劉為 涂明 趙溜 羅真情 諶芳 楊永佳
作者單位:410007 湖南長沙,湖南省兒童醫(yī)院兒科醫(yī)學(xué)研究所
染色體病是指由于染色體結(jié)構(gòu)異常,數(shù)目改變,從而導(dǎo)致人體形態(tài)發(fā)育或器官功能出現(xiàn)異常的一類疾病,屬于先天性遺傳疾病。染色體病在臨床較多見,患者數(shù)約占所有遺傳性疾病患者的10%[1]。其中,絕大不分染色體病患兒在胚胎時(shí)期就發(fā)生夭折,但少數(shù)胎兒仍可成功發(fā)育并分娩存活。此類患兒在兒童期即會表現(xiàn)為身體和智力發(fā)育遠(yuǎn)滯后于正常兒童[2]。在臨床開展將染色體核型常規(guī)篩檢,具有重要意義,能及時(shí)發(fā)現(xiàn)兒童發(fā)育異常的原因。本研究回顧并分析2017年1月—2021年12月在湖南省兒童醫(yī)院進(jìn)行遺傳咨詢的3 142例兒童的臨床資料,歸納和總結(jié)了染色體異常種類及發(fā)生率,為指導(dǎo)患兒治療和優(yōu)生優(yōu)育提供依據(jù),現(xiàn)將結(jié)果報(bào)告如下。
1.1研究對象 收集2017年1月—2021年12月因特殊面容、精神運(yùn)動發(fā)育遲緩、智力低下、多發(fā)畸形、身材矮小、性器官發(fā)育異常及第二性征不發(fā)育等原因于本院就診并進(jìn)行遺傳咨詢的3 142例患兒的臨床資料,其中男性1 885例,女性1 257例;年齡5 d~16歲,平均(7.26±3.26)歲。
1.1.1納入標(biāo)準(zhǔn) ① 近1個(gè)月內(nèi)未接受過抗菌藥物、激素類藥物以及其他免疫抑制劑治療;② 臨床資料完善;③ 監(jiān)護(hù)人知情同意并簽署知情同意書。
1.1.2排除標(biāo)準(zhǔn) ① 合并感染性疾病患兒;② 合并惡性腫瘤患兒。
1.1.3倫理學(xué) 本研究符合醫(yī)學(xué)倫理學(xué)標(biāo)準(zhǔn),并經(jīng)本院倫理委員會審批(審批號:HCHLL-2022-116),所有檢測均獲得過患兒監(jiān)護(hù)人的知情同意。
1.2研究方法 采用外周血淋巴細(xì)胞培養(yǎng)-G顯帶-染色體核型分析法[3],采集咨詢兒童外周靜脈血2~3 mL,使用肝素鈉抗凝,接種于1640培養(yǎng)基中,充分晃勻后置于37 ℃、5%二氧化碳恒溫箱中培養(yǎng)72 h,加入10 mg/L秋水仙素0.1 mL,使細(xì)胞分裂終止在分裂中期。處理后的制片經(jīng)G顯帶染色處理,必要時(shí)增加C顯帶或N顯帶。應(yīng)用萊卡染色體核型掃描分析系統(tǒng),對每份標(biāo)本計(jì)數(shù)不少于30個(gè),選擇5個(gè)中期核型進(jìn)行分析,異常標(biāo)本計(jì)數(shù)到100個(gè),分析10個(gè)核型。根據(jù)人類細(xì)胞遺傳學(xué)國際命名體制(IS-CN2009)完成核型分析。
1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 所有數(shù)據(jù)采用SPSS 26.0軟件進(jìn)行分析。計(jì)數(shù)資料以百分比或率表示,兩組間比較采用χ2檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.12017—2021年異常染色體核型檢出率及變化趨勢 2017—2021年本院收治的3 142例遺傳咨詢受檢兒童中檢出異常染色體核型共416例,檢出率為13.24%,其中染色體數(shù)目異常286例,占所有染色體異常核型的68.75%;染色體結(jié)構(gòu)異常48例,占所有染色體異常核型的11.54%;染色體多態(tài)性82例,占所有染色體異常核型的19.71%。自2017年開始,異常核型檢出率逐年下降,且2017年異常核型檢出率明顯高于2021年,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。見表1,圖1。
表1 2017—2021年本院異常染色體核型檢出率比較
2.2染色體數(shù)目異常核型分類及占比 在416例染色體數(shù)目異常核型患兒中,21三體占比最高,共檢出299例,占71.88%;其次為45,X或45,X/46,XX(Y),共檢出98例,占23.56%。見表2。
