519 例颈部透明层增厚单胎胎儿的染色体拷贝数变异分析(附相关研究进展).docx
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1、目的探讨颈部透明层(NT)增厚与胎儿染色体拷贝数变异(CNV)的相关性。方法对519例孕11周13周+6产前超声检查提示NT增厚(NT厚度N3.0mm)的单胎胎儿行染色体微阵列分析(CMA),并对总染色体异常率(其中包含染色体数目异常及CNV)进行分析;根据NT厚度分为:3.0mmgNT厚度3.5mm、3.5mmgNT厚度4.0mm、4.0mmNT厚度5.0mm及NT厚度5.0mm,分别对染色体异常率进行分析。结果(1)总染色体异常率为25.6%(133/519),其中染色体数目异常率为21.2%(110/519),致病性CNV(pCNV)共16例,检出率为3.1%(16/519)(2)不同N
2、T厚度胎儿的染色体异常率、染色体数目异常率分别比较,差异均有统计学意义(P0.05)o(3)共检出16例pCNV,其中有3例涉及X染色体大片段缺失或重复,可能表现为44Turner综合征”症状;2例(例3和8)涉及18号染色体大片段缺失或重复,分别为“18P四体”嵌合体和8p缺失综合征;3例分别涉及2、5、11号染色体大片段缺失或重免;另8例pCNV则为亚显微结构水平的微缺失或微重复。结论胎儿染色体异常风险随NT厚度增加而增加,但PCNV与NT增厚的程度无明显相关性;涉及染色体片段性非整倍体异常的pCNV可能与NT增厚表型有关。讨论在产前遗传学病因诊断中染色体异常一直占据着很大的比例,其中以染
3、色体非整倍体异常(尤其是21三体)最为常见,此外还有传统染色体核型分析技术无法检测的染色体亚显微异常(如CNV等)。特别是有研究统计超声软指标NT增厚(3.5mm)与50多种遗传性疾病的高风险有关,涉及胎儿染色体异常、胎儿畸形、心脏缺陷、遗传综合征(如I:DiGeorge综合征、Noonan综合征、Smith-Lemli-Opitz综合征)等10-11。而在累及心脏、骨骼、中枢神经系统及泌尿生殖系统的胎儿超声异常中,PCNV比例为6%8%4o越来越多的研究应用CMA技术检测染色体亚显微异常以探讨产前超声异常与pCNV的对应关系。1.pCNV与NT增厚及增厚程度的相关性:1.eung等6对48例
4、NT增厚但染色体核型正常的胎儿,采用CMA技术(44K寡核甘酸芯片)检出PCNV共4例。Shaffer等12对2858例超声异常但染色体核型正常胎儿的基于微阵列的比较基因组杂交(arrayCGH)数据进行回顾性分析,在96例单纯性NT增厚胎儿中检出pCNV6例。而Huang等13采用CMA技术(60KFetalChipv2.0芯片)在215例染色体核型正常但NT增厚单胎胎儿中并未检测出PCNV,仅发现3例VOUS,LUnd等14报道,采用荧光定量PCR(QF-PCR)技术排除13、18、21、X及Y染色体非整倍异常后的94例NT增厚胎儿中,pCNV的检出率达12.8%。值得注意的是,Maya等
5、15通过对不同范围的NT厚度值进行分组统计发现,仅3.03.4mm组中检出有临床意义的CNV共11例(占6.5%),因此提出,对于早孕期NT厚度在3.03.4mm范围时CMA检测也应同样推荐;同时,该研究汇总相关的NT增厚研究中PCNV的检出率为0-15%.2019年,CiCatieHO等7最新报道的PCNV检出率为2.8%。另外,在加拿大的产前诊断指南中明确提出,当超声发现多种胎儿畸形或NT厚度N3.5mm时,应在常规快速染色体非整倍体筛查后进行CMA检测,以明确是否存在CNV16。这些研究及指南也提示,pCNV与NT增厚有一定的相关性,但由于目前关于NT与pCNV的研究报道较少,且研究例数
