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16p13.11微重复胎儿的临床诊断和分子遗传学分析

2023-10-27 1599 上传者：管理员

摘要：目的对产前16p13.11微重复胎儿的超声表现、单核苷酸多态性微阵列（SNP-array）结果、妊娠结局和跟踪随访，探索产前该微重复胎儿的临床表型与遗传学的相关性。方法通过对2017年10月至2023年2月产前SNP-array诊断为16p13.11微重复胎儿的妊娠选择及后续随访进行回顾性分析，分析18例病例拷贝数变异（CNVs）片段最小重复区域及相关基因、超声异常情况、妊娠结局和出生后跟踪随访。结果 18例微重复胎儿的片段大小为790 kb～2.8 Mb之间，均为临床意义不明（VOUS）。18例病例中17例病例最小重叠区域为15.5～16.3Mb，主要包含MARF1、NED1、MYH11、CEP20、ABCC1等基因。7例（38.9%,7/18）有超声表型，以心血管异常为主（71.4%,5/7）。16例进行亲本来源检测，母源遗传7例，父源遗传各4例，新发变异5例。2例（11.1%,2/18）胎儿选择引产；16例（88.9%,16/18）选择继续妊娠，除1例新生儿左耳听力受损，1例新生儿房间隔缺失外，其余随访均无异常。结论产前16p13.11微重复胎儿超声表型主要为心血管异常。16p13.11微重复无三倍剂量敏感基因，胎儿妊娠结局良好，但成年后易表现神经易感性表型。当SNP-array诊断为16p13.11微重复时，应分析其基因与临床表型相关性，指导孕妇科学妊娠。

关键词：
16p13.11微重复
产前诊断
单核苷酸多态性微阵列
拷贝数变异
认知障碍疾病
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16号染色体中低拷贝重复区域占比高达9.9%，使得该区域成为非等位基因同源重组的热点区域，导致微缺失和微重复综合征的发生频率增加，尤其16p13.11区域[1]。随着单核苷酸多态性微阵列（single nucleotide polymorphism array,SNP-array）在临床上的普遍应用，16号染色体上拷贝数变异（copy number variants,CNVs）的检出率显著增加。目前许多研究表明16p13.11区域微缺失与神经认知障碍疾病、智力障碍、小头畸形、癫痫等相关[2]。该区域的微重复是否致病尚存在争议，部分研究认为其可能为罕见的良性变异，也有研究表明其与发育迟缓、智力缺陷或自闭症谱系障碍联系密切[3]。但致病性研究多为儿童或青少年临床表型与拷贝数变异的关系，对于携带这些CNVs胎儿的妊娠选择以及后续随访研究较少。因此，迫切需要纳入更多相关案例以深入研究16p13.11微重复综合征与妊娠结局的关系。本研究旨在通过对18例涉及16p13.11微重复胎儿的妊娠选择及后续随访进行回顾性分析，进一步阐述该片段与临床表型的相关性，为产前诊断咨询提供理论依据。

1、资料与方法

1.1研究对象

以2017年10月至2023年2月在龙岗区人民医院进行SNP-array检测并诊断为16p13.11微重复的18例胎儿为研究对象，并进行回顾性分析，分析其超声表型、父母溯源、妊娠选择以及随访情况。所有受试者检测前均已签署产前诊断知情同意书。行SNP-array检测的主要高危妊娠指征包括NIPT异常、超声异常、唐氏筛查异常、高龄、NT增厚、不良生育史及其他。本研究经深圳市龙岗区人民院伦理审查委员会批准（编号：LGFYYXLL-2020-009）。

1.2方法

1.2.1 SNP-array检测

无菌收集质控合格的10 mL羊水标本，使用QIAamp DNA试剂盒提取DNA,Affymetrix CytoScan 750K基因芯片平台进行检测，按说明书要求进行酶切消化、PCR扩增、标记、杂交、芯片扫描等实验操作。

1.2.2数据分析

所有检测数据均使用Chromosome Analysis Suite (ChAS) V4.0软件进行处理和分析，该分析能够检测临床相关基因和基因组分辨率大于100 kb的拷贝数变异。参考根据美国医学遗传学与基因组学学会（American College of Medical Genetics and Genomics,ACMG）指南、UCSC genome browser、在线人类孟德尔遗传数据库（online mendelian inheritance in man,OMIM）、临床基因组数据库（clinical genome resource,ClinGen）、人类基因组拷贝数变异数据库（database of chromosomal imbalance and phenotype in human using ensemble resources,DECIPHER）、人类基因组拷贝数变异多态性数据库（database of genomic variants,DGV）和内部数据库等明确CNV性质。

1.2.3随访

电话随访记录预产日期前后2周内的胎儿宫内超声有无异常、继续妊娠情况、分娩方式等，以及明确亲本溯源后携带者父母的表型。对选择继续妊娠的孕妇，定期电话追踪随访至新生儿出生后2岁，记录婴儿出生后的生长发育、语言表达方面等。

2、结果

2.1 18例16p13.11微重复SNP-array检测结果分析

共检出18例16p13.11微重复胎儿，片段大小为790 kb～2.8 Mb之间。18例16p13.11微重复区段涉及的蛋白编码基因共14个，其中包括已报道的OMIM基因NDE1、MYH11、ABCC1、XYLT1和ABCC6（详见图1）。除病例17外，其余17个病例最小重叠区达773 kb，为15.5～16.3 Mb区域，包含5个OMIM基因（MARF1、NED1、MYH11、CEP20、ABCC1）以及部分包含ABCC6基因。

