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中孕期超声软指标与染色体异常相关分析

2021-11-23 207 上传者：管理员

摘要：目的:探讨单核苷酸多态性芯片(SNP-array)检测各类中孕期超声软指标胎儿染色体异常的临床应用价值。方法:回顾分析2016年11月至2020年12月于湖北省妇幼保健院就诊、超声检查提示中孕期超声软指标且接受SNP-array产前诊断的胎儿542例,其中400(73.8%)例同时行染色体核型分析。542例胎儿根据超声软指标数目分成两组:单超声软指标组[437例(80.63%)]和多超声软指标组[105例(19.37%)]。单超声软指标组又根据超声软指标类型分为8亚组,比较各组及亚组的染色体异常率、致病性拷贝数变异(CNVs)发生率。结果:542例胎儿中,SNP-array检出染色体异常28例(5.17%),其中非整倍体12例,致病性CNVs16例。多超声软指标组的染色体异常率明显高于单超声软指标组(9.52%vs 4.12%,P<0.05);多超声软指标中包含鼻骨缺失或短小时染色体异常率远高于不包含时(27.59%vs 2.63%,P<0.01)。在单超声软指标组中,颈项皮肤皱褶增厚亚组非整倍体异常率显著增高(7.41%,P<0.05);侧脑室轻度增宽亚组致病性CNVs检出率显著增高(6.45%,P<0.05);单脐动脉亚组、四肢长骨偏短亚组、心室强回声亚组、脉络丛囊肿亚组均未检出致病性CNVs。结论:胎儿染色体异常在不同数目、不同类型的中孕期超声软指标中差异很大。致病性CNVs在侧脑室轻度增宽的胎儿中更易被检出。当超声检出中孕期软指标时,临床医生应对孕妇进行遗传咨询,针对不同的超声软指标提供个性化的产前诊断或产前筛查。

关键词：
中孕期
拷贝数变异
染色体异常
胎儿生长发育
胎儿系统超声筛查
超声软指标
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孕18～24周胎儿系统超声筛查是评估胎儿生长发育及结构畸形的一个重要手段，也是《孕前和孕期保健指南(2018)》推荐的孕期必查项目之一[1]。胎儿系统超声筛查除了能检出胎儿结构及发育异常之外，还能检出许多非特异性的、往往是暂时性的胎儿结构微小变异，称为超声软指标[2]。研究显示，超声软指标的存在会增加胎儿染色体非整倍体甚至是致病性拷贝数变异(copy number variants, CNVs)的风险[3,4]。目前，染色体微阵列分析技术(chromosomal microarray analysis, CMA)已作为超声异常胎儿的一线产前诊断方法[5]。然而，关于CMA检测应用于中孕期超声软指标胎儿的研究有限。本研究通过回顾分析单核苷酸多态性芯片(SNP-array)在不同数目、不同类型中孕期超声软指标胎儿中的应用情况，评估各种类型中孕期超声软指标的潜在遗传风险，为临床医生的遗传咨询提供实践依据。

1、资料与方法

1.1研究对象

选取2016年11月至2020年12月于湖北省妇幼保健院优生遗传门诊就诊，行侵入性产前诊断且接受SNP-array技术检测的单胎妊娠的孕妇542例。纳入标准：单胎，妊娠中期(妊娠15～27+6周)产前超声筛查提示胎儿有一个或多个常见超声软指标。排除标准：胎儿结构异常，存在早孕期超声软指标(NT增厚),NIPT提示胎儿染色体非整倍体高风险。本研究经医院伦理委员会批准，孕妇均签署了知情同意书并接受了遗传咨询。

1.2研究方法

1.2.1分组

根据不同的超声软指标，参考相关文献[4,6]将542例孕妇分为单超声软指标组和多超声软指标组，再将单超声软指标组细分为如下8个亚组：侧脑室轻度增宽(10～15mm)亚组，单脐动脉亚组，右锁骨下动脉迷走亚组，四肢长骨偏短(胎儿四肢长骨长径≤同孕周2个标准差)亚组，心室强回声亚组，脉络丛囊肿(≥10mm)亚组，颈项皮肤皱褶增厚(≥6mm)亚组，鼻骨缺失或发育不良亚组。

1.2.2产前诊断方法

542例孕妇均采用羊膜腔穿刺术进行产前诊断，共抽取羊水15～30mL。对同意追踪染色体或CNVs来源的胎儿父母，抽取其外周血2mL进行验证以帮助判断染色体和CNVs的来源。

1.2.3染色体核型分析

胎儿的羊水样本的染色体制片，G显带核型分析均采用常规操作进行，染色体核型描述按照“人类细胞遗传学国际命名体制(ISCN,2020)”进行[7]。

1.2.4 SNP-array检测和结果判读

采用CytoScan750K芯片进行检测。利用国际基因组变异数据库DGV剔除常见的多态性CNVs,其余CNVs与ClinGen、DECIPHER、OMIM、ISCA数据库比对分析，在Pubmed数据库上检索相同或相似区段的CNVs研究的文献。依据ACMG指南[8],将≥200kb CNVs分成五大类：致病性CNVs、可能致病性CNVs、临床意义不明性CNVs、可能良性CNVs、良性CNVs。

