頸項透明層增厚機制分析及其在胎兒發育異常中的應用

劉 敏，陳先俠

隨著“二孩”政策全面實施，新生兒出生率明顯升高，同時高齡孕產婦增多，導致胎兒出生缺陷發生率明顯升高。出生缺陷是導致孕產婦早期流產、死胎、圍生兒死亡、嬰幼兒死亡和先天殘疾的主要原因，嚴重危害兒童生命健康和生活質量，并與家庭經濟、幸福及整個國家人口素質、人力資源和社會經濟負擔息息相關，因此在胎兒出生前辨別有無畸形顯得至關重要。頸項透明層(nuchal translucency, NT)厚度測量能協助醫生判斷胎兒有無染色體、心臟結構等方面的異常，是孕早期產前診斷的一個常規性及關鍵性檢查項目。本文就NT增厚機制及其在產前診斷胎兒發育異常中的應用作一綜述。

1 NT的形成

胎兒NT是指孕11～13+6周在超聲引導下胎兒在正中矢狀面頸椎水平上皮膚與皮下軟組織間的液性暗區，超過第95百分位數的NT測量值被稱為NT厚度增加[1]。在正常胚胎發育過程中，胎兒頸部淋巴管與頸動脈竇于孕14周左右相通，即淋巴系統發育完全。在頸部淋巴管與頸靜脈竇相通前，由于暫時性淋巴回流障礙造成少量淋巴液在胎兒頸部積聚，因此形成暫時性頸部透明層。NT最早是由Nafziger和Vilensky[2]于1987年提出，他們的研究確立了頸項皮膚褶厚度的測量與21三體綜合征間的聯系。Longstreet等[3]在前人基礎上于1992年提出將NT作為妊娠早期染色體異常的標志。在孕11～13+6周NT可通過超聲進行分辨與測量。選取孕13+6周作為上限的原因主要是，孕14周后胎兒體位多為垂直位，不利于測量；NT厚度隨著孕周數的增加而下降，測量難度隨之加大。取孕11周為下限的原因主要是，孕10周前不利于觀察胎兒心臟4個房室及大血管；胎兒顱骨光環尚未骨化，無法診斷和排除無腦兒和顱骨缺失。這標志著可以使用影像學指標進行產前篩查。

隨著NT研究的深入，有學者發現NT增厚是預測胎兒染色體異常和多胎畸形的超聲軟標志物[4]，在染色體異常、先天性心臟病、大血管畸形、代謝及血液系統異常等方面有著重要的預測價值。但是對于篩查骨骼肌肉系統畸形、某些罕見的綜合征及運動功能障礙等的準確度較低[5]。因此可以根據NT增厚的程度預測胎兒有無畸形，且與絨毛膜活檢或羊膜穿刺相比，NT測量可更早發現異常，讓父母在知情的情況下決定是否繼續妊娠[6]，而且對孕婦及胎兒無損傷，能被大多數孕婦所接受，故超聲與NT厚度結合被廣泛用于產前篩查。

2 NT增厚的原因

盡管全世界將NT測量作為胎兒非整倍性染色體異常和心臟缺陷的一種常用的產前篩查手段，但是引起NT增厚的病理生理學原因尚未明確[7]，單純性NT增厚考慮為胎兒頸部淋巴與靜脈系統連接發育機制延遲形成的暫時性增厚[8]。而一些NT增厚并非暫時性增厚，其最終將發展為不良的妊娠結局，可能是多種因素造成的[2]。

2.1 染色體異常 染色體異常包括21三體、13三體、18三體綜合征及Turner綜合征或其他染色體異常[7]。NT增厚常提示21三體、18三體、13三體綜合征及Turner綜合征等染色體疾病發生率升高[8]。von Kaisenberg等[9]研究指出，在患有21三體綜合征胎兒中，由于21號染色體多出一條，導致胎兒頸部皮膚結締組織中Ⅵ型膠原蛋白、Ⅳ型膠原蛋白和層粘連蛋白表達增加，使結締組織更具彈性，導致液體在皮下積聚，NT增厚。同時，患有21三體綜合征胎兒超氧化物歧化酶基因過度表達，導致超氧化物歧化酶增多。而超氧化物歧化酶會減少透明質酸的降解，導致大量透明質酸在頸部皮膚內積聚。透明質酸是一種親水性糖胺聚糖，帶大量負電荷而吸引水分，導致液體在頸部積聚[10]。在正常胎兒和13、18三體綜合征胎兒皮膚中發現只有少量透明質酸積聚。此外，細胞外基質成分異常也可引起NT增厚，在患有21三體綜合征胎兒的頸部細胞外基質中發現大量透明質酸。

