劉 敏 曾 靜 曾 云 吳麗芳
1.廣東省惠州市第二婦幼保健院婦產(chǎn)科,廣東惠州 516008;2.廣東省惠州市第二婦幼保健院超聲科,廣東惠州 516008;3.廣東省惠州市第二婦幼保健院分子實驗室,廣東惠州 516008
頸項透明層(nuchal translucency,NT)是妊娠11~13+6周時超聲下顯示的胎兒頸后部皮下的液體生理性積聚,是胎兒非整倍體染色體畸形的敏感性指標[1]。目前臨床傳統(tǒng)的染色體核型分析技術僅能檢出非整倍體染色體數(shù)目及較大片段(>10 Mb)的結構異常,在核型分析顯示正常的NT增厚胎兒中,仍有少部分胎兒出現(xiàn)各種結構畸形和遺傳綜合征等不良預后[2]。染色體微陣列技術(chromosome microarray analysis,CMA)相比傳統(tǒng)核型分析具有分辨率高,能檢出>100 kb的拷貝數(shù)變異(copy number variants,CNVs)的優(yōu)勢[3]。本研究旨在探討CMA檢測在NT增厚胎兒中的應用價值,為臨床遺傳咨詢提供依據(jù)。
選取2018年9月至2020年8月惠州市第二婦幼保健院妊娠早期行超聲篩查顯示NT≥2.5 mm胎兒203例,均行介入性產(chǎn)前診斷(絨毛/羊水取材術),獲取胎兒標本,同時行染色體核型分析及CMA檢測。納入標準:①孕11~13+6周;②單胎妊娠;③均進行遺傳咨詢并簽署知情同意書,排除夫妻雙方本身合并染色體異常疾病。本研究獲得醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準。依據(jù)文獻[4]對孕11~13+6周早孕期胎兒超聲篩查進行規(guī)范化操作及儲存圖像,測量胎兒NT值3次以上,記錄NT最大值,以NT≥2.5 mm定義為異常增厚,并按照不同胎兒NT厚度分為四組,2.5~2.9 mm組、3.0~3.9 mm組、4.0~4.9 mm組及≥5.0 mm組。
1.2.1 樣本采集 對NT增厚的胎兒在超聲儀(三星麥迪有限公司,型號:WS80A)引導下進行胎兒組織物取材術,并將胎兒組織標本,放置于4℃冰箱中保存待檢。
1.2.2 DNA提取 取得胎兒組織物標本后,經(jīng)規(guī)范處理,使用全基因組DNA提取試劑盒(廣州碩恒生物科技有限公司,品牌:Qiagen,生產(chǎn)批號:163011552)提取DNA,紫外分光度計(NanoDrop公司,型號:ND-1000)測定所提取DNA的濃度和純度。
1.2.3 染色體核型分析 取胎兒樣本,離心出干凈的絨毛標本,接種于培養(yǎng)基瓶中常規(guī)培養(yǎng)觀察,收獲標本進行常規(guī)制片,80℃烤6 h,采用G顯帶,顯微鏡下觀察30個中期分裂相,兩線鏡下各分析5個染色體核型,嵌合體以加倍計數(shù)分析。
1.2.4 CMA檢測 根據(jù)提供的基因芯片(Affymetrix公司,型號:CYTOSCAN 750k)標準實驗操作流程對所提取的全基因組DNA進行處理。具體操作流程是基因組DNA酶切消化、連接、聚合酶鏈式反應擴增、純化定量分析、片段化、標記,芯片雜交、洗滌、染色與掃描芯片。根據(jù)CMA檢測結果參考常用國際公共數(shù)據(jù)庫,如基因變異的數(shù)據(jù)庫(Database of Genomic Variants,DGV)及本實驗室內(nèi)部數(shù)據(jù)庫,對CNVs的性質(zhì)進行判斷。
觀察傳統(tǒng)染色體核型分析及CMA檢測NT增厚胎兒合并結構畸形類型及其檢出率的差異性,并比較不同NT值分組間采用CMA檢測致病性CNVs病例均數(shù)。檢測結果出現(xiàn)以下情況時均可判斷為致病性CNVs:該CNVs片段與DECIPHER數(shù)據(jù)庫中已知的微缺失/微重復綜合征區(qū)域相重疊;該片段遺傳自有相同表型的親代;臨床意義不明確的CNVs(variant s of uncertain significance,VOUS):已知國際在線數(shù)據(jù)庫(如DGV,DECIPHER,ISCA等)中未找到重疊片段;片段內(nèi)含有功能尚不明確的基因。
