李燕青,陳耿波,江矞穎,王俊育,傅婉玉

(福建省泉州市婦幼保健院 兒童醫(yī)院產(chǎn)前診斷中心,泉州 362000)

染色體Xp22.33和Yp11.32短臂末端的擬常染色體異常是導(dǎo)致身材矮小的最常見原因之一[1]。SHOX基因位于性染色體X和Y染色體短臂的末端(Xp22.33或Ypll.3)擬常染色體區(qū)域內(nèi),該基因是Rao等[2]于1997年首次克隆并定位的,包含6個外顯子,全長35Kb,其中完全編碼序列為879bp。SHOX基因在X和Y染色體上均有表達(dá),自人胚胎12周開始,在發(fā)育中的肢體生長軟骨板處表達(dá),主要在肥大或凋亡的軟骨細(xì)胞上廣泛表達(dá),尤其是尺骨、橈骨、腕骨、脛骨、腓骨遠(yuǎn)端骨骺[3-4]。本文通過分析8例Xp22.33區(qū)段拷貝數(shù)異常的胎兒,為臨床遺傳咨詢提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧分析2017年1月1日至2021年7月31日于福建省泉州市婦幼保健院產(chǎn)前診斷中心行羊水染色體核型及單核苷酸多態(tài)性微陣列(single nucleotide polymorphism array,SNP-array)檢查的8例涉及Xp22.33拷貝數(shù)異常胎兒。患者均因以下高危因素,包括胎兒超聲結(jié)構(gòu)異常、胎兒超聲軟指標(biāo)異常、孕婦高齡、唐篩高風(fēng)險等行產(chǎn)前診斷。孕婦在檢測前均充分知情并簽署知情同意書。

1.2 細(xì)胞培養(yǎng)及染色體核型分析 超聲引導(dǎo)下行羊膜腔穿刺術(shù),抽取羊水30mL。20mL羊水用于細(xì)胞培養(yǎng),羊水培養(yǎng)進(jìn)行細(xì)胞收獲、染色體制備、染色,行核型分析。羊水細(xì)胞共計數(shù)可分析核型30個,分析5個核型。染色體的命名依據(jù)人類細(xì)胞遺傳學(xué)國際命名體制標(biāo)準(zhǔn)(ISCN 2020)。

1.3 SNP-array檢測 10mL羊水及夫妻雙方外周血各3mL送至第三方檢測公司(北京貝康醫(yī)學(xué)檢驗所)采用AffymetrixCytoScan 750K芯片進(jìn)行SNP-array檢測。按試劑盒說明書,提取羊水細(xì)胞基因組DNA,經(jīng)稀釋消化、擴增、純化,將芯片上的探針與用生物素進(jìn)行標(biāo)記后的相應(yīng)待測片段進(jìn)行雜交、洗滌、結(jié)合染色后放入Affymetrix公司GeneChip掃描儀掃描,采用Chromosome Analysis Suite(ChAS)v4.0軟件對掃描檢測熒光信號進(jìn)行分析。根據(jù)ACMG指南,通過查詢DGV、OMIM、Pubmed、DECIPHER以及UCSC數(shù)據(jù)庫對拷貝數(shù)變異(copy number variants,CNVs)的臨床意義進(jìn)行分析。

1.4 熒光原位雜交技術(shù)(fluorescence in situ hybridization,FISH) 將夫妻雙方外周血樣本送第三方檢測公司(北京貝康醫(yī)學(xué)檢驗所),采用STS/DXZ1和4pter/4qter探針及XYpter/XYqter探針結(jié)合DAPI顯帶分析。將熒光素標(biāo)記的探針與組織、細(xì)胞核或染色體DNA進(jìn)行雜交,對細(xì)胞中待測核酸進(jìn)行定性、定位及定量后采用相應(yīng)探針進(jìn)行定位檢測,與患者中期分裂相進(jìn)行熒光原位雜交(FISH)。

2 染色體檢查結(jié)果及家系驗證情況

2.1 染色體核型結(jié)果 例1胎兒46,X,der(X)t(X;4)(p21.3;q28.2),孕婦及其母親為46,X,der(X)t(X;4)(p21.3;q28.2),見圖1A、B;孕婦父親及丈夫染色體核型為46,XY。例2胎兒46,X,der(X)t(X;Y)(p22.3;q11.2),見圖1C,孕婦外院染色體核型46,X,add(X)(p22.3),丈夫染色體核型46,XY,孕婦父親已去世未驗證;孕婦母親外周血核型:46,XX,21pstk+,姐姐46,XX,弟弟46,XY。例3胎兒46,der(X)ins(X;Y)(p22.3;q11.21)dn,見圖1D,孕婦及丈夫染色體核型未見異常。例4～8胎兒染色體核型均未見明顯異常。見表1。

