首页 > 论文范文 > 医药卫生论文 > 影像检验论文 > 超声诊断论文 > 染色体微阵列分析在胎儿超声异常中的应用

染色体微阵列分析在胎儿超声异常中的应用

2021-05-13 181 上传者：管理员

摘要：目的：探讨染色体微阵列分析(CMA)在产前超声异常与胎儿染色体异常关系中的临床应用价值。方法：选取2017年7月-2018年12月在福建医科大学附属福州市第一医院就诊的328例产前超声异常孕妇为研究对象，分析其CMA检测结果，分层统计不同超声异常种类中染色体异常的检出率，分析染色体异常结果的构成和相关特性。结果：在328例产前诊断病例中，超声结构异常共111例，检出染色体异常24例，检出率为21.6%，其中多系统结构异常13例，检出染色体异常7例，检出率为53.8%;孤立系统异常检出率为10.0%～30.8%。软指标异常共207例，检出染色体异常32例，检出率为15.5%，其中多项软指标异常109例，检出染色体异常16例，检出率为14.7%。单独胎儿生长受限3例，检出染色体异常1例，检出率为33.3%。共发现染色体异常57例，检出率为17.4%，其中发现基因组拷贝数变异(CNVs)明确致病性共23例，占染色体异常的40.4%，包含染色体数目异常14例及致病性染色体片段异常9例;良性CNVs共8例，占染色体异常的14.0%;临床意义不明的CNVs(VOUS)26例，占总病例数的7.9%，进一步分析判读CNV为可能良性6例，可能致病4例，临床意义不明16例。结论：超声异常是筛查胎儿染色体异常的关键指征，超声结构异常的染色体异常检出率高于超声非结构异常的检出率。当超声结构异常出现两项及以上时，染色体异常发生率会明显增高。但随着检出率的提高，VOUS病例数同时也随之增多，增加了遗传学咨询难度。因此在产前诊断中需合理推荐CMA检测，避免漏诊、误诊或过度诊断。

关键词：
拷贝数变异
染色体异常
染色体微阵列分析技术
超声异常
加入收藏

超声筛查作为非侵入性检查被广泛应用于胎儿产前筛查和诊断中，可检出胎儿心脏、神经系统及消化系统等严重结构畸形，同时也可检出脉络丛囊肿、心脏强回音及颈背部皮肤增厚等软指标异常[1,2,3,4,5]。研究[6,7]发现，超声异常与染色体异常存在密切相关性。染色体微阵列分析(CMA)作为新兴的遗传学分析技术，具有比传统核型更高的分辨率，能够检出低至50～100kb微缺失和微重复的优势，且可发现基因组拷贝数变异(CNVs)先后在欧美及我国成为产前超声异常胎儿遗传学检测的首选诊断方法[8]。但是，CMA技术是一项侵入性检查及高精度的遗传学检测，出现了一定比例的临床意义不明的CNVs(VOUS)结果[9]，因此该技术检查的纳入标准成为临床工作者的难点。本研究探讨CMA在产前超声异常与胎儿染色体异常关系中的临床应用，分析不同系统超声异常与染色体异常的关系，观察染色体异常结果的构成和相关特性，为临床遗传咨询提供依据。

1、对象与方法

1.1研究对象

选取2017年7月-2018年12月在福建医科大学附属福州市第一医院接受胎儿CMA检测的328例孕妇为研究对象。在孕妇知情同意下产前取羊水或流产胎儿的组织，其中羊水样本308例，流产胎儿组织20例。

1.2方法

1.2.1胎儿超声异常

胎儿超声异常主要分为超声结构异常和超声非结构异常，超声结构异常包括心脏畸形、神经系统异常、胸腔异常和骨骼异常等。超声非结构异常包含超声软指标异常、胎儿生长受限和羊水异常，其中超声软指标异常包括三尖瓣反流、鼻骨发育不良/缺失、NT增厚、脉络丛囊肿及心脏强回声等。

1.2.2基因组DNA提取及芯片操作

基因组DNA使用QIAampDNABloodMiniKit(德国Qiagen公司)进行提取，分光光度计测定DNA浓度，DNA浓度>50ng/μl，纯度A260/280nm介于1.8～2.0。使用浙江博圣生物技术股份有限公司的750K基因芯片进行全基因组扩增、标记、杂交、洗涤、染色和扫描。

