不孕不育患者染色體核型分析

黃　鑫, 張　磊, 郭云霄, 趙躍然*

1. 山東省醫學科學院基礎醫學研究所，濟南　250000 2. 濟南大學 山東省醫學科學院醫學與生命科學學院，濟南　250000 3. 聊城市東昌府區婦幼保健院，聊城市產前診斷中心，聊城　252000

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·論著·

不孕不育患者染色體核型分析

黃鑫1,2, 張磊3, 郭云霄3, 趙躍然1,2*

1. 山東省醫學科學院基礎醫學研究所，濟南250000 2. 濟南大學 山東省醫學科學院醫學與生命科學學院，濟南250000 3. 聊城市東昌府區婦幼保健院，聊城市產前診斷中心，聊城252000

目的： 分析與不孕不育患者染色體核型，為臨床不孕不育癥的預防及治療提供參考。方法： 采集743例不孕不育患者的外周血常規進行淋巴細胞培養，G顯帶，必要時配合C顯帶、N顯帶，進行染色體核型分析。結果： 743例就診患者中，共檢測出異常染色體核型140例，檢出率為18.84%。其中染色體多態115例，占異常核型的82.14%(115/140)；染色體易位9例，占異常核型的6.43%(9/140)；特納綜合征6例[其中包括45，X 1例，嵌合體4例， 46,X,del(X)(p11)1例]，占異常核型的4.29%(6/140)；克氏征3例，占異常核型的2.14%(3/140)；染色體插入患者2例，占異常核型的1.43%(2/140)；21-三體綜合征2例，占異常核型的1.43%(2/140)；超雌綜合征1例，占異常核型的0.71%(1/140)；雄激素不敏感綜合征1例，占異常核型的0.71%(1/140)。其中有1例為世界首報核型，8例為國內首報核型。結論： 染色體異常是導致不孕不育的重要因素，在不孕不育癥患者中進行染色體核型分析具有重要意義。

染色體；不孕不育；核型分析

環境因素、遺傳因素、免疫生殖因素、內分泌異常和生殖系統疾病等均可導致不孕不育的發生，其中染色體異常是導致不孕不育的重要原因[1-3]。因此，染色體分析是不孕不育病因篩查的主要檢查項目。不同種族、年齡的育齡人群中染色體異常的發生率也不同。本研究對743例不孕不育癥患者進行了染色體核型分析，探討染色體異常在不孕不育發生中的作用，為其臨床診療提供參考。

1　資料與方法

1.1一般資料選擇2014年5月1日—2015年5月1日來我院生殖健康科就診的有不孕不育癥、胚胎停育史、自然流產史、原發閉經、曾經生育過異常胎兒等臨床表現的患者743例為研究對象。其中男360例，女383例。年齡19～41歲，中位年齡為 27.25歲。生殖障礙的女性為不孕，男性為不育。

1.2方法

1.2.1材料采用廣州白云山拜迪生物醫藥有限公司生產的一生駿淋巴細胞培養液。

1.2.2標本采集及處理提取上述患者3 mL外周血以肝素抗凝，1 h內在無菌條件下接種到一生駿淋巴細胞培養液中，置入37℃普通培養箱內，培養68～72 h。

1.2.3細胞收獲及標本制備收獲細胞前45 min，每瓶培養基加入40 μg/mL秋水仙素75 μL，經低滲、預固定、固定等處理常規收獲、制片后，放入鼓風干燥箱75℃烤片3.5 h。

1.2.4顯帶、染色及核型分析標本玻片經胰酶顯帶，Giemsa染色10 min后，吹風機干燥玻片，每個標本計數30個中期分裂相，分析5個核型，異常情況加倍計數，必要時配合C顯帶、N顯帶，核型結果按照人類細胞遺傳學國際命名體制(ISCN2009)的標準進行描述。

2　結　果

2.1不孕不育患者異常核型分布情況743例就診患者中，共檢測出異常染色體核型140例，檢出率為18.84%。其中染色體多態115例，占異常核型的82.14%(115/140)；染色體易位9例，占異常核型的6.43%(9/140)；特納綜合征6例[其中包括45，X 1例，嵌合體4例， 46,X,del(X)(p11)1例]，占異常核型的4.29%(6/140)；克氏征3例，占異常核型的2.14%(3/140)；其他異常核型的類型均只有1～2例，詳見表1。