圖1 染色體核型結(jié)果A:例1孕婦;B:例1胎兒;C:例2胎兒;D:例3胎兒。箭頭示衍生X染色體

表1 8例Xp22.33拷貝數(shù)異常染色體核型及SNP-array情況

2.2 SNP-array結(jié)果 (1)例1為女性胎兒,X染色體Xp22.33p21.3區(qū)段存在27.0Mb片段的雜合缺失,內(nèi)含SHOX[312865]、STS[300747]等117個OMIM基因;胎兒4號染色體4q28.2q35.2區(qū)段存在61.8Mb片段的重復(fù),內(nèi)含TLL1[606742]、VEGFC[601528]等139個OMIM基因;孕婦外周血SNP-array結(jié)果為X染色體Xp22.33p21.3區(qū)段存在27.0Mb片段的缺失并4號染色體4q28.2q35.2區(qū)段存在61.8Mb片段的重復(fù)。丈夫外周血SNP-array未見異常。見表1。(2)例2胎兒X染色體Xp22.33p22.31區(qū)段存在8.3Mb片段的雜合缺失,內(nèi)含SHOX[312865]、STS[300747]等41個OMIM基因;胎兒存在Y染色體Yq11.221q11.23區(qū)段12.7Mb的片段,內(nèi)含CDY1[400016]、CDY2A[400018]、DAZ1[400003]、DAZ3[400027]、DAZ2[400026]等26個OMIM基因。孕婦外周血SNP-array結(jié)果為X染色體Xp22.33p22.31區(qū)段存在8.3Mb片段的缺失并存在Y染色體Yq11.221q11.23區(qū)段12.7Mb的片段。(3)例3為女性胎兒,X染色體Xp22.33區(qū)段存在2.5Mb片段的雜合缺失,內(nèi)含SHOX[312865]等24個OMIM基因;胎兒存在Y染色體Yq11.21q11.23區(qū)段14.2Mb的片段,內(nèi)含CDY1[400016]、CDY2A[400018]、DAZ1[400003]、DAZ3[400027]、DAZ2[400026]等29個OMIM基因。(4)例4為女性胎兒,X染色體Xp22.33區(qū)段存在1.5Mb片段的雜合缺失,內(nèi)含SHOX[312865]等16個OMIM基因。丈夫外周血SNP-array結(jié)果為性染色體擬常染色體區(qū)域存在1.5Mb片段缺失,見圖2A、B;孕婦外周血SNP-array未見異常。(5)例5胎兒X染色體Xp22.33區(qū)段存在693.9kb片段的雜合缺失,內(nèi)含SHOX[312865]基因。(6)例6胎兒X染色體Xp22.33區(qū)段存在941.2kb片段的雜合缺失,內(nèi)含SHOX[312865]等6個OMIM基因。(7)例7為男性胎兒,性染色體擬常染色體區(qū)域(pseudoautosomal region)存在203kb片段重復(fù),內(nèi)含SHOX/SHOXY[312865,400020]基因。(8)例8為女性胎兒,X染色體Xp22.33區(qū)段存在832.7kb片段的重復(fù),內(nèi)含CSF2RA[306250]等11個OMIM基因;胎兒在16號染色體16p13.11p12.3區(qū)段存在3.0Mb片段缺失,內(nèi)含NDE1[609449]、ABCC6[603234]、MYH11[160745]等8個OMIM基因。胎兒的兩條14號染色體均為來自父母一方的UPD。

圖2 例4 SNP-array圖A:胎兒,紅色標(biāo)識提示Xp22.33區(qū)段1.5Mb雜合缺失;B:丈夫,紅色標(biāo)識提示性染色體擬常染色體區(qū)域存在1.5Mb缺失

