合并其它系统异常，25例为双肾缺如，提示在临床中合并其它系统畸形或双肾缺如是孕妇及家属决定终止妊娠的重要因素。双肾缺如胎儿为致死性畸形，一旦确诊应尽早终止妊娠。单侧肾缺如胎儿的预后则取决于对侧肾脏的功能是否正常，是否合并其它系统异常，若不合并其它严重畸形且对侧肾脏功能无异常，出生后预后多较好。

对于遗传学检测异常的活产病例中，检测结果为致病性的病例均已引产，CMA检测结果为不明意义CNVs的患儿生长发育均正常。因此，随着CMA的逐渐普及和全基因组测序的开展，在我们对基因变异的解读存在不确定性的情况下，胎儿是否必须引产，需充分与孕妇及家属沟通，避免不必要的引产。综上所述，孤立性单侧肾缺如胎儿不良妊娠率较低，预后较好，产后一般可正常生活。