1.3统计学方法

采用SPSS26.0软件。计数资料用频数及百分率表示。组间比较采用χ2检验、Fisher's精确概率法检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2、结果

2.1一般情况

共纳入542例孕妇，年龄(29.4±4.7)岁，产前诊断孕周为(23.5±2.9)周。542例孕妇中单超声软指标组437例(80.63%),多超声软指标组105例(19.37%)。单超声软指标组最常见的三种超声软指标：鼻骨缺失或发育不良(27.31%),心室强回声(12.55%),侧脑室轻度增宽(11.44%)。

2.2染色体核型分析和SNP-array检测结果

542例样本中，排除了孕妇拒绝、孕周过大、培养失败的样本后，有400例行染色体核型分析。核型分析共发现染色体异常12例(3%),其中染色体非整倍体9例，致病性CNVs 1例，平衡易位2例。此外还检出染色体多态性18例(4.5%)。见表1。542例样本全部完成SNP-array检测，共发现染色体异常28例(5.17%),其中染色体非整倍体12例，致病性CNVs16例(其中2例存在2种致病性CNVs),见表1、表2。同时进行核型分析和SNP-array检测的400例样本中，除了2例平衡易位以外，SNP-array检出了核型分析所检出的所有染色体异常，另外还检出8例致病性CNVs和1例嵌合型13三体。SNP-array对致病性CNVs的检出率显著高于核型分析，差异有统计学意义(P=0.002)。

表1染色体核型分析和SNP-array检测结果比较[n(%)]

2.3超声软指标数目与染色体异常的关系

单超声软指标组检出染色体异常18例(4.12%),包括染色体非整倍体7例(1.6%),致病性CNVs 11例(2.52%)。多超声软指标组检出染色体异常10例(9.52%),包括染色体非整倍体5例(4.76%),致病性CNVs 5例(4.76%)。单超声软指标组和多超声软指标组染色体异常检出率的差异有统计学意义(P=0.045)。见表3。

2.4多个超声软指标种类与染色体异常的关系

在多超声软指标组中，当多个超声软指标中包含胎儿鼻骨缺失或短小时，染色体异常检出率为27.59%(8/29)远高于不包含胎儿鼻骨缺失或鼻骨短小时的2.63%(2/76),差异有统计学意义(P=0.0004)。见表3。

2.5单超声软指标种类与染色体异常的关系

在8个单超声软指标亚组中，颈项皮肤皱褶增厚亚组(11.11%,P=0.02)和侧脑室轻度增宽亚组(8.06%,P=0.02)染色体异常检出率显著高于其他亚组。侧脑室轻度增宽亚组致病性CNVs检出率显著高于其他亚组(6.45%,P=0.049),单脐动脉亚组、四肢长骨偏短亚组、心室强回声亚组、脉络丛囊肿亚组均未检出致病性CNVs。见表3。

表3 542例超声软指标胎儿的染色体异常情况

3、讨论

中孕期超声软指标是一类非特异性的胎儿结构微小变异，可在13.2%～23.01%的胎儿中被检出[4,9]。超声软指标最初是为了评估高龄产妇的唐氏综合征的风险而提出的，然而近期研究表明，一些超声软指标不仅和胎儿染色体非整倍体相关，还和致病性CNVs相关[4,10]。目前，无创产前检测(non-invasive prenatal testing, NIPT)可检出99%以上的唐氏综合征，96.8%的18三体综合征和92.1%的13三体综合征胎儿[11]。因此，一些学者提出是否所有的超声软指标都与致病性CNVs相关，一些超声软指标能否采用NIPT取代侵入性产前诊断。本研究回顾研究了当胎儿存在不同数目、不同类型的超声软指标时染色体异常及致病性CNVs的检出情况。基于这些结果，对各种类型超声软指标行产前诊断或产前筛查提供了建议。

本研究中通过SNP-array检出当胎儿存在常见中孕期超声软指标时染色体总异常率为5.17%,这与以往的研究类似[4,12]。多超声软指标组的胎儿染色体异常检出率(9.52%)显著高于单超声软指标组(4.12%),提示当胎儿发现多个超声软指标时，须建议行SNP-array检测。本研究还发现，当多个超声软指标中包含胎儿鼻骨缺失或短小时，胎儿染色体异常率(27.59%)远远高于不包含时(2.63%),提示当胎儿检出多个中孕期软指标且包含鼻骨缺失或鼻骨短小时，胎儿染色体异常的风险显著增高，SNP-array检测非常必要。