表2 416例染色體數(shù)目異常核型分布及患兒臨床表現(xiàn)
2.3染色體結(jié)構(gòu)異常核型分類及占比 檢出染色體結(jié)構(gòu)異常的48例患兒中,X染色體結(jié)構(gòu)異常最常見,共檢出13例,占27.08%,其次為倒位,共檢出12例,占25.00%。見表3。
表3 48例染色體結(jié)構(gòu)異常核型分布及患兒臨床表現(xiàn)
2.4染色體多態(tài)性核型分類及占比 在82例染色體多態(tài)性患兒中,Yqh+/qh-最常見,共檢出44例,占比為53.66%;其次為1qh+,共檢出18例,占比為21.95%。見表4。
表4 82例染色體多態(tài)性核型分布及患兒臨床表現(xiàn)
染色體病是由染色體異?;蚧兯?,目前對兒童染色體核型分析的相關(guān)研究并不多見,不同研究中兒童染色體病的發(fā)生率也不同。李南[4]選擇2002—2011年275例0~14歲發(fā)育異?;純哼M(jìn)行染色體核型分析,結(jié)果顯示異常染色體核型檢出率為42.9%。王華先等[5]選擇2012—2013年408例1個(gè)月~14歲患兒進(jìn)行染色體核型分析,結(jié)果顯示異常染色體核型檢出率為36.52%。高曉鵬和楊穎[6]選擇2007—2020年6 285例患兒進(jìn)行染色體核型分析,結(jié)果顯示異常染色體核型檢出率為24.85%。本研究中2017—2021年進(jìn)行遺傳咨詢的3 142例患兒中,異常染色體核型檢出率為13.24%,低于上述研究,分析原因可能與入選患兒地區(qū)和年份差異有關(guān)。本研究顯示,兒童異常核型檢出率逐漸下降,表明隨著對優(yōu)生優(yōu)育和產(chǎn)前體檢的重視,染色體病發(fā)生率越來越低。
3.1染色體數(shù)目異常 染色體數(shù)目異常是人類最常見的遺傳異常,其在胚胎中的高發(fā)是導(dǎo)致著床失敗、流產(chǎn)和先天性出生缺陷的主要原因[7]。染色體數(shù)目異常核型主要有非整倍體、染色體鑲嵌等。導(dǎo)致非整倍體的機(jī)制大致有以下幾點(diǎn):① 非分離錯(cuò)誤(同源染色體或姐妹染色單體未能分離);② 過早分離(同源染色體或姐妹染色單體早期分離)。因此,配對實(shí)體之間正確運(yùn)作的凝聚裝置對保持整倍性至關(guān)重要。絕大多數(shù)(90%~99%)減數(shù)分裂錯(cuò)誤發(fā)生在母體減數(shù)分裂期[8],其中最近的研究表明,約50%~70%的減數(shù)分裂錯(cuò)誤源于減數(shù)分裂Ⅰ期,約30%~50%源于減數(shù)分裂Ⅱ期[9]。有研究對妊娠早期流產(chǎn)的2 564份胎兒組織樣本進(jìn)行細(xì)胞遺傳學(xué)分析,在49.5%的病例中檢測到異常核型。此外,約4%的死胎和約0.3% 的新生兒攜帶非整倍體[10]。
所有常染色體單體和大多數(shù)常染色體三體都是對胚胎致死的,例外的是13、18和21三體,攜帶者偶爾會出生,分別導(dǎo)致帕陶氏綜合征、愛德華茲綜合征和21三體綜合征。21三體綜合征患者可以存活到成年這一事實(shí)表明,僅具有異常的染色體拷貝數(shù)可能不會影響生存能力本身,而是位于受影響染色體中的基因的異常轉(zhuǎn)錄會影響發(fā)育[11]。由于21號染色體較小,包含的基因較少,這可能解釋了攜帶異常染色體細(xì)胞的長期存活。影響性染色體的非整倍體可能具有從無法檢測到嚴(yán)重或致命的一系列臨床影響,具體取決于受影響的拷貝數(shù)和染色體;47,XXX和47,XYY通常會表達(dá)為表型正常的女性和男性,45,X和 47,XXY會導(dǎo)致先天性卵巢發(fā)育不全綜合征和先天性曲細(xì)精管發(fā)育不全綜合征,但 X染色體是必要的,因?yàn)槠淙笔?dǎo)致胚胎死亡。胚胎中缺少一整套染色體(單倍體),或存在額外的染色體組(多倍體),與人類生命不相容[12]。
