染色體芯片檢測下胎兒心臟發育異常與遺傳學異常相關性

金雪鴻 陳鵬龍 陳明妹 魏麗美 范梅花 陳華芳 鄭蕾 張向東 劉姣

[摘要] 目的 探討研究染色體芯片檢測下胎兒心臟發育異常與遺傳學異常的相關性。 方法 選取2017年11月～2018年11月在本院接受產前檢查顯示異常的308例孕中期孕婦為研究對象，影像學檢查心臟超聲顯示胎兒心臟發育異常孕婦18例為研究組，無胎兒心臟發育異常因高齡合并超聲檢查顯示異常的290例孕婦為對照組，采集羊水行染色體核型分析和芯片分析。 結果 研究組胎兒復雜性心臟畸形15例，占83.33%，合并多發畸形3例，占16.67%;染色體異常3例，合并多發畸形1例，復雜性心臟畸形2例;芯片異常3例，合并多發畸形1例，復雜性心臟畸形2例。對照組胎兒正常78例，超聲檢查單發畸形178例，多發畸形34例，兩組胎兒畸形率相比，差異有統計學意義（χ2=5.342，P=0.005）;研究組染色體異常3例，占16.67%，對染色體正常的心臟發育異常胎兒進行芯片檢查，芯片異常3例，芯片檢查結果為10號染色體長臂末端片段缺失，對照組染色體均正常。 結論 胎兒心臟發育異常時合并遺傳學異常幾率增大，染色體芯片檢測可有效診斷胎兒發育異常。

[關鍵詞] 染色體;芯片;胎兒心臟發育異常;遺傳學異常

[中圖分類號] R714.5? ? ? ? ? [文獻標識碼] B? ? ? ? ? [文章編號] 1673-9701（2020）02-0111-05

Correlation between fetal heart development abnormalities and genetic abnormalities detected by chromosome microarray

JIN Xuehong1? ?CHEN Penglong2? ?CHEN Mingmei1? ?WEI Limei1? ?FAN Meihua1? ?CHEN Huafang1? ?ZHENG Lei1? ?ZHANG Xiangdong1? ?LIU Jiao1

1.Department of Ultrasound， Lishui Maternal and Child Health Hospital in Zhejiang Province， Lishui? ?323000， China; 2.Prenatal Diagnosis Center， Lishui Maternal and Child Health Hospital in Zhejiang Province， Lishui? ?323000， China

[Abstract] Objective To investigate the correlation between fetal heart development abnormalities and genetic abnormalities detected by chromosome microarray. Methods 308 cases of pregnant women in the second trimester of pregnancy who underwent prenatal examination from November 2017 to November 2018 were selected as subjects. Imaging examination showed that 18 cases of fetal heart development abnormalities were included in the study group. 290 pregnant women combined with ultrasound examination abnormality due to advanced age and without fetal heart development abnormalities were set as the control group. The amniotic fluid was collected and the chromosome karyotype analysis and microarray analysis was performed. Results There were 15 cases of fetal complex cardiac malformation in the study group， accounting for 83.33%; 3 cases with multiple malformations， accounting for 16.67%; 3 cases with chromosomal abnormalities， 1 case with multiple malformations， 2 with complicated cardiac malformations; 3 cases with microarray abnormality， 1 case complicated with multiple malformations and 2 cases with complicated cardiac malformations. There were 78 normal fetuses in the control group. There were 178 cases of single malformation and 34 cases of multiple malformations showed by ultrasound. The difference between the two groups was statistically significant（χ2=5.342，P=0.005）. The study group had 3 cases of chromosomal abnormalities， accounting for 16.67%. And the fetuses with fetal heart abnormalities of the normal chromosome were examined by microarray. There were 3 cases of microarray abnormalities. The result of the microarray was that the long-arm end fragment of chromosome 10 was deleted， and the chromosomes of the control group were normal. Conclusion The probability of combined genetic abnormalities is increased when fetal heart development is abnormal. Chromosome microarray detection can effectively diagnose fetal development abnormalities.

[Key words] Chromosome; Microarray; Fetal heart development abnormalities; Genetic abnormalities

胎兒心臟發育異常是一種常見的胎兒畸形，是指胎兒胚胎發育過程中血管組織和心臟發育異常，其發病率高達0.8%，活產胎兒中嚴重心臟發育異常率約為0.4%，胎兒尸檢中嚴重心臟發育異常率高達10%[1]。胎兒心臟發育異常是造成胎兒死亡、殘疾的重要原因。其主要發病原因是孕婦糖尿病、家族遺傳、孕婦孕期亂服藥物、病毒感染、孕婦不良嗜好等[2-3]。