2.2 淋巴系統發育異常和淋巴液引流受阻 Nicolaides等[11]提出，頸部淋巴系統發育異常會引起淋巴液在頸部積聚，導致NT增厚。NT增厚的非整倍體胎兒表現為頸部間質水腫，同時伴雙側頸淋巴囊(jugularis lymphaticus saccus, JLSs)擴張，而JLSs是淋巴系統發育和功能完善的首要部分，也是淋巴液引流的原始部位[12]。雙側JLSs擴張與NT增厚具有很強的相關性。正常情況下超聲難以測量出JLSs直徑[13]，但患有21三體、18三體和13三體綜合征的胎兒超聲下提示JLSs測量值分別為1.3～10.0、1.5～6.9和1.3～2.1 mm[14]。

在21三體綜合征胎兒中JLSs的內皮細胞血管內皮生長因子A(VEGF-A)、血小板源性生長因子B(PDGF-B)和音猥因子等因子表達增加，叉頭框C2(FOXC2)表達降低[15]。頸部水腫可能是由于VEGF-A過表達導致淋巴內皮細胞滲透性增加和細胞間粘附性減弱，導致水分積聚在頸部，造成NT增厚。平滑肌細胞(smooth muscle cell, SMC)在NT增厚伴JLSs胎兒中數量增多，而其數量異常將引起頸部淋巴功能的異常。PDGF-B對SMC的招募具有誘導作用，而FOXC2通常抑制其的表達，從而致SMC招募異常。此外，FOXC2基因突變也與先天性淋巴水腫和淋巴管缺陷有關[2]。

囊性濕疣是一種持續性淋巴畸形，是淋巴系統發育異常的一種特殊類型，是由于淋巴系統不能與頸內靜脈相通而導致的頸內淋巴囊過度膨脹，常見于Turner綜合征胎兒，由于X染色體部分或完全缺失導致頸蹼，造成淋巴液引流不暢，NT增厚。但囊性濕疣在21三體綜合征胎兒中不常見。此外，由于淋巴系統發育異常導致淋巴液在胸導管內積聚，加之其解剖位置的關系，使得擴大的胸導管可能壓迫心臟或造成心臟移位，繼而心臟血流受阻致心臟結構異常或發育不良引起心臟畸形，進一步引起NT增厚。也有部分胎兒淋巴系統僅出現暫時性發育遲緩或受阻，一旦其淋巴系統及功能發育完善，聚集在此處的淋巴液便迅速引流，增厚的NT便消失，這也解釋了為什么部分NT增厚胎兒預后良好的原因。

2.3 心力衰竭 心力衰竭也是導致NT增厚的原因。Hyett等[16]在一項對34例于妊娠11～14周終止妊娠的患有21三體綜合征的NT增厚胎兒的大血管研究中發現，NT增厚組主動脈峽部直徑小于正常對照組，原因為主動脈峽部變窄，使得心臟后負荷增加，進而引起心力衰竭導致血液在頭頸部積聚，造成NT增厚。心力衰竭導致心臟后負荷增加，使得具有強利尿和擴血管作用的心房利鈉肽和腦利鈉肽水平升高，促使多余的液體排出。