表1　743例不孕不育患者染色體異常核型的檢出情況

*國內首報核型，Δ全球首報核型

2.2全球首報、國內首報異常核型分布情況本研究中，743例就診患者中有8例為國內首報異常核型和1例為全球首報異常核型(表2，圖1)。

表2　全球首報、國內首報核型分布情況

*全球首報異常核型

圖1　國內及世界首報染色體異常核型圖

A: 46,XX,t(4;8)(p15;q11) (國內首報核型); B: 46,XX,t(2;8)(q23;q11.2) (國內首報核型); C: 46,XY,t(9;13)(p13;q14) (國內首報核型); D: 46,XY,t(14;21)(q24;q22) (國內首報核型); E: 46,XY,t(3;18)(p23;q23) (國內首報核型); F: 46,XX,t(1;3)(p36;p21) (國內首報核型); G: 46，XY，t(1;6)(q41;p23)(國內首報核型); H: 46,X,del(X)(p11) (國內首報核型); I: 46,XX,ins(2;6)(q25;q23q24) (全球首報核型). 箭頭所示為異常核型染色體

2.3不同性別染色體異常核型比較743例就診患者中，男性異常核型有77例，檢出率為10.36%；女性異常核型有63例，檢出率為8.48%。男、女染色體異常核型分布如表3、表4。

表3　男性染色體異常核型

表4　女性染色體異常核型

3　討　論

本研究發現，不孕不育癥人群中染色體異常發生率為18.84%，顯著高于染色體病在普通人群中發病率，造成此種差異的原因可能為入選對象都具有不孕不育病史。

3.1染色體易位平衡易位在染色體結構異常中較為常見，患者表型一般正常，是因為沒有遺傳物質丟失，但是在減數分裂過程中，易位染色體將形成相互易位型的四射體，理論上可形成18種類型的配子，僅1種正常，1種為表型正常的易位攜帶者，其余均因部分三體或部分單體而流產。

本研究中有幾例典型病例，現介紹如下：(1)5歲男孩，因智力低下，腭裂就診，經檢測其外周血核型異常,追查其母親核型正常，而父親核型為46,XY,t(9;13)(p13;q14)。由此可以推斷出，男孩的染色體核型為46,XY,der(9)t(9;13)(p13;q14)pat，該男孩是由于遺傳了其父親異常的9號染色體和正常的13號染色體，為13號染色體部分三體。(2)29歲女性，第1胎為正常男孩，第2胎因唐氏篩查高風險而行產前診斷，胎兒核型為46，XY，t(1:6)(q41;p23)，此胎兒為平衡易位攜帶者，追查其夫婦核型，女方染色體核型正常，男方核型為46，XY，t(1:6)(q41;p23)。上述2例核型經夏家輝院士等鑒定均為國內首報核型。(3)患者已生育一正常孩子，本次因孕16周做胎兒染色體非整倍體(T21/T18/T13)無創基因檢測，提示21號染色體高風險，追查其夫婦染色體核型，女方核型為45, XX,der(13;14)(q10;q10)， 男方核型正常。由此診斷為羅伯遜易位，它是指由D組、G組的同源或非同源染色體間通過著絲粒融合所形成的易位。這是發生于近端著絲粒染色體的一種易位形式。當兩個近端著絲粒染色體在著絲粒部位或著絲粒附近部位發生斷裂后，二者的長臂在著絲粒處接合在一起，形成1條由長臂構成的衍生染色體；2個短臂則構成1個小染色體，小染色體往往在第2次分裂時丟失。這可能由于其缺乏著絲粒或由于其完全由異染色質構成所致。由于丟失的小染色體幾乎全是異染色質，而由2條長臂構成的染色體上則幾乎包含了2條染色體的全部基因。因此，羅伯遜易位攜帶者雖然只有45條染色體，但表型一般正常，只在形成配子的時候會出現異常，造成胚胎死亡而流產或出生先天畸形等患兒。在非同源羅氏易位的類型中，der(13q14q)約占50%，在配子形成過程中，有1/6的概率生育正常胎兒，1/6的概率會生育易位攜帶者胎兒，其他都會導致死胎、流產、生育畸形兒等情況。由于易位引起的家族性遺傳問題，此類患者的家庭成員也應該進行染色體檢查。另外，胚胎植入前產前診斷技術可有效為染色體易位攜帶者提供優生優育的機會[1]，減少流產的概率，以免給患者產生不必要的痛苦和焦慮。

