染色體微陣列技術在胎兒遺傳學診斷中的應用

劉建生

泰安市婦幼保健院產前診斷中心 (山東 泰安 271000)

隨著人們健康意識增強，保障下一代健康也越來越多人關注，高危孕產婦想生一個健康寶寶成為亟待解決的問題[1]。CMA已是當前預防出生缺陷的一線產前檢測方法[2]，染色體核型分析可發現染色體數目和結構異常，可檢出9%～19%的異常[3]，對10Mb以下難以檢出[4]，CMA檢測彌補了核型分析的不足，可在全基因組范圍內診斷染色體微缺失微重復及雜合性缺失，具有明顯優勢。

1.1 一般資料2020年1月至2023年1月在本院產前診斷的孕婦675例，一例雙胎，其余均為單胎，孕婦年齡為17歲～58歲，平均33.7歲，孕周18+1-27+4周，平均22周，患者均接受遺傳咨詢知情同意。

1.2 方法

1.2.1 樣本采集 符合產前診斷指征的孕婦經過遺傳咨詢、知情同意，填寫《知情同意書》包括孕婦年齡、孕周、產前診斷指征等信息。產前診斷指征包括孕婦高齡、產前篩查高危、NIPT提示胎兒染色體異常、超聲提示胎兒異常、夫妻雙方有染色體異?；蛑橇Φ拖?、輔助生殖、有遺傳病家族史等。三年來對孕18-27周選擇染色體核型分析和CMA檢測的675例孕婦進行了超聲引導下羊膜腔穿刺，抽取羊水30mL/例以備檢測。

1.2.2 樣本檢測 核型分析歷經細胞培養、染色體收獲、顯帶及染色后進行分析。CMA檢測按照相關試劑盒說明書操作進行,依次為DNA的提取、酶切消化、連接、PCR擴增、純化、片段化處理、標記、芯片雜交、洗滌及掃描。所采用微陣列芯片為Affymetrix公司的Cytoscan750KArray,通過實驗室內部數據庫及在線公共數據庫進行查詢,根據芯片掃描結果對染色體拷貝數變異的致病性進行分析。

1.2.3 結果判讀 核型分析根據人類染色體命名國際規則(an international system for hunman cytogenetic nomenclature，ISCN) (2016版)報告結果。CMA芯片獲取數據加載于ChAs v3.0軟件進行結果判讀。對結果大于200kb缺失及大于500kb的重復片段進行分析報告。染色體拷貝數變異(copy number variations,CNVs)分析，DECIPHEROMIMDGVISCANCBI pubMed等數據庫為參照，獲得樣品基因組DNA可能治病的變異信息，發放診斷報告，電話隨訪其妊娠結局。

1.2.4 統計學方法 用SPSS 17.0統計軟件進行數據處理。樣品間率的比較采用χ2檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

本文675例樣本中，共檢出染色體異常157例，其中染色體非整倍體97例，檢出率為23.3%(97/675)，與染色體核型分析結果一致，其中包含一例X染色體嵌合體。其中以NIPT數目異常為主，檢出率55.6%(84/151),也是染色體非整倍體主要檢出組，占86.6%(84/97)。CNVs檢出60例，檢出率為8.9%(60/675)，其中明確致病35例，占58.3%(35/60)，VOUS檢出25例，占41.7%(25/60)。以NIPT提示CNV異常組檢出率最高，占13.8%(13/87)。

按照孕婦年齡分析：年齡17～58歲，平均33.7歲，分為五個年齡組統計分析，其中≥35歲組與30～34歲組為多，分別占39.3%(265/675)與37.5%(253/675)。染色體數目異常檢出率20-24歲組最高，占21.7(13/60)，其次為≥35歲組，占17%(45/265)，最小為＜20歲組，僅檢出1例，占9.1%(1/11)。20～24歲組與30～34歲組比較，χ2=4.5，0.01＜P＜0.05，兩組比較有統計學意義。

按產前診斷指征分析：NIPT提示胎兒染色體異常組檢測人數最多，比占總數的35.3%(238/675)，其中NIPT提示染色體數目異常檢測率2 2.4%(1 5 1/6 7 5)，異常檢出率58.9%(89/151)；
NIPT-CNVs檢測率12.9%(87/675)，異常檢出率29.8%(26/87)。其次為超聲診斷異常組診斷例數，超聲軟指標異常檢出率17.6%(27/153)，以NT/NF增厚為主，占軟指標的37.0%(10/27)，見表3。