6、有限,所使用的检测平台分辨率不同,选取的NT厚度截断值不一,使得不同研究中PCNV的检出率差异较大。部分研究中NT厚度截断值及pCNV检出情况见表4。表4郃分NT增”研究中PCNV的检出率文*XTJeiJMttfCNVMRPCNV检出率(,)ICng等20ll334848.3Shaffer等g.2012M.0%6&3HtIalIg等m.201433215OOISd等“320153J94121X8MeytV15.2017308309.7Grahello等20193324972本研配.20203.0519163A在本研究中,4组不同范围的NT增厚单胎胎儿的总染色体异常率、染色体数目异常率均随NT厚
7、度增加而增加,而其中大部分为21三体(占11.6%),这也再次证实NT增厚与胎儿的染色体异常,尤其是染色体数目异常密切相关。基于我国国情,目前国内大部分的产前诊断机构以“NT厚度N30mm”作为截断值,在本研究中PCNV的检出率为3.1%,但同时本研究也统计了当NT厚度N3.5mm时PCNV的检出率为4.4%。另外,本研究4组不同程度NT增厚单胎胎儿pCNV检出率的差异无统计学意义,这也提示pCNV与NT增厚的程度无明显相关性。2 .16例pCNV的基因型-表型关系分析:为进一步探讨本研究中检出的pCNV是否与胎儿NT增厚表型有关,本研究对16例PCNV进行了遗传学分析。由于染色体异常是早孕期
8、胎儿NT增厚的常见的遗传学原因,尤其是染色体数目异常与NT增厚相关,并随NT增厚其风险增加。本研究组推测,下述涉及染色体片段性非整倍体异常(如单体及部分单体、三体及部分三体综合征)的PCNV(如涉及X、丫、18号或其他染色体)很可能与NT增厚表型有关。(I)例4、10和14:均检测出涉及X染色体大部分区域的缺失,可能表现为“Turner综合征”症状。(2)例5:检测出涉及Y染色体的结构异常,核型结果为mos45,X21/47,XYY3/46,XY76,提示可能存在另两种性染色体数目异常的细胞系。(3)例3和8:均涉及18号染色体异常,其中例3为18号染色体整个短臂发生嵌合重复,结合G显带染色体
9、核型分析结果,推测胎儿可能为“18P四体”嵌合体,“18P四体”(OMIM#614290)常表现为新生儿喂养困难、智力低下、生长迟缓及肌张力异常等;而例8为18号染色体18pll.21pll.32位置11.55Mb的大片段缺失,该缺失可导致18p缺失综合征(OMlM#146390),主要症状包括发育迟缓、智力低下、颅面部畸形等。(4)例11:检测出2号染色体2处染色体异常,其中在2p22.1-p25.3位置约39.4Mb的大片段重复可导致2p部分三体,常表现为智力障碍、特殊面容、先天性心脏病等发育异常17L(5)例13:核型结果为47,XN,+mar,CMA检测出分别涉及11号和22号的CNV
10、,其中Ilq23.3q25位置发生重复,片段大小约18.3Mb,同时22qll.lqll.21区域发生约3.4Mb重欠,这也提示标记染色体(mar染色体)来源于11号和22号染色体,IIq部分三体常表现为智力低下、生长发育迟缓、颅面部异常等18。(6)例1:核型结果为46,XN,der(4)t(4;5)(q35;q34),CMA检测发现2处染色体异常,4号染色体长臂末端4q35.1qter位置发生4.1Mb缺失,同时5号染色体长臂末端5q34qter位置发生20.6Mb大片段重复,部分5q重复可引起智力低下、发育迟缓、肌张力低下及先天性心脏异常等19,这也提示胎儿父母一方可能为4号和5号染色体