2.4 其他 也有文獻報道，NT增厚可能與遺傳綜合征、胎兒肺缺陷、先天性感染、代謝和血液系統疾病、淋巴系統相關的內皮細胞分化、皮下結締組織成分變化、羊膜破裂引發的頭靜脈充血[17]、神經支配等有關。也有學者提出胎兒頸靜脈和靜脈導管血流流速波形的改變與NT增厚也存在相關性[18]，但具體機制仍在探索階段。除了上述引起NT增厚的原因外，胎兒嚴重的結構異常還會阻礙正常的血液流動[2]。如胸腔內或胸外壓力使胸腔聚攏變窄(如膈疝)，頭部和頸部的血管將會過度充盈,造成NT增厚。同時Clur等[19]研究發現，在Turner綜合征胎兒中，形成主動脈弓的神經嵴細胞異常遷移將導致主動脈峽部變窄，造成主動脈內血流阻力增加，也會導致頭部和頸部血管過度充盈，使得NT增厚。也有文獻報道，各種神經肌肉疾病導致胎兒運動障礙從而造成淋巴液引流受阻可能產生NT增厚。在妊娠早期使用外源性孕酮也可導致NT增厚，故在體外受精患者中應特別注意[20-21]。

3 NT增厚程度對應的疾病

關于胎兒NT增厚的切割值一直存在爭議，目前國際公認超過第99百分位數(即3.5 mm)時為NT增厚的臨界值[22]，當NT≥3.5 mm時胎兒染色體異常發生率明顯升高，為14.2%～19.8%[19]。而目前國內NT值尚未統一，每家醫院都有自己特定的NT值，但選取切割值為2.5 mm較為普遍，但也有醫院取3.0和3.5 mm作為切割值。很多國外醫院將NT≥3.0 mm視為胎兒染色體存在高風險。

3.1 染色體異常 隨著NT增厚胎兒染色體異常發生率逐漸上升[22]，有研究認為，當NT<3.0 mm時染色體異常發生率僅為1%，NT為3.0～8.0 mm時胎兒染色體異常發生率為35%，NT>3.5 mm時胎兒染色體異常發生率為31%，NT≥6．5 mm時不良妊娠結局發生率高達75%[23]。Christiansen等[24]研究發現，在NT增厚且染色體核型異常的胎兒中，發生21三體綜合征的比例較發生18三體綜合征的比例高。NT測量可使患有21三體綜合征胎兒的出生率降低78%[9]。在孕12周時，Turner綜合征、性染色體異常的患病率分別約為1/1500、1/500。研究發現，21、18和13三體綜合征胎兒患病率隨孕婦年齡的增長而升高，而Turner綜合征、性染色體異常胎兒患病率不隨孕婦年齡的變化而變化[25]。并且不同疾病NT增厚程度不同，在大多數21三體綜合征胎兒中NT厚度<4.5 mm，在大多數13或18三體綜合征胎兒中NT厚度為4.5～8.4 mm，而Turner綜合征胎兒NT厚度≥8.5 mm。此外，21、18和13三體綜合征胎兒發生率均隨NT厚度的增加而升高，在約8～9 mm處達峰值后下降，但在Turner綜合征胎兒中，其發生率隨NT厚度的增加呈指數增長。Du等[22]研究指出，NT值為2.5～2.9 mm時胎兒母親中位年齡高達35歲，因此推薦在高齡孕產婦中將2.5 mm作為NT增厚切割值，有助于提高妊娠早期胎兒染色體異常的檢出率。

3.2 結構異常 胎兒結構異常在所有妊娠中高達3%，超聲篩查已成為篩查胎兒結構異常的常規檢查[26]。研究顯示，當NT值≥3.5 mm時，胎兒結構異常發生率隨NT值的增加而升高，當NT值≥6.5 mm時胎兒結構異常發生率達45%；這些結構異常包括心臟畸形、臍膨出、全前腦畸形、體蒂異常、骨骼病變等，其中以心臟畸形較多，大多數嚴重的心臟畸形可在妊娠早期檢出,即使不能做出特異性診斷，但可對該疾病進行提示[27]。Hyett等[16]研究發現，55%的心臟畸形和大動脈異常同時發生與孕10～14周胎兒NT增厚有關。先天性心臟缺陷患病率也隨NT測量值的增加而升高[28-29]。

3.3 胎兒宮內發育不良Ⅱ型 Chen等[30]研究發現，孕婦在孕14周前產前超聲示NT增厚，孕25周超聲檢查示腦水腫、巨頭畸形、額葉凸起、小腦和腦池擴大、胸部狹窄、肋骨短、四肢短直，后續行羊膜穿刺示核型為46，XX，使用未培養的羊水DNA行FGFR3突變分析示基因型為WT/c.1948A>G(p.Lys650Glu)，結果與FGFR3和宮內發育不良Ⅱ型胎兒的K650E突變一致，得出結論：產前NT增厚可能與宮內發育不良Ⅱ型有關。