3.2染色體插入本研究中1例25歲的女性患者，懷孕2次，均于懷孕50 d B超顯示無胎芽而行人工流產，經檢查，其外周血染色體核型為46,XX,ins(2;6)(q25;q23q24)。2015年，患者做第3代試管嬰兒，順利產下一健康女嬰，由此可看出，胚胎植入前產前診斷技術可有效為染色體插入患者提供優生優育的機會。該例患者經夏家輝院士等鑒定為全球首報染色體異常核型。

3.3染色體多態染色體多態主要表現在D、G組染色體隨體變化，1、9、16號和Y染色體異染色質區長度變異，9號染色體臂間倒位。這種變異是按孟德爾遺傳方式遺傳的，在人群中的發生率約為2.6%[2]。

D、G組染色體隨體變化主要表現為隨體延長和雙隨體。有學者[3]認為，隨體的變異是由于核糖體RNA增多而引起，雖然不引起轉錄過程中的有效突變，但核糖體RNA增多，可引起D、G組染色體隨體聯合，從而導致染色體重排不分離的幾率增高。本研究發現，D、G組隨體延長者共24例，均具有自然流產史、胚胎停育史等，其中21三體生育史1例、子代心臟畸形3例、唇腭裂1例、肝臟腫瘤1例，對此應引起重視。

人群中9號染色體臂間倒位發生率達1.0%，比其他染色體倒位發生率要高[4]，國外報道[3-4]inv(9)的發生率為0.95%～1.02%。而本研究中，9號染色體臂間倒位在就診人群中發生率為0.67%，在異常核型比例中高達3.57%。以往有學者認為，9號染色體臂間倒位是一種正常的多態現象，但是只有發生在次縊痕區域的倒位才應該認為是染色體多態象，如果倒位區域超越了次縊痕區，也應該會表現出相應的遺傳效應。近年研究[4]顯示，9號染色體上pter-q12片段上為松弛素基因(RLX)所在。RLX不僅影響女性卵泡發育的成熟過程，也影響著男性的精子運動和穿卵能力。因此，發生在q12遠端的9號染色體臂間倒位，由于位置效應的作用，使RLX的作用減弱而導致不孕不育。本研究中共發現9號染色體臂間倒位者5例，均有不孕不育病史，說明9號染色體臂間倒位和不孕不育是有一定關系的。 因此，不能忽視由9號染色體臂間倒位而引起的不良孕產史的患者。

次縊痕主要存在于1、9、16號染色體和Y染色體的長臂，由高度重復的DNA序列組成，次縊痕的增長是因為這些高度重復的DNA序列所致。這種變異可能會影響細胞分裂，造成同源染色體配對困難，產生不平衡配子而導致不孕不育。本研究發現，次縊痕變異者82例，占異常核型的58.57%，該類患者均具有不孕不育病史。其中1號染色體次縊痕延長共45例，占異常核型32.14%，顯著高于本地區其他異常。因此，染色體多態不能簡單認為是一種無意義的遺傳現象[5]，對此種現象，應當引起重視。

3.4性染色體異常本研究發現性染色體數目異常患者11例，占異常核型的7.86%。與常染色體數目異常所不同的是，性染色體數目異常均不同程度地影響患者的第二性征表達。

本研究共檢出3例克氏征，3位男性患者均以無精癥、睪丸發育不良而就診。Klinefelter綜合征又稱先天性睪丸發育不全癥或XXY綜合征，發病率約占男性的1/800，患者表型正常，身材高大，睪丸小，曲細精管呈玻璃樣變性，無生育能力，男性性征發育不良，呈去勢體征，如皮膚細嫩、體毛少、無須、無喉結、男性乳房、智力低下(輕度到重度不等)等。實驗室檢查顯示，TSH/LH增高，雄激素低。因患者有正常的Y染色體，所以有睪丸組織的發育，但患者多了1條X染色體，通常認為是配子減數分裂時X染色體不分離所造成的，導致睪丸曲細精管玻璃樣變性，故睪丸萎縮，生精不能。有學者[6]認為，通過胞質內單精子注射,可使少部分克氏征患者生育自己的正常孩子。

特納綜合征核型有3種情況，即染色體的數目異常、嵌合體、染色體的結構異常等。本研究發現，典型特納綜合征45，X 1例，46,X,del(X)(p11)1例，嵌合體有4例，其核型分別為：45,X[41]/46,X,r(X)(p22q28)[19]；46,X,i(X)(q10)[92]/47,X,i(X)(q10)ⅹ2[2]；46,XX[69]/45,X[21]；45,X[3]/47,XXX[3]/46,XX[79],1qh+,16qh+。以上幾例患者均具有第二性征發育不良、不孕不育病史，4例嵌合體中除數目異常外，還分別包含了X環狀染色體，X等臂染色體等。單體型源于第1次減數分裂時，X染色體不分離或分裂完成后1條X染色體丟失；嵌合體是早期卵裂產生性染色體不分離或分離后延滯所致；環形X染色體是精子形成時，X染色體斷裂重接所致，系父源性遺傳；等臂X染色體源于卵子形成過程中染色體錯誤分裂，是母源性遺傳。