单纯的颈项皮肤皱褶增厚和胎儿鼻骨短小或缺失均被报道为中孕期21三体综合征最强的超声软指标[4,13]。本研究中，颈项皮肤皱褶增厚亚组染色体异常率11.11%(3/27),3例染色体异常中2例为21三体综合征，1例为致病性CNVs。鼻骨短小或缺失亚组染色体异常率5.41%(8/148),8例染色体异常中仅2例为21三体综合征，剩余6例中5例为致病性CNVs, 1例为嵌合13三体综合征。因此，本研究认为胎儿颈项皮肤皱褶增厚是中孕期21三体综合征最强的超声软指标，单纯的鼻骨短小或缺失不仅与21三体综合征等染色体非整倍体密切相关，也是一些致病CNVs在宫内的唯一表型。对检出颈项皮肤皱褶增厚及单纯鼻骨短小或缺失胎儿的孕妇须建议行SNP-array检测。

侧脑室轻度增宽亚组的致病性CNVs检出率在各亚组中最高(6.45%),这与Li等[2]研究一致。侧脑室轻度增宽亚组中共检出4例致病性CNVs,其中最常见为6q27微缺失(50%)。6q27微缺失中包含一个明确的单倍剂量不足基因DLL1。DLL1(OMIM*606582)在胚胎发育期高度表达于神经元前体细胞，这些神经元通过振荡的方式表达Notch信号来抑制邻近的细胞进行神经元分化[14]。DLL1的单倍剂量不足可导致智力障碍、自闭症谱系障碍、癫痫发作、各种脑结构畸形、肌张力低下和脊柱侧弯[14]。Hu等[10]从154例单纯的侧脑室轻度增宽胎儿中共检出致病性CNVs13例(8.44%),其中最常见也为6q27微缺失(23.08%)。因此，当胎儿检出侧脑室轻度增宽，建议行SNP-array检测，一些在儿童期会导致智力障碍、自闭症谱系障碍的致病性CNVs在胎儿期仅表现为侧脑室轻度增宽。

22q11.2缺失综合征是继唐氏综合征之后导致发育迟缓和先天性心脏病的第二大病因，发病率约为1/4000[15]。22q11.2缺失综合征在宫内的表型主要为各种心脏畸形(95%),包括法洛四联症、肺动脉瓣闭锁、主动脉弓离断等[16]。近期研究表明，少数右锁骨下动脉也与22q11.2缺失综合征相关[4]。在本研究中，在右锁骨下动脉迷走亚组中也检出1例22q11.2微缺失综合征(4.76%)。因此，本研究建议对于检出右锁骨下动脉迷走的孕妇行SNP-array检测。

本研究中，心室强回声亚组、脉络丛囊肿亚组、单脐动脉亚组、四肢长骨偏短亚组均未检出致病性CNVs。SMFM建议在NIPT筛查阴性的情况下，将孤立的心室强回声、脉络丛囊肿作为正常的变异来对待，不必向这些孕妇提供侵入性产前诊断[17]。Hu等[4]对2466个有超声软指标的胎儿进行SNP-array,发现胎儿存在孤立性的心室强回声、脉络丛囊肿、单脐动脉、肠管回声增强、小脑延髓池增宽时致病性CNVs检出率均低于1.5%,致病性CNVs检出风险与正常孕妇类似。因此，本研究初步认为当孕妇检出孤立性心室强回声、脉络丛囊肿、单脐动脉时，如未行NIPT筛查，可先行NIPT,如果前期NIPT筛查结果阴性，可孕期监测超声，必要时再行侵入性产前诊断。

综上所述，不同数目、不同类型的中孕期超声软指标胎儿染色体异常的差异很大。致病性CNVs与一些超声软指标(尤其是侧脑室轻度增宽)相关。因此，当中孕期超声发现胎儿存在多个超声软指标、颈项皮肤皱褶增厚、侧脑室轻度增宽、鼻骨短小或缺失、右锁骨下动脉迷走时，建议行侵入性产前诊断和SNP-array检测；当胎儿存在孤立性心室强回声、脉络丛囊肿、单脐动脉时，可先行NIPT,必要时再行侵入性产前诊断。

参考文献：

[5]染色体微阵列分析技术在产前诊断中的应用协作组染色体微阵列分析技术在产前诊断中的应用专家共识[J].中华妇产科杂志,2014.49(8):570-57

[6]赵萍,宋勇,崔丽清,等.超声软指标在胎儿染色体异常筛查中的应用价值[J].临床超声医学杂志,2021,23(1):18-22

[7]中华预防医学会出生缺陷预防与控制专业委员会胎儿染色体核型分析判读指南[J]中华医学遗传学杂志,2021 ,38(5):409-413.

文章来源：姚妍怡,张成成,宋婕萍.中孕期超声软指标与染色体异常相关分析[J].现代妇产科进展,2021,30(12):933-936.