1.2.3芯片检测结果分析及判读

使用ChAS软件进行数据分析，同时参考国际公共良性变异数据库DGV，国际公共病理性变异数据库DECIPHER，在线人类孟德尔遗传数据库OMIM，国际细胞基因芯片标准化联合会ISCA及全球Affymetrix用户病理共享数据库CAGdb,NCBIPubMed等，根据ACMG相关致病性判读指南对CNV进行性质判定，CNV大致可以分为致病性CNVs、良性CNVs和VOVS[10]。

2、结果

2.1超声异常种类与染色体异常情况

2.1.1超声结构异常与染色体异常情况

在328例产前诊断病例中，超声结构异常共111例，检出染色体异常24例，检出率为21.6%。多系统异常、心脏畸形和神经系统异常的染色体非整倍体检出率高于其他。见表1。

表1111例超声结构异常与染色体异常情况

2.1.2超声非结构异常与染色体异常情况

超声非结构异常共217例，包含207例软指标异常、7例单独羊水异常和3例单独胎儿生长受限。207例软指标异常中检出染色体异常32例，检出率为15.5%，其中常染色体数目异常3例，X染色体单体1例。脉络丛囊肿和多项软指标异常的染色体非整倍体检出率高于其余异常。见表2。

2.2CMA检测结果

2.2.1CMA检测结果的类型

在328例产前诊断病例中发现染色体异常57例，检出率为17.4%。其中发现明确CNV致病性共23例，占染色体异常的40.4%，包含染色体非整数倍异常14例及致病性染色体片段异常9例。见表3。

表2217例超声非结构异常与染色体异常情况

表357例染色体异常类型

2.2.2临床不明意义的CNV判读结果

将包含已知综合征区域或文献报道均是明确致病的CNVs归为致病性CNVs;将多篇文献或数据库均报道为良性变异或为常见多态的CNVs归为良性CNVs;不符合以上2个分类的CNVs归为VOUS。根据ACMG染色体拷贝数变异诊断致病性的指南，对CMA检测结果中存在的26例不明意义的CNV进行判读，分为可能良性、可能致病和临床意义不明，分别占比23.1%、15.4%和61.5%。见表4。在判读为临床意义不明的CNVs中主要是数据库提示CNV致病性报道存在矛盾，占56.3%，其余包括4例不含有印记基因的连续3Mb以上的单亲二倍体(UPD)。在判读为可能致病的CNVs中包含2例显性基因杂合缺失且有疾病相关报道，但剂量效应不明、1例UPD含有印记基因及1例18p11.32的76MB重复且部分缺失的情况。

表426例VOUS判读分类

3、讨论

3.1超声异常胎儿的CMA结果分析

CMA是一种高分辨、高通量扫描全基因组的分子分析技术，研究[11,12]表明在超声异常胎儿中，CMA可检出6%～17%的染色体异常，与传统染色体核型相比具有更高的异常检出率。本研究对328例超声异常胎儿进行aCGH检测，染色体异常检出率为17.4%，包含7.0%致病性CNVs，与之前报道的数据基本相符[13]。

2016年美国妇产科学会(ACOG)和母胎医学会(SMFM)公布的指南推荐CMA代替传统胎儿染色体核型分析为产前胎儿结构异常的首选遗传学检测方法[14]。有报道[15]指出，单系统结构畸形的染色体异常检出率为5.6%，多系统结构畸形的染色体异常检出率可高达13.6%。孤立的心血管系统、中枢神经系统和骨骼肌肉系统等与染色体异常相关性较高，检出率分别为7.0%、6.2%和7.9%，而部分单系统畸形如肾缺如、腹裂和下尿道梗阻的CMA阳性率较低。虽然目前产前诊断的应用共识中尚未提及CMA在超声非结构异常胎儿方面的应用，但也有文献报道超声非结构异常的染色体异常检出率为2%～6.8%，多发软指标异常的染色体异常检出率为5.6%，孤立的软指标异常的染色体异常检出率为6.8%、胎儿生长受限的染色体异常检出率为2.6%[16]。

本研究中入组了111例超声结构异常胎儿和217例超声非结构异常胎儿，分别分析孤立系统/孤立指标和多发系统/多指标异常与染色体异常的检出率。单系统结构异常可检出17.3%染色体异常，远低于多系统异常检出的53.9%染色体异常。相比之下，单指标异常和多指标异常的染色体异常检出率相近，分别为15.7%和14.8%。这说明当超声结构异常出现两项及以上时，染色体异常发生率会明显增高。在单系统结构异常中染色体异常检出率为神经系统异常最高(30.8%)，其次是骨骼系统异常(25.0%)和心脏畸形(17.0%)。各单项软指标异常时，脉络丛囊肿的检出率最高(66.7%)，其次是侧脑室增宽(44.4%)和三尖瓣反流(19.1%)。单独胎儿生长受限的染色体异常检出率为33.3%，但是单独羊水异常未检出染色体异常。与已报道的数据存在部分差异，可能与入组病例差异及部分系统分类病例数过少有关。

