单核苷酸多态性微阵列技术用于胎儿右位主动脉弓的产前诊断

李 萌 付华钰 李 娇 许涓涓 李 乔 林莉莉

广西壮族自治区妇幼保健院(南宁，530001)

胎儿主动脉弓异常主要是因主动脉弓位置、大小或长度及其分支等异常，发病率1%～3%[1]，主动脉弓发育异常见的类型为右位主动脉弓(RAA)，发病率约为1/1000[2]。目前不论是产前筛查还是产后确诊，都能对RAA及其分支异常进行诊断。本文联合单核苷酸多态性微阵列(SNP array)技术和染色体核型分析对151例胎儿RAA孕妇进行产前诊断，探讨胎儿 RAA与染色体异常的关系，并分析SNP array 在胎儿RAA产前诊断中的意义。

1 对象与方法

1.1 对象

2016年1月-2020年12月就诊于本院,经超声诊断为 RAA的胎儿151例纳入本研究，妊娠时间≥17周，孕妇年龄20～43岁。经孕妇知情同意后，采集羊水或脐血样本进行遗传学分析，所有样本均进行了SNP array检测。

1.2 检测方法

1.2.1染色体核型分析孕妇知情并签署同意书后，孕17～22周者经腹羊膜腔穿刺术抽取羊水30ml，其中20 ml用于染色体核型分析；对于孕>22周者经皮脐静脉穿刺获取1～2 ml脐带血，0.5 ml用于染色体核型分析。每份标本计数至少20个分裂相，分析至少5个核型，若出现嵌合体，计数分析至100个分裂相。参照人类遗传学国际命名体制(ISCN 2016)对染色体核型命名。

1.2.2SNParray检测孕妇知情并签署同意书后，穿刺获取胎儿的羊水或脐带血样本。采用厦门致善的Lab-Aid 820核酸提取试剂盒，根据试剂盒说明书，提取脐带血中的基因组DNA；利用北京天根生公司生产的微量样品基因组DNA提取试剂盒提取绒毛和羊水中的基因组DNA。DNA采用分光光度计测定浓度及纯度。采用illumina公司的HumanCytoSNP-12芯片进行SNP array分析，根据标准操作流程对基因组DNA依次进行全基因组扩增、片段化、杂交和荧光染色，采用illumina公司的iScan芯片扫描仪对制备的基因芯片进行扫描，获得的数据通过KaryoStudio1.4.3软件进行分析。通过与DGV、ISCA、OMIM、DECIPHER、ClinVar等数据库进行分析，根据染色体微阵列分析相关指南[3]，将所检出的染色体拷贝数变异(CNV)进行致病性分类：①致病性CNV；②可能致病性CNV；③临床意义不明CNV；④可能良性CNV；⑤良性CNV。

1.3 统计学方法

采用SPSS 22.0数据分析。计数资料比较采用卡方检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 染色体核型分析

151例RAA胎儿的羊水或脐带血样本中，染色体核型异常检出5例(3.3%)，分别为唐氏综合征2例，13-三体综合征2例，8号嵌合三体综合征1例。见表1。

2.2 SNP array检测

151例 RAA胎儿的羊水或脐带血样本中，SNP array检出异常17例(11.3%)。其中13例为致病性, 5例与染色体分析结果一致。另12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，其中8例染色体致病性微缺失, 1例 可疑致病性, 3例临床意义不明。8例致病性胎儿中,6例为DiGeorge综合征, 涉及22q11染色体区段,缺失片段在1.64～3.03Mb。该片段缺失包含了22q11deletion综合征最关键的基因TBX1，该基因单倍体剂量不足可导致先天性心脏缺陷、精神分裂症、面部畸形、胸腺和甲状旁腺异常、喂养和吞咽困难等。1例Xp21.1区域有0.05Mb的微缺失,该片段缺失包含DMD基因部分片段，DMD基因缺失与杜氏肌营养不良相关。还有1例涉及Xp11.22区域存在约0.53Mb纯合缺失, 该缺失片段包含1个OMIM致病基因PHF8基因，该基因与X连锁Siderius型智力障碍综合征有关。另1例为可疑致病，2号染色体q11.1q37.3区域存在约147Mb嵌合重复，嵌合比例为20%～30%，2号染色体长臂重复包含2q31.1重复综合征(OMIM#613681)，2q35重复综合征(OMIM#185900)区域。还有3例为临床意义不明其中有1例样本11号染色体p12q13.4区域存在约33.8Mb纯合性区域(AOH)，其临床意义不明。见表1。