近年來，隨著科學技術的提高和醫學水平的發展，胎兒超聲檢查技術也得到飛速發展，胎兒心臟發育異常檢出率也大大提高，同時手術治療水平也得到顯著提高[4]。但是國內研究發現，我國兒童心臟病發病率居高不下，尤其是近10年，胎兒心臟異常致死率不降反升，這表明手術可以解決胎兒心臟發育異常結構上的異常，但是對胎兒發育期產生的遺傳學異常和由此帶來的心肌損傷治療效果不佳，同時這些異常也不能通過影像學檢查手段發現，這也增加了胎兒心臟異常致死率[5]。所以增加對孕期胎兒的檢查力度，結合影像學檢查結果，綜合判定胎兒心臟功能和心肌損害狀況，這將大大降低新生兒出生缺陷率，緩解患兒家庭經濟壓力和精神壓力，提高優生優育率。

染色體芯片分析技術又被稱為分子核型分析，主要是在全基因組水平進行掃描，重點檢測基因組微重復、微缺失等基因組失衡異常[6]。近年來，大量醫護人員提出采用染色體芯片分析技術診斷胎兒心臟發育異常，但是尚未有清晰的結果，本次采取控制單一變量方法對染色體芯片檢測下胎兒心臟發育異常與遺傳學異常的相關性進行研究分析，為胎兒心臟發育異常患者康復提供新的依據，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017年11月～2018年11月在本院接受產前檢查并顯示有異常的308例孕中期孕婦為研究對象，年齡20～36歲，平均（27.32±7.81）歲。影像學檢查心臟超聲顯示胎兒心臟發育異常孕婦18例為研究組，無胎兒心臟發育異常因高齡合并超聲檢查顯示異常的290例孕婦為對照組。本研究經本院倫理委員會審理批準，患者或家屬均簽署知情同意書。兩組患者年齡、體質量和病程等一般資料比較，差異無統計學意義（P>0.05），具有可比性。見表1。

1.2 納入與排除標準

納入標準：單胎妊娠孕婦;孕婦未患有影響本次研究的臟器衰竭等其他疾病;入本院之前未進行其他治療;同意參加本次研究;無精神病者。排除標準：孕婦診斷、治療等病歷資料不全者;患有嚴重心肺等其他疾病的孕婦;無法參與研究者;中途退出研究者;妊娠合并癥者。

1.3 研究方法

1.3.1 胎兒標本采集? 孕婦簽署“侵入性產前診斷知情同意書”及“產前染色體芯片檢測知情同意書”，本研究經過浙江省麗水市婦幼保健院倫理委員會批準。308例入選孕婦在B超引導下經腹羊膜腔穿刺術，采集孕婦羊水30 mL，其中20 mL用于染色體核型分析，10 mL用于產前染色體芯片檢測。

1.3.2 胎兒染色體核型分析? 染色體核型分析按實驗室常規操作如下完成：分別接種于2個羊水細胞培養瓶，其中20 mL的羊水培養瓶放置于5% CO2四川南格爾生物醫學股份有限公司生產的培養箱，37℃培養8～10 d，定期更換培養液傳代，收獲前3 h加入江蘇方強制藥廠有限責任公司生產的終濃度為2×10-4 g/L的秋水仙素，然后收獲細胞、制片、常規G顯帶（320帶）。鏡下計數30個分裂相，分析5個核型，參考《人類細胞遺傳學國際命名體制》（ISCN2013）[6]完成胎兒染色體命名。

1.3.3 染色體芯片分析? 另外10 mL羊水，SNP array分析應用Qiagen公司的QIAamp DNA Blood mini kit試劑盒進行DNA提取。采用美國Affymetrix公司的SNP array檢測平臺和CytoScan 750 K芯片進行全基因組拷貝數變異（CNVs）和單核苷酸多態性（SNP）檢測。所有操作由專人按照說明書進行操作。

1.3.4 超聲方法? 孕婦采取側臥或平臥體位，顯露腹部，美國GE Voluson E8的彩色多普勒超聲診斷儀確定胎兒位置，檢查胎兒腦部結構、脊柱、肝臟、心臟、四肢、頭顱等異常，然后檢查胎盤、臍帶、羊水狀況。

1.4 觀察指標

觀察記錄患者的姓名、年齡、身高、體重、孕周等基本信息，記錄兩組孕婦胎兒畸形情況，記錄芯片檢測和染色體核型結果。

1.5 統計學方法

采用SPSS21.0統計學分析進行分析。計數資料采用χ2檢驗，計量資料用（x±s）表示，采用t檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 胎兒畸形情況

研究組胎兒復雜性心臟畸形15例，占83.33%，合并多發畸形3例，占16.67%;染色體異常3例，合并多發畸形1例，復雜性心臟畸形2例;芯片異常3例，合并多發畸形1例，復雜性心臟畸形2例。對照組正常78例，占26.90%，單發畸形178例，占61.38%，多發畸形34例，占11.72%，兩組胎兒畸形率相比，差異有統計學意義（χ2=5.342，P=0.005）。見表2。