11、平衡易位携带者。此外,例15检测出的PCNV涉及16号染色体16q24.l-q24.2位置的F0XC2基因,检索OMlM数据库提示该基因与淋巴水肿-重睫综合征有关。例16检测出的pCNV涉及17号染色体短臂17pl3.1pl3.3区域,重复片段大小约5.4Mb,检索文献发现类似重叠区域的病例报道,其中1例17pl3.1-pl3.3区域重复的产前诊断胎儿表现为NT增厚(6.5mm)和宫内生长受限,提示该PCNV可能与NT增厚有关20。3 .与NT增厚尚无明显关联的PCNV的遗传咨询:本研究中,另外还有部分PCNV涉及16pll.2微重复综合征、lq21.1微重复综合征(神经发育性疾病易感位点)等
12、,这些PCNV主要与神经系统发育疾病相关。其中16plL2区域重匏可能导致神经发育障碍,如自闭症谱系障碍、精神分裂症、智力障碍、小头畸形及面部畸形等21,然而该区域重第或缺失在无症状携带者中也有发现,故可能存在外显率不全及表现度的差异。由于在胎儿中涉及神经发育的超声异常很难得到准确评估,也给这些CNV的遗传咨询带来了很大的难点和挑战7。另检出1例(例6)PCNV提示与单基因病X连锁鱼鳞病有关,孕妇自诉其有鱼鳞病家族史,且要求继续妊娠,故推测该PCNV与NT增厚并无相关性。目前,有关PCNV在胎儿期具体的基因型-表型研究较少,其与NT增厚表型是否有关仍未可知。综上所述,本研究对519例NT增厚(
13、N3.0mm)单胎胎儿的CNV进行了分析,证实染色体异常(尤其是染色体数目异常)在产前NT增厚的遗传学病因中占据着很大的比例,而检出的部分pCNV涉及染色体片段性非整倍体异常,可能与NT增厚表型有关,但pCNV与NT增厚程度之间并未发现明显的相关性。由于本研究PCNV的检出例数较少,结果可能存在偏倚,NT增厚与PCNV的基因型-表型关系有待进一步明确。附参考资料颈部透明层增厚胎儿中CMA技术检测拷贝数变异的分析目的探讨染色体微阵列分析(CMA)技术检测颈部透明层(NT)增厚胎儿拷贝数变异(CNV)的临床价值。方法第一医院行妊娠早期(11周13周+6)超声筛查的胎儿共19261例,其中超声提示N
14、T2.5mm且接受染色体核型分析及CMA检测的单胎胎儿IOl例(0.5%,101/19261)。最终纳入研究的IOl例胎儿,(1)根据是否合并其他超声异常,分为单纯组68例(67.3%)和合并其他异常组33例(32.7%);(2)根据NT值分为5组,2.52.9mm组(即临界性增厚)17例(16.8%),3.03.4mm组34例(33.7%),3.54.4mm组17例(16.8%),4.55.4mm组16例(15.8%),5.5mm组17例(16.8%)。不同NT值组胎儿间合并其他超声异常及染色体异常的发生率比较采用2检验。结果(1) IOl例胎儿的中位NT值为3.4mm(范围:2.58.5m
15、m)。(2)产前诊断结果:共32例(31.7%,32/101)胎儿的染色体核型异常,单纯组与合并异常组胎儿的染色体核型异常的发生率分别为20.6%(14/68)、54.5%(18/33)比较,差异有统计学意义(PCO.01)。69例(68.3%,69/101)染色体核型正常的胎儿中,CMA再检出3例(4.3%,3/69)含有致病性CNV,其NT值均3.0mm。染色体异常的35例胎儿中(包含核型异常及致病性CNV),16例(23.5%,16/68)为单纯组,19例(57.6%,19/33)为合并异常组,两组胎儿染色体异常的检出率比较,差异有统计学意义(P=O.OOl)0(3)不同NT值组胎儿:胎
16、儿NT值为2.52.9mm组、3.03.4mm组、3.54.4mm组、4.55.4mm组、5.5mm组孕妇的中位年龄分别为35岁(2439岁)、33岁(2346岁)、31岁(2146岁)、33岁(2141岁)、35岁(2143岁)。随NT值的增加,胎儿合并染色体异常的发生率逐渐升高,5组胎儿染色体异常的检出率比较,差异有统计学意义(P0.05)。结论母亲为高龄孕妇时,临界性NT增厚胎儿合并染色体核型异常的风险增高,但CMA未检出染色体核型正常的临界性NT增厚胎儿中的致病性CNVoCMA仅在染色体核型分析正常的NT增厚(NI3.0mm)胎儿中可进一步检出染色体微缺失和(或)微重第,但检出率相对较