3.4 新生兒體質量異常 Kalem等[31]研究發現，NT與新生兒出生體質量呈正相關，隨著NT厚度增加，第1分鐘Apgar評分降低，并且第5分鐘Apgar評分保持不變。

3.5 其他 也有文獻報道，NT增厚可能與胎兒貧血、母親宮內TORCH感染[32]、胎兒代謝和血液系統疾病及低蛋白血癥有關，嚴重者可能造成胎兒流產、死胎等，且隨著NT厚度的增加這些風險隨之加大[7]。較大的NT厚度表明即使在正常核型胎兒中也存在結構缺陷和遺傳綜合征。當排除胎兒非整倍體性染色體異常時，NT增厚可能會導致更大的結構異常風險，故應進行詳細的解剖學評估[26]。

4 NT測量與其他方法聯合進行產前篩查

4.1 無創檢查 NT增厚與廣泛的結構異常和遺傳綜合征間關系密切，NT異常時需行更多的后續檢查[33]。NT增厚時可于孕12周左右行超聲心動圖檢查[34]，NT厚度持續升高的胎兒在妊娠晚期或出生后均可表現出嚴重的心臟病變[23]，若在孕20周時胎兒NT厚度依然持續升高，同時胎兒染色體核型正常的情況下，應于妊娠晚期和出生后復查超聲心動圖[35]。Mavrides等[28]提出，如NT測量值大于第99百分位(即NT值為3.5 mm時)，必須行進一步的檢查如胎兒超聲心動圖，以排除冠心病，避免不良妊娠結局。此外，熒光定量聚合酶鏈式反應也是一種檢測胎兒有無染色體異常的無創方法，通過抽取孕婦外周血分離出血漿，提取胎兒游離DNA并進行分析，檢測胎兒有無染色體異常。此外，NT增厚但錯過了早期篩查的孕婦可在妊娠中晚期選擇MRI檢查，其可檢測多種胎兒畸形，尤其是胎兒大腦有無異常[34]。但MRI檢查不建議在孕早期進行，因為此時胎兒身體骨骼較小和活動明顯，均可對圖像質量產生不良影響[36]。

4.2 有創檢查 最新指南建議對于NT厚度≥3.5 mm的孕婦需行遺傳咨詢、產前診斷和侵入性檢測[37-38]。如超聲檢查發現胎兒患染色體異常的可能性較大則也應行侵入性檢查[39]。同時需根據NT厚度、孕周等孕婦實際情況行有創產前檢查。如在孕11～14周發現胎兒NT增厚，可在超聲引導下行絨毛膜穿刺術抽取絨毛組織4～8 mg進行檢測，高齡產婦或孕16～24周時需行羊膜穿刺術，抽取羊水30 ml進行檢測，孕>24周時可行臍靜脈穿刺術抽取臍血3 ml進行檢測[40]。

孕16周后當胎兒NT厚度≥3.5 mm時，可行產前染色體微陣列分析(chromosomal microarray analysis, CMA)[26]。CMA具有較高的基因組分辨率，可更好地檢測異常胎兒的基因[29]。有文獻顯示，如胎兒NT增厚，但核型結果正常，也應行CMA[41]。游離DNA(circulating cell-free DNA, cfDNA)分析有時不能滿足需要，因染色體異常的頻譜范圍可能大于目前cfDNA頻譜能力范圍[42]。此外，當cfDNA檢測結果異常時，仍需行侵入性檢查確認胎兒有無異常，因此可直接對這些高危患者進行侵入性檢測，以節省檢查成本。

綜上，NT厚度可用來篩查孕早期胎兒染色體和結構等方面的異常，使更多異常胎兒能在產前被發現，并對出現異常胎兒的孕婦進行針對性產前指導，以及對異常胎兒進行早期干預，最大程度降低異常胎兒出生率，對孕婦家庭及社會均有重大意義。