應用SPSS 21.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,計數(shù)資料用百分比表示,采用χ2檢驗,P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
傳統(tǒng)核型分析檢出染色體異常70例(34.98%),CMA檢測發(fā)現(xiàn)77例染色體異常,檢出率為37.93%,且額外檢出致病性CNVs共7例,見表1。
表1 染色體核型分析及CMA檢測結果比較(n=203)
2.5~2.9 mm組共檢出6例(16.22%)異常;3.0~3.9 mm組共檢出17例(22.67%)異常,其中2例致病性CNVs;4.0~4.9 mm組共檢出19例(40.43%)異常,其中2例致病性CNVs;≥5.0 mm組共檢出35例(79.55%)異常,其中1例致病性CNVs,2例為VOUS。另外,隨著NT值的增加,胎兒染色體異常發(fā)生率也隨之增加,差異有統(tǒng)計學意義(χ2=47.322,P=0.000),見表 2。
表2 不同NT值分組CMA檢測結果分析
7例染色體核型正常的胎兒經(jīng)CMA檢測檢出的CNVs具有致病性,其中4例有微缺失綜合征,3例微重復綜合征,與傳統(tǒng)染色體核型分析檢測結果比較,CMA檢測的檢出率提高了3.45%(7/203),見表3。
表3 7例核型分析正常而CMA檢測異常結果分析
染色體異常通常指染色體的數(shù)目及結構異常,是導致胎兒出生缺陷的主要原因,且其除了伴發(fā)多系統(tǒng)畸形外和智力障礙外,致殘率及致死率均高,給社會和家庭帶來了極大的精神和經(jīng)濟負擔[5-6]。隨著臨床技術的研究發(fā)展,CMA因其具有提高染色體檢出率顯著優(yōu)勢被廣泛應用于產(chǎn)前診斷中,CMA對NT增厚但染色體正常的胎兒進行CNVs判斷,所獲得具有臨床意義的染色體微缺失/微重復檢出率達7.7%~8.3%[7]。
本研究對孕早期NT增厚的胎兒進行傳統(tǒng)的染色體核型分析,染色體異常的檢出率為34.98%,主要包括染色體數(shù)目異常及少部分結構畸變等。但對NT增厚胎兒進一步行CMA檢測,額外檢出7例致病性染色體異常。在核型分析顯示染色體正常的胎兒中,可能隱藏著亞顯微結構的基因突變或基因CNVs,這往往與染色體微結構異?;蜻z傳綜合征相關[8]。而CMA針對產(chǎn)前超聲檢查發(fā)現(xiàn)胎兒結構異常的情況的檢測具有顯著診斷作用,其能夠檢測出傳統(tǒng)染色體核型分析無法檢測的CNVs和單親二倍體等[9]。關于NT值與胎兒CNVs的相關性,劉偉明[10]的研究顯示,隨著NT厚度的增加,CNVs發(fā)生率也隨之增高。在本研究中,不同NT值分組間CMA檢測染色體異常的發(fā)生率也明顯升高,因此認為NT增厚胎兒與胎兒染色體異常的發(fā)生率呈明顯的正相關。此外,本研究通過CMA額外檢出7例染色體微缺失/微重復,其片段大小介于 0.256 ~3.181 Mb,其中6例為致病性CNV,2例為VOUS。在不同NT值組中,CMA的檢出率高于傳統(tǒng)核型分析的3.45%,主要由于CMA可檢測傳統(tǒng)核型分析難以識別的亞顯微結構異常[11-12]。CMA作為最常用的臨床遺傳學診斷工具之一,在產(chǎn)前診斷的應用中,相比較于傳統(tǒng)的核型分析,其具有不可替代的重要性[13]。CMA的特點是在全基因組范圍內(nèi)高分辨檢測,尤其針對染色體的CNVs可進行精準檢測,可檢出傳統(tǒng)染色體核型分析所發(fā)現(xiàn)大部分異常及較小片段的微缺失/微重復,具有高分辨率、高通量、高自動化檢測的優(yōu)勢[14-15]。CMA技術在NT增厚的應用中,能夠檢出更多具有臨床意義的致病性疾病,在產(chǎn)前診斷標準檢測中具有可行性的重要意義。
綜上,胎兒NT增厚與染色體異常密切相關,CMA技術能檢測傳統(tǒng)核型分析無法識別的染色體微缺失/微重復,提高染色體疾病的檢出率,為產(chǎn)前診斷和遺傳咨詢指導提供依據(jù)。