17、低,同时也可检出临床意义不明的CNV。讨论一、胎儿NT增厚与染色体核型异常的关系关于胎儿NT增厚的截断值一直存在争议,目前国际公认超过第99百分位数(即3.5mm)时为NT增厚11。NT增厚胎儿染色体异常的发生率明显增高,为14.2%-19.8%12oNicolaides等口认为,NT值为3.08.0mm时,胎儿染色体异常的发生率为35%,而NT0.05)oNT值2.52.9mm组胎儿母亲的中位年龄高达35岁,推断临界性NT增厚胎儿染色体异常的发生率高,可能与近年来我国计划生育政策的调整导致高龄孕妇比例的显著增高有关;在高龄孕妇中应用临界性NT增厚2.5mm作为截断值,有助于提高妊娠早期胎儿染
18、色体异常的检出率。相关研究表明,联合多项超声软指标进行妊娠早期筛查更有利于提高染色体核型异常胎儿的检出率,降低假阳性率14。本研究显示,合并其他超声异常时,胎儿染色体异常的风险显著增高,且合并的超声异常以超声软指标异常为主。另外,有研究显示,当Nl3.5mm时,胎儿结构异常的发生率随NT值的增高上升,当NT6.5mm时胎儿结构异常的发生率可达45%。这些结构畸形包括心脏畸形、脐膨出、全前脑、体蒂异常、骨骼病变等,其中大多数严重的心脏结构畸形可在妊娠早期检出,即使不能作出特异性诊断,但可提示疾病114.在妊娠早期进行超声筛查时,不仅要仔细测量胎儿的NT值,还应观察多项超声软指标及胎儿的大体结构,
19、结合妊娠早期血清学筛查结果进行综合评估,以提高筛查的准确率。胎儿染色体核型异常的发生率随NT值的增加也上升。当NT值为研究胎儿的第95百分位数至3.4mm、3.54.4mm、4.55.4mm、5.56.4mm及N6.5mm时,胎儿染色体核型异常的发生率分别为10%、12%、33%、46%和58%12本研究的结果也显示,胎儿染色体异常的发生率随NT增厚而显著升高。Christiansen等15发现,NT增厚且染色体核型异常的胎儿中,21三体者占43.3%,18三体者占12.1%、13三体者占5.2%、TUmer综合征者占8.0%、三倍体者占3.5%。本研究中,18三体胎儿的中位NT值相对较高,其
20、他类型染色体非整倍体胎儿的中位NT值与该研究报道相近。二、胎儿NT增厚与CNV的关系近年来,CMA已被应用先天性畸形胎儿的产前诊断及胚胎发育机制研究中,CMA突破了传统染色体核型分析和荧光原位杂交技术的不足,可以检测到染色体核型分析检测不到的亚显微镜基因组CNV,提高了对已知疾病的检测水平及对未知染色体微缺失或微重复综合征的检出率,揭示了部分先天性畸形的主要遗传病因16。目前,关于CMA在染色体核型正常的NT增厚胎儿中的应用价值存在分歧,且不同研究对NT增厚的定义不同。在215例NT增厚(N3.5mm)胎儿中未检出致病性CNV6。而I项系统综述显示,CMA在染色体核型正常且NT增厚(绝大多数研
21、究采用3.5mm为截断值)的胎儿中,可进一步检出5.0%(2.0%8.0%)具有临床意义的染色体微缺失(或)微重复及1.0%MVOUS,推荐CMA作为NT增厚胎儿首选的遗传学检测技术,或作为染色体核型正常胎儿的进一步的检测技术6国内文献报道,在染色体核型正常的NT增厚(N3.0mm)胎儿中,CMA可再检出7.7%的致病性CNV,其中3例为单纯性NT增厚,VOUS约占2.6%,认为CMA可检出染色体核型分析难以检测到的染色体微缺失和(或)微重复,对产前咨询具有重要价值17。本研究显示,CMA可进一步检出3例(4.3%)致病性CNV,检出率与相关报道一致,且这些胎儿的NT值均3.0mmO因此,推荐
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