產前診斷作為預防出生缺陷的重要手段，近年來，CMA技術作為產前遺傳病檢測方法已經比較成熟，有效提高染色體異常檢出率[5]。隨著國家二孩三孩政策放開，孕婦年齡逐漸增大，本文統計≥35歲與30～34歲組為主要檢測人群，分別占39.3(265/675)與37.5%(253/675)，染色體異常檢出率也為最較高。因＜20歲組人數較少，故對陽性率最高的20-24歲組與較低的30～34歲組比較，χ2=4.5，0.01＜P＜0.05，兩組比較有統計學意義。20～24歲組為染色體異常高發年齡段，可能與優生保健意識與健康查體意識不強有關。本文統計表明大于25歲后，隨著年齡增大，胎兒染色體病的發生率呈逐步增高趨勢，詳見表1。

表1 產前診斷孕婦年齡分布(例，%)

染色體非整倍體：675例樣本，染色體數目異常97例，以T21為主，檢出41例，占42.3%(41/97)，各類性染色體非整倍體52例，詳見表2。非整倍體中，NIPT數目異常組檢出率最高，檢出染色體非整倍體84例，占86.6%(84/97)。異常檢出率58.9%(89/151)，是染色體非整倍體的主要檢出組。且NIPT檢測的普及，染色體異常檢出率也持續升高[6]。

表2 染色體數目異常分布表

表3 各產前診斷指征分布(例，%)

CNVs：在產前診斷各指征中，CNVs檢出60例，包括明確致病35例，占總人數的5.83%(35/675)，本文表明CMA的檢測提高了5.83%的胎兒致病性檢出率,與吳莉等[7]報道4.4%相符，包括常見的22q11.21缺失與重復綜合征、4P16.3缺失綜合征等。檢出率最高為NIPT提示CNV異常組，檢出25例，占41.7%(25/60)，其中13例明確致病，占52%(13/26),所以NIPT提示CNV的變異，對缺陷兒的診斷也起到了重要作用。超聲軟指標異常也是重要檢出人群，包括：側腦室增寬、鼻骨缺失、單臍動脈、心室強回聲等，尤其以NT/NF增厚居多。胎兒NT增厚與染色體異常和部分結構畸形密切相關[8]，本文胎兒NT/NF增厚異常檢出率達18.9%(10/53)，有報道NT染色體異常檢出率達31.6%[9]。隨著NT厚度增加，胎兒染色體異常幾率增加[10,11]，Maya等建議，在NT超過3mm時就應進行CMA檢查[12]。在NT/NF增厚組，CNV變異檢出7例，5例明確致病，故此組人群也是CNVs的重災區。

本文報告VOUS 26例，其中有14例進行了父母驗證，其中12例遺傳自父母一方，選擇繼續妊娠，2例新發突變引產，其余12例有1例失訪，3例因有不同超聲軟指標異常引產，其余因無遺傳病家族史及超聲未見明顯異常繼續妊娠，產后未見表現明顯異常。隨著樣本數據的增大，對VOUS的判斷要根據超聲、胎兒磁共振等檢測技術，并結合隨訪、家系分析等，給出遺傳咨詢建議，否則會造成病人心理壓力大，導致不必要的引產。

本超聲提示胎兒結構異常檢出1 例2 1 三體，檢出率11.1%(1/9)，低于譚滿勝等報道21.88%[13]，可能與樣本量少有關。其他診斷指征有4例因輔助生殖診斷，3例孕婦本人唐氏綜合癥，5例夫妻雙方有平衡易位染色體均未見明顯異常，比理論上形成異常配子的幾率低，是否在染色體減數分裂時存在其它分裂形式。

隨著分子遺傳學及相關診斷技術的不斷進步，為臨床復雜遺傳病找到了病因，并對進一步優生優育起到了指導作用。對大于30歲、超聲軟指標異常、或提示胎兒染色體異常等高危孕婦一定要進一步產前診斷，可減輕家庭和社會負擔，不可僥幸。