2.3 FISH結(jié)果 例1孕婦外周血FISH結(jié)果為ish der(X)t(X;4)(DXZ1+,STS-,4q+),即患者攜帶一條X染色體短臂末端片段與4號染色體長臂末端片段易位而形成的異常衍生X染色體。例4的FISH結(jié)果顯示,丈夫46,X,der(Y).ish del(Y)(p11.3)(XYp-,XYq+)[20],提示為XYpter探針位點片段缺失的攜帶者;妻子檢測結(jié)果未發(fā)現(xiàn)異常。見圖3。

圖3 例4外周血FISH檢查A:孕婦,查未見異常;B丈夫,箭頭示Y染色體末端缺失

2.4 妊娠結(jié)局 例1于2020年12月5日分娩一女,電話隨訪家屬自述胎兒出生后發(fā)育與同齡兒相符。例2于2022年11月15日剖宮產(chǎn)一女,出生身長49cm,出生后4個月身長62cm,體重6.5kg。例4于2021年6月28日順娩一女,出生身長50cm,隨訪時間23個月,身高83cm;長子于2018年11月出生,目前95cm,體重15kg。例5選擇繼續(xù)妊娠,電話隨訪家屬自述目前女嬰8個月齡,發(fā)育與同齡兒相符。例6羊水穿刺術(shù)后11d因胎膜早破宮內(nèi)感染引產(chǎn)一女,外觀未見明顯異常。例3孕26周引產(chǎn)一女,例7孕23+5周引產(chǎn)一男,例8孕23+3周引產(chǎn)一女,外觀均未見明顯異常。

3 討 論

本研究中8個病例均涉及SHOX基因的缺失或重復(fù),SHOX基因是位于X染色體短臂(Xp)和Y染色體短臂(Yp)的同源基因,在擬常染色體顯性遺傳中遵循常染色體顯性遺傳規(guī)律。因此,導(dǎo)致SHOX缺陷的致病性變異可能位于受影響男性的X或Y染色體,或受影響女性的X染色體任一條[5]。例4丈夫經(jīng)FISH驗證確認(rèn)為del(Y)(p11.3),但其所生育的一兒一女均存在性染色體擬常染色體區(qū)域的微缺失,考慮與精母細(xì)胞減數(shù)分裂時X/Y染色體同源區(qū)域發(fā)生配對、斷裂、交換有關(guān)[6-7]。研究表明[8],女性rec(X)表型中,身材矮小通常見于del(Xp),而卵巢功能衰竭常見于del(Xq)。SHOX基因為單倍劑量不足敏感基因,其突變/缺失與擬常染色體顯性遺傳的Leri-Weill軟骨骨生成障礙(Leri-Weilldyschondrosteosis,LWD)疾病相關(guān),臨床表型包括不同程度的身材矮小,肢體中部不規(guī)則縮短,馬德隆畸形等[9-10]。本文中例1孕婦及其母親、例2孕婦、例4丈夫均表現(xiàn)為矮小身材,這可能與SHOX基因單倍劑量不足有關(guān)。研究報道,SHOX單倍劑量不足胎兒的產(chǎn)前表型并不表現(xiàn)出嚴(yán)重的短肢畸形,患兒平均出生身長與正常兒童僅略有減少,嬰兒期及青春期的生長障礙導(dǎo)致身材矮小[5]。SHOX缺失/突變在不明原因矮小兒童的檢出率為6%～22%,引起矮小癥狀即使在同一個家族中,表型也是高度可變的[11]。本研究中例4嬰兒目前身高約第15百分位、長子身高小于第3百分位,但例1、2、5胎兒出生及嬰兒期身高均在正常范圍,這也驗證了患者矮小癥狀的高度可變。文獻(xiàn)報道[12-13],SHOX缺陷的外顯率很高,但其臨床表現(xiàn)差異很大,隨著年齡增長更加明顯,LWD通常發(fā)生于兒童中晚期。因此,建議對例1、2、5患兒生長發(fā)育定期隨訪觀察。對于SHOX缺陷性矮小的青春期前兒童,應(yīng)提供重組人生長激素(rhGH療法),治療效果可使最終身高增加7～10cm[5],因此建議密切監(jiān)測SHOX缺陷患兒的生長發(fā)育。