染色體嵌合的定義是具有兩種(或更多)不同染色體構(gòu)成的細(xì)胞共存。在植入前非整倍體檢測(preimplantation genetic testing for aneuploidy,PGT-A)的背景下,最相關(guān)的類型是整倍體和非整倍體細(xì)胞的混合[13]。鑲嵌現(xiàn)象起源于合子后發(fā)育過程中的有絲分裂事件。導(dǎo)致嵌合體最典型的有絲分裂錯(cuò)誤類型是姐妹染色單體錯(cuò)誤分離[14],后期滯后主要導(dǎo)致一個(gè)正常和一個(gè)單體子細(xì)胞,形成互惠的三體和單體子細(xì)胞,造成嵌合體的其他類型的有絲分裂錯(cuò)誤是核內(nèi)復(fù)制(二倍體細(xì)胞通過染色體的過度復(fù)制而變成三體)、微核的形成(獨(dú)立的核膜包裹的染色體材料的異常建立)和影響染色單體分離的中心粒/中心體失調(diào)[15]。邱惠國等[16]選擇廈門地區(qū)342例存在出生缺陷或者發(fā)育異常的兒童染色體進(jìn)行核型分析,發(fā)現(xiàn)21三體及嵌合體占染色體數(shù)目異常的66.33%。韓寧等[17]研究廣州地區(qū)2 583例遺傳咨詢兒童,檢測到21三體及嵌合體核型占染色體數(shù)目異常的比例為58.11%。本研究檢測出21三體及嵌合體核型占染色體數(shù)目異常的比例為71.88%,略高于上述研究。
3.2.染色體結(jié)構(gòu)異常 染色體結(jié)構(gòu)異常包括平衡易位、插入、倒位、缺失、重復(fù)、inv(Y)、環(huán)狀染色體和X 染色體結(jié)構(gòu)異常等。其中平衡易位、插入、倒位、缺失是改變?nèi)旧w片段自然順序但不改變拷貝數(shù)的異常。這種異常的攜帶者通常是無癥狀的,但減數(shù)分裂時(shí)的重組和分選會在卵子和精子中產(chǎn)生染色體拷貝數(shù)異常,會導(dǎo)致生育問題,增加流產(chǎn)的可能性,并增加產(chǎn)生身體和精神殘疾后代的概率[18]。本研究中,平衡易位、倒位、缺失、重復(fù)核型共檢出35例,占所有染色體結(jié)構(gòu)異?;純旱?2.92%。其中又以倒位所占比例最高,占所有結(jié)構(gòu)異常染色體的25%。由于倒位只是染色體斷裂且中間片段180°翻轉(zhuǎn),一般不存在遺傳物質(zhì)丟失現(xiàn)象,因此可不出現(xiàn)癥狀。但若斷裂點(diǎn)正好處于結(jié)構(gòu)基因區(qū),患兒則會表現(xiàn)出相應(yīng)的癥狀[19]。有研究顯示,如果斷裂點(diǎn)存在于9號染色體,患兒往往會出現(xiàn)發(fā)育遲緩癥狀[20]。本研究中除有9號染色體斷裂外,還有1號染色體斷裂,患兒主要表現(xiàn)為智力低下和發(fā)育遲緩。性染色體異常的主要原因是在親代配子形成過程中出現(xiàn)的X染色體延遲復(fù)制,性染色體不分離,絲粒在拉力作用下出現(xiàn)橫向斷裂,最終表現(xiàn)為只有長臂復(fù)制,短臂丟失,造成患兒出現(xiàn)典型的身材矮小、第二性征發(fā)育異常、性腺呈索條狀等特征。本研究表明,該現(xiàn)象在所有染色體結(jié)構(gòu)異?;純褐姓急茸罡?,為27.08%,患兒癥狀為發(fā)育遲緩、第二性征不發(fā)育。
3.3染色體多態(tài)性 染色體多態(tài)性為染色體片段的大小或染色的差異,包括異染色質(zhì)和編碼rRNA的核仁組織區(qū)的變異,主要表現(xiàn)為同源染色體大小形態(tài)、帶紋寬窄或著色強(qiáng)度等方面的變異,主要包括D/G組染色體隨體區(qū)變異(如隨體區(qū)增大,雙隨體),Y染色體的異染色質(zhì)區(qū)增加以及1、9、16號染色體副縊痕增加或缺失等[21]。染色體多態(tài)性通常被歸類為染色體的平衡重排,在許多研究中已被證明具有臨床意義,其中大多數(shù)研究顯示,在不育患者中多態(tài)性變異的頻率增加[22-23]。雖然早期研究表明,對表型沒有影響的染色體多態(tài)性被認(rèn)為是“無害的”,沒有臨床意義,然而越來越多的證據(jù)顯示,染色體變異可能與不良的生殖后果、復(fù)發(fā)性妊娠丟失、生殖失敗或不孕有關(guān)[24-25]。本研究結(jié)果顯示,異常染色體患兒主要染色體多態(tài)性核型為Yqh+/qh-,表現(xiàn)為多動和小陰莖。
綜上所述,兒童遺傳咨詢?nèi)旧w異常的發(fā)生率較高,因此對于出現(xiàn)發(fā)育遲緩、智力低下、生殖發(fā)育異常等的兒童,應(yīng)盡可能進(jìn)行遺傳咨詢,有助于及早發(fā)現(xiàn)染色體異常。
利益沖突作者聲明不存在利益沖突