高齡孕婦的染色體微陣列分析應用

郭君榮，劉麗

（重慶醫科大學附屬第二醫院婦產科，重慶 400010）

自2016 年起，中國實施全面兩胎政策，高齡孕婦（預產期年齡≥35 歲）人數急劇增加，而孕婦年齡的增長與胎兒染色體異常的發生率具有較明確的相關性[1]。根據國家衛生健康委2002 年與2019 年頒布的《產前診斷技術管理辦法》[2]，建議年齡超過35周歲的孕婦應進行產前診斷。然而，產前診斷在高齡孕婦中的應用普及率并不