本文中例2、3胎兒均存在Xp及Yq染色體的相互易位。具有X:Y易位的女性通常身材矮小,智力和生殖功能正常,但有些可能表現(xiàn)出輕度智力障礙,具有相同核型的男性有多種先天性異常,包括身材矮小,斜視和扁平鼻梁、魚鱗病、輕度智力低下、軟骨發(fā)育不良、癲癇和隱睪[14-15]。例2、3在Y染色體Yq11.221q11.23區(qū)段存在重復(fù),已有小于和相似片段的重復(fù)與發(fā)育遲緩(nsv533829,Pathogenic),輕度智力障礙(nsv533955,Uncertainsignificance),癲癇發(fā)作(nsv491926,Uncertainsignificance)等臨床表型相關(guān)的病例報道。但蔡嬋慧等[16]認(rèn)為,衍生的Yq主要為沒有編碼基因的異染色質(zhì)區(qū),其長度變化與表型無關(guān),Xp;Yq易位患者表型主要來自Xp缺失的影響。女性患者比男性患者癥狀輕,可能是由于重復(fù)的Yq染色體區(qū)域基因補償了缺失的同源的Xp區(qū)域的基因,也可能與X染色體的失活機制有關(guān),在少數(shù)X與Y易位的女性患者中,存在衍生的X染色體優(yōu)先失活偏倚的X失活機制[16-17]。經(jīng)遺傳咨詢,例2孕婦及家屬選擇繼續(xù)妊娠,再次妊娠可建議行PGT助孕。例3胎兒的衍生X染色體為新發(fā)突變,孕婦及家屬選擇終止妊娠。

Xp21.3p22.3也包含STS基因,與X連鎖魚鱗病有關(guān)[18]。研究表明,女性攜帶者很少表現(xiàn)出皮膚表型,而受影響的男性通常在出生時或出生后不久出現(xiàn)全身脫皮或過度的新生兒脫屑[19]。本文中例1孕婦及其母親、例2孕婦均為STS基因缺失攜帶者,但未出現(xiàn)皮膚異常,與研究相符。4q部分三體可能導(dǎo)致嚴(yán)重的臨床表型:生長遲緩、精神發(fā)育遲緩、腎臟畸形、小頭畸形、尿道下裂、面部不對稱、拇指異常、聽力障礙、癲癇和先天性心臟缺陷等[20-21]。4q35區(qū)域可能涉及小頭畸形的發(fā)展以及嚴(yán)重的智力障礙和發(fā)育遲緩[22-23]。本文中例1孕婦及其母親同時在4q28.2q35.2區(qū)段存在大片段重復(fù),但除身材矮小外,均未出現(xiàn)嚴(yán)重的臨床表型,推測可能與衍生染色體上的4q部分三體同時失活有關(guān)。

有研究報道,在馬蹄內(nèi)翻足、發(fā)育遲緩等臨床表型的患者中檢測到累及SHOX基因的拷貝數(shù)重復(fù)片段[24],但也有Xp22.33片段重復(fù)而無臨床表型的病例報道[25]。經(jīng)遺傳咨詢后,例7孕婦及家屬選擇終止妊娠并拒絕驗證;例8因同時存在14號染色體UPD及16號染色體微缺失選擇終止妊娠。母源的14號染色體UPD可導(dǎo)致Temple綜合征(Temple syndrome),臨床表型包括不同程度的身材矮小、胎兒宮內(nèi)發(fā)育遲緩、面容異常、低出生體重等[26];父源的14號染色體UPD可導(dǎo)致Kagami-Ogata綜合征(Kagami-Ogata syndrome),臨床表型包括骨骼發(fā)育異常、關(guān)節(jié)攣縮、面容異常、發(fā)育遲緩、智力障礙等[27]。16p13.11區(qū)段的缺失與不同程度的智力障礙、小頭畸形、癲癇等臨床表型相關(guān)[28]。但Cai等[29]認(rèn)為,該片段缺失胎兒生后健康狀況良好,建議結(jié)合超聲表型、家系分析等各方面綜合判段。

綜上所述,X染色體短臂Xp22.33區(qū)段的缺失胎兒產(chǎn)前缺乏明顯表型特征,出生后主要表型為身材矮小,而且臨床表現(xiàn)差異很大,與生長曲線相關(guān),在生長速度越快的年齡,身高落后更明顯,這給產(chǎn)前遺傳咨詢帶來了很大的挑戰(zhàn)。SNP-array檢測可明確染色體拷貝數(shù)異常的斷裂點及微缺失/微重復(fù)片段的大小,從基因水平指導(dǎo)生育,為產(chǎn)前遺傳咨詢提供依據(jù),并為出生后患兒身高管理提供治療依據(jù)。