表1 RAA胎儿的染色体与SNP array检测结果

2.3 检测结果比较

151例样本如单独采用SNP array对染色体异常的检出率为11.3%(17/151)，而单独采用染色体核型分析的异常检出率为3.3%(5/151)，差异有统计学意义(χ2=7.06,P<0.05)，说明SNP array技术在检测染色体微小畸变方面优于染色体核型分析。在12例染色体核型分析未见异常的RAA胎儿中，SNP array检出8例致病性CNV，增加了5.3%(8/151)的致病检出率。

3 讨论

RAA主要发病机制是正常胚胎生长发育时，左侧第4腮动脉弓形成主动脉弓，右侧第4腮动脉弓形成无名动脉和右锁骨下动脉。如果左侧第4腮动脉弓闭锁，右侧相应血管保留，则形成 RAA[4]。胎儿超声筛查易发现胎儿RAA及结构异常，其与染色体异常密切相关[5-6]。本文中SNP array技术在检出染色体非整倍体或染色体重排方面, 与常规核型分析技术无很大区别，但SNP array检测能发现常规核型分析不能检出的CNV，尤其对产前超声发现结构异常者的染色体有高分辨率和高敏感性的优点，目前SNP array检测技术被国内与国际细胞遗传协会推荐为首选方法[7-8]。

本研究中的151例产前超声提示RAA的胎儿中，传统核型分析检出5 例染色体数目异常，检出率为3.3%, 主要为染色体非整倍体综合征。本研究与相关文献[9-10]报道显示，大多数RAA胎儿具有正常的染色体数目。在核型正常的146例胎儿中通过SNP array检测8例携带致病性CNVs，1例可疑致病性CNVs，3例临床意义不明的CNVs，证明SNP array技术检测出的亚显微染色体异常，大部分不能通过常规染色体核型检测出来，SNP array的检出染色体异常的敏感性远高于传统的核型分析技术, SNP array技术能检测全基因组亚显微水平的染色体变异，包括染色体微重复、微缺失、杂合性缺失以及嵌合体等。

主动脉弓异常与染色体异常，特别是与22q11.2微缺失的密切相关, 该区域涉及艾斯伯格综合征(Digeor syndrome)，包含关键基因TBX1。Allessandra等[11]的研究显示22q11.2微缺失综合征患者临床表现为异质性，部分患者有常见的结构畸形，但是缺乏典型的精神发育迟缓等临床症状，说明某些染色体外显率和表现度方面的差异,可造成患者临床表型的各异。本研究中检出的12例CNVs胎儿中，有6例22q11.2微缺失综合征(2/30，6.7%)，均表现为2种以上的畸形，1例胎儿单纯的RAA合并迷走右锁骨下动脉，而另1例合并室间隔缺损、法洛四联症、胼胝体缺如、单脐动脉。说明 RAA异常不论是否合并其他心内外畸形，都可能与遗传相关。本研究RAA胎儿中 22q11.2微缺失综合征的检出率4.0%，与文献报道[12]接近。这些结果都表明，RAA胎儿与22q11.2综合征有一定的相关性，即使没有发现其他心内外畸形，RAA也可能与遗传异常相关。

本病例中检测到1例样本Xp21.1区域约0.048Mb纯合缺失，为致病CNVs。该片段缺失包含DMD基因部分片段，DMD基因缺失与杜氏肌营养不良相关。还有一例X染色体p11.22区域存在约0.53Mb纯合缺失，为致病性CNVs。该片段缺失在ClinGen、ClinVar及Decipher数据库中均未见致病性病例报道。该缺失片段包含1个OMIM致病基因PHF8基因，该基因与X连锁Siderius型智力障碍综合征有关，且为单倍剂量不足敏感性基因，有文献报道该基因截短突变可导致智力障碍、颅面部异常或唇裂/腭裂等表型[13]。另外本文检出3例临床意义不明的病例。但因为其包含的基因可能与疾病相关，对于遗传咨询和进一步追踪随访提供了理论依据。

综上所述，目前胎儿RAA是侵入性产前诊断的重要指征，经B超检测到RAA的胎儿，染色体异常发生率较高，以非整倍体为主。行SNP array分析检查可获得更多的遗传学信息，为胎儿 RAA的遗传咨询、预后评估以及临床干预提供全面和准确的信息。