2.2 16p13.11微重复胎儿超声表型、妊娠结局和追踪随访情况

18例胎儿中7例（38.9%,7/18）超声发现异常特征，其中心血管异常（单脐动脉、心脏结构畸形、永存左上腔静脉、室间隔缺损）5例（71.4%,5/7）、侧脑室增宽1例（14.3%,1/7）、马蹄足内翻1例（14.3%,1/7）（见表1）。对18例胎儿妊娠选择分析发现，3例（16.7%,3/18）（病例1、病例2和病例4）选择终止妊娠。病例1超声发现胎儿心脏结构畸形（图2A），病例2胎儿马蹄足内翻和室间隔缺失（图2B、图2C），病例3胎儿左侧脑室明显增宽且孕周偏小（图2D）。15例（83.3%,15/18）在对可能存在的风险进行遗传咨询后选择继续妊娠，除病例9新生儿右耳听力受损，病例14新生儿室间隔缺损外，其余新生儿生长发育未见异常。18病例中14例（77.8%,14/18）胎儿进行亲本来源验证，母源遗传6例，父源遗传各3例，新发变异5例。

图1 18例16p13.11微重复在片段大小及所含OMIM基因

注：一个条形图代表一个病例，病例号与表1相对应。虚线区域为除病例17外最小重复区域。

表1 18例16p13.11微重复病例的产前指征、SNP-array结果和妊娠结局

3、讨论

近年来，SNP-array技术已作为产前染色体微缺失微重复的一线检测手段，更多新的基因组疾病得以被发现。研究发现，16号染色体相关的微重复在临床上相对比较常见，因该基因座中富含低拷贝重复序列，增加了通过非等位同源重组拷贝数变异的可能性[7]，其中16p13.11区域重排的基因型表型的相关性尚未明确。

常见的16p13.11微重复的大小各不相同，但通常涉及14.7～16.3 Mb区域。本研究最小重叠区域为15.5～16.3 Mb，在上述的片段范围内，但未发现典型1.65 Mb大小的16p13.11微重复。16p13.11区域包含将近14个已知的蛋白编码基因，最小重叠区域中包含5个OMIM基因（MARF1、NED1、MYH11、CEP20、ABCC1）及部分ABCC6基因，与以往研究相似[1,8]。其中NED1基因（OMIM:609449）认为与神经认知关系较为密切，纯合变异可导致小头畸形、无脑回畸形及积水性无脑等[9]。MYH11基因（OMIM:160745）的突变认为与家族性胸主动脉瘤、平滑肌运动障碍及主动脉夹层相关，其杂合突变导致主动脉壁弹性严重降低[10]。ABCC1基因（OMIM:158343）的变异与耳聋密切相关，在维持内耳环境稳定方面发挥保护作用，其杂合错义突变可能引起79型常染色体显性耳聋[11]。以上基因处在16p13.11低拷贝重复区域，考虑这几个基因与16p13.11微重复出现的临床表型关系密切。从本研究结果来看，16p13.11与心血管异常相关性较大，可能与涉及的MYH11基因有关。有研究表明MYH11在具有先天性心脏病新生儿中存在高表达现象[12]，但更进一步分子机制尚且不清楚，仍需更深入的研究。

图2胎儿异常超声表型

表2 16p13.11微重复病例的临床表型以及以往研究的综合比较分析

16p13.11微重复的表型特征尚未达成共识。其外显率为8.43%(95%CI:5.17%～13.31%），研究发现该片段重复在正常人群与受神经发育症状影响的人群中的发生率并无显著差异[5]。但也有研究[6]认为可能与一些神经发育症状如智力低下、孤独症、语言发育迟缓等临床表型有关[4,5,6]。最近的1份报道显示[3],16p13.11微重复显著增加患心血管疾病的风险，此发现与本研究相近。在ClinGen数据库中该片段三倍剂量敏感值为2，致病证据不足，认为该片段重复更倾向于临床意义不明。本研究18例微重复病例中除病例1和病例2选择终止妊娠外，其余均选择继续妊娠。后续随访显示，选择继续妊娠胎儿出生结局良好，未出现明显异常。故而对于临床上出现16p13.11微重复胎儿，不可盲目选择引产，应结合亲本来源检测、家系分析等综合分析，以指导孕妇做出正确的妊娠选择。而16p13.11微缺失因该区域含有单倍剂量不足基因，临床上通常诊断为致病性CNV，被认为与神经认知发育障碍有关。Atli等[13]对1298例不明原因的智力残疾（ID）和（或）多种先天性异常的病例研究，发现在患者中出现16p13.11微缺失聚集现象。16p13.11微缺失由于遗传外显率、表现度等因素影响，临床表现程度差异较大，部分个体可无明显临床表现。本研究不足之处在于，研究中可收集到的随访数据主要为新生儿刚出生时以及出生后一段时间的情况，而许多16p13.11微重复症状主要出现在儿童、青少年时期，后续的随访中断使得难以更加深入分析片段的临床意义。

综上，16p13.11微重复胎儿超声表现主要为心血管异常，亚显微变异主要发生在15.5～16.3 Mb区域，主要涉及MARF1、NED1、MYH11、CEP20、ABCC1等5个基因。微重复片段为临床意义不明CNV，携带该片段胎儿倾向于选择继续妊娠且妊娠结局良好。对临床上出现16p13.11微重复胎儿，需要结合家系分析、分子检测等基因遗传组学进一步分析，明确基因与临床表型相关性，以指导孕妇科学妊娠。

文章来源:尹建中,郭岩芸.16p13.11微重复胎儿的临床诊断和分子遗传学分析[J].中国优生与遗传杂志,2023,31(10):2166-2170.