染色体数目异常在多系统异常、心脏畸形、神经系统异常、多项软指标异常和脉络丛囊肿中检出。超声结构异常的染色体异常检出率高于超声非结构异常的检出率，说明超声结构异常与染色体异常存在紧密关系，但超声软指标仍是筛查胎儿染色体异常的指征，在临床咨询中，需根据不同超声异常类型及其染色体异常检出率，合理开展CMA检测。

3.2临床意义不明CNVs的分析及对策

随着CMA技术在超声异常胎儿中研究的深入，极大提高了超声异常胎儿的染色体微缺失或微重复异常的检出水平，增加了临床诊断和遗传咨询的科学性，为临床医师的预后评估提供了可靠的依据。但CMA检测发现的VOUS提高了结果分析和判读的难度。有研究[17]报道VUOS病例约占检测总数的3.4%。而本研究中VOUS占了总检测数的7.9%。主要是有7例拷贝数变异的片段中涉及基因的临床表型不明确或剂量效应不明确、10例既存在病理性表型又有正常人群无表型报道及5例UPD。

造成本研究VOUS发生率高的原因可能是:(1)根据ACMG指南建议可不报出人群携带率不高的隐性遗传病携带者的结果[18];(2)由于检测费用较高，父母行CMA检测携带情况的比例低;(3)不同的检测探针会造成不同VOUS发生率;(4)地区和人群的差异化;(5)目前尚未制定产前诊断芯片结果判断标准，由于判读标准不同导致VOUS发生率不一。因此，检测遗传咨询应包括侵入性操作前咨询及检测结果出来后的咨询，不仅应告知受检者CMA技术的局限性还应告知可能检出VOUS的情况。当检测到VOUS时应建议父母行CMA，根据三者的结果回顾目前数据库中所有相关的基因型-表型并根据片段大小、包含的基因及遗传模式评估该片段。

综上所述，超声异常中神经系统异常、骨骼异常、心脏畸形、三尖瓣反流、侧脑室增宽及鼻骨发育不良/缺失是与染色体异常中常见的超声异常指征，而神经系统异常、心脏畸形和侧脑室增宽均有很高的染色体异常检出率，因此在产前诊断与咨询中应引起重视。虽然CMA检测到的致病性CNVs可对胎儿的预后提供有价值的参考，对再次生育计划提供科学的建议，但发现的VOUS给遗传咨询带来很大的困难，给孕妇及其家庭带来较大压力。但随着研究的深入、数据的积累及相关数据库的完善，对目前发现的VOUS会有更准确地解读，对CMA结果的解释也会规范。

参考文献：

[1]蔡文娟.超声用于产前筛查检测先天性心脏病合并心外畸形的临床研究[J].中国妇幼保健,2018,33(8):1896-1898.

[2]张颖.产前超声在胎儿先天性心脏病筛查中的应用及危险因素分析[J].中国妇幼保健,2017,32(6):1245-1247.

[3]欧阳云淑,戚庆炜,张一休,等.胎儿超声微小异常的产前遗传学分析[J].中华医学超声杂志(电子版),2018,15(8):587-592.

[4]李百玲,唐佳松,张锐,等.超声诊断胎儿胼胝体发育不全的应用价值[J].中国妇幼保健,2019,34(21):5076-5078.

[5]白莫日根,张誉潆,王俊青.出生缺陷产前诊断中超声检查的应用意义探讨[J].临床医药文献杂志,2018,5(89):165.

[6]康丽丽,杨妍,李裕源.产前系统超声筛查胎儿结构畸形与染色体异常的相关性研究[J].中国优生与遗传杂志,2018,26(11):101-103.

[11]安宇,吴柏林.染色体微阵列芯片分析技术应用于产前诊断的关键问题探讨[J].国际生殖健康/计划生育杂志,2014,33(3):157-161.

[12]吴琦嫦,杨小梅,王文博,等.探讨传统染色体核型分析与染色体微阵列分析技术在产前诊断中的应用[J].中国优生与遗传杂志,2017,23(11):59-64.

[13]张文玲,刘晓婷,张立文,等.染色体微阵列分析技术在产前诊断中的应用综述[J].解放军医学院学报,2018,39(12):90-93.

林忱昭,齐碧如,胡建苏,黄秀琼.染色体微阵列分析在胎儿超声异常与染色体异常中的应用[J].中国妇幼保健,2021,36(10):2374-2377.