本研究發現超雌綜合征1例，患者表型為女性，婚后9個月懷孕2次均無胎心而就診，經檢查發現，其乳腺發育不良，卵巢功能異常。外周血染色體核型為47，XXX。超雌綜合征多數個體表現正常，也有生育能力，但可將XX型卵子以1/2比例下傳給子代，造成后代成為性染色體異常患者。建議此類患者再次生育時進行產前診斷，防止染色體異常患兒的出生。

本研究中還發現雄激素不敏感綜合征1例，患者外觀女性，身材高大，婦科查體顯示第二性征發育不良，B超顯示卵巢呈條索狀，無子宮，盲端陰道，在雙側腹股溝內各發現1個睪丸，進一步檢查其外周血染色體核型為46，XY。

不孕不育人群中染色體異常的發生率較高，因此伴有性腺異常、外生殖器畸形等第二性征發育不良的患者，應及時進行染色體核型分析，明確診斷，進而采取相應防治措施，以免給患者帶來不必要的麻煩。

綜上所述，染色體疾病是導致不孕不育的重要原因之一。為明確病因，對有不孕不育病史者進行遺傳咨詢及細胞遺傳學檢查，對于優生優育具有重要意義。產前診斷技術可以早期診斷出染色體異常胎兒，從而防止病殘兒的出生，減少家庭與社會負擔；胚胎植入前產前診斷技術可有效為一部分染色體異常患者提供優生優育的機會，避免給患者造成身體創傷以及不必要的精神與經濟負擔。

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[本文編輯]葉婷， 曉路

Study of the relationship between chromosome abnormality and infertility

HUANG Xin1,2, ZHANG Lei3, GUO Yun-xiao3, ZHAO Yue-ran1,2*

1. Institute of Basic Medicine, Shandong Academy of Medical Science, Jinan 250000, Shandong, China 2. School of Medicine and Life Sciences, University of Jinan-Shandong Academy of Medicine Sciences, Jinan 250000, Shandong, China 3. Prenatal Diagnosis Center of Liaocheng, Maternal and Child Health Care Hospital of Dongchangfu District Liaocheng City, Liaocheng 252000, Shandong, China

Objective： To explore the relationship between chromosome abnormalities and infertility, in order to provide evidence for the prevention and treatment of clinical infertility. Methods： Peripheral blood lymphocytes from 743 cases of infertile patients were cultured, and chromosome karyotype was examined by showing chromosome bands using G analysis combined with C and N analysis. Results： A total of 743 patients were tested in the study, 140 patients detected with abnormal chromosome karyotype, the detection rate was 18.84%. Among them, there were 115 cases of chromosome polymorphism, accounting for 82.14% of the abnormal karyotype (115/140); 9 cases of chromosomal translocation, accounting for 6.43% of the abnormal karyotype (9/140); 6 cases of Turner syndrome (including 45, X, one case; chimaera, 4 cases; 46, X, del (X) (P11), one case), accounting for 4.29% of the abnormal karyotype (6/140); 3 cases of Klinefelter syndrome, accounting for 2.14% of the abnormal karyotype (3/140); 2 cases of chromosome insertion, accounting for 1.43% of the abnormal karyotype (2/140); 2 cases of trisomy 21 syndrome, accounting for 1.43% of the abnormal karyotype (2/140); 1 case of super-female syndrome, accounting for 0.71% of the abnormal karyotype (1/140); 1 case of androgen-insensitivity syndrome, accounting for 0.71% of abnormal karyotype (1/140). Generally, one case was first reported in the world, and 8 cases were first reported in China. Conclusions： Chromosome abnormality is an important factor that leads to infertility. It is important to carry out the analysis of karyotype in infertile patients.

chromosome; infertility; karyotype analysis

2016-05-25[接受日期]2016-08-11

黃鑫，碩士生，主治醫師. E-mail：15963168964@163.com

Corresponding author). Tel: 0531-68776905, E-mail：yrzhao@sdu.edu.cn

10.12025/j.issn.1008-6358.2016.20160618

R 721.63

A