表2? ?胎兒畸形情況對比分析

2.2 芯片檢測和染色體核型結果分析

研究組染色體異常3例，占16.67%，其中2例為21-三體胎兒，B超檢查顯示為“胎兒可能單心房，心內膜墊損傷”及“心內膜墊損傷，可能胎兒法絡四聯癥，可能肺動脈狹窄”;1例為69，XXX，B超檢查顯示為“胎兒心臟畸形，同時合并胎兒胃、腎臟、心臟多發畸形”。對染色體正常的心臟發育異常胎兒進行芯片檢查，芯片異常3例，1例B超檢查結果為“羊水偏少、泌尿系統發育異常”，芯片檢查結果為22號染色體缺失，致使胎兒出現腭心面綜合征，1例B超檢查結果為“主動脈瓣發育異常”，芯片檢查結果為4號染色體短臂末端大片段缺失，1例B超檢查結果為“胎兒大血管發育異常，可能室間隔缺損”，芯片檢查結果為10號染色體長臂末端片段缺失，對照組染色體均正常。見圖1～3。

2.3 典型案例

研究組28歲孕婦，胎兒染色體異常。見圖4。

2.4 細胞培養圖

羊水細胞呈不規則三角形或者梭形生長，其細胞核為卵圓形。見封三圖4。

3 討論

胎兒心臟發育異常主要原因有多因素遺傳：環境與遺傳共同作用;環境因素：放射污染、環境污染和病毒感染;遺傳因素：基因突變和染色體異常等[7-8]。研究發現，新生兒中約有0.6%左右的染色體異常率，目前國內外醫護人員已達成共識[9-11]。鑒于染色體異常給胎兒及其家庭帶來的嚴重影響，國外研究機構提出所有心臟發育異常的胎兒均進行產前染色體診斷檢查[12-13]。

胎兒22～24周左右進行超聲檢查最易診斷心臟發育異常，但是孕婦往往錯失檢查的最佳時機[14]。所以要加大對產前檢查，尤其是染色體異常檢查的宣傳力度，讓廣大孕婦產前及時檢查，降低胎兒心臟發育異常率，提高我國人口素質，所以研究人員應加大對孕婦產前診斷檢查，加大對染色體芯片技術研究力度，提高檢查診斷率，早日攻克胎兒心臟發育異常難題，給患兒和家屬帶來福音[15-17]。國外研究人員發現，染色體異常與胎兒多發畸形關系極其密切，胎兒畸形部位越多，其染色體異常發生概率越大，所以研究人員建議胎兒其他器官畸形也要進行染色體檢查。

本次研究發現，研究組胎兒復雜性心臟畸形15例，占83.33%，合并多發畸形3例，占16.67%;染色體異常3例，合并多發畸形1例，復雜性心臟畸形2例。部分研究人員發現，心內膜墊損傷、法洛四聯癥等胎兒心臟發育異常患兒中染色體核型發生異常幾率明顯增大。本次研究發現，研究組染色體異常3例，其中2例為21-三體胎兒，B超檢查顯示為“胎兒可能單心房，心內膜墊損傷”及“心內膜墊損傷，可能胎兒法絡四聯癥，可能肺動脈狹窄”;1例為69，XXX，B超檢查顯示為“胎兒心臟畸形，同時合并胎兒胃、腎臟、心臟多發畸形”，這與國內部分人員的研究結果基本一致[18-20]。通過芯片檢測，可以得到胚胎、生殖細胞等基因片段，則可以利用這些片段深入研究生育生殖機制及部分疾病發生機制。本次研究采用微陣列比較基因組雜交芯片技術，利用750K芯片對研究對象進行分析研究，研究發現，芯片異常3例，1例芯片檢查結果為22號染色體缺失，致使胎兒出現腭心面綜合征，1例芯片檢查結果為4號染色體短臂末端大片段缺失，1例芯片檢查結果為10號染色體長臂末端片段缺失。部分研究提出，4號染色體發生異常與新生兒智障和心臟發育異常關系密切。這表明芯片檢查，尤其在胎兒心臟發育異常方面發揮重要作用，利用芯片技術可以檢測出患兒染色體微重復、微缺損，較之染色體核型分析，其確診率更高，故在產前進行染色體檢查的同時接受芯片檢測，這和部分人員的研究結果基本一致[21-22]。

綜上所述，胎兒心臟發育異常時合并遺傳學異常幾率增大，染色體芯片檢測可有效診斷胎兒發育異常。

但是本次研究參與患者數量有限且樣本量不大，研究結果有局限性，尚需進一步研究。

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（收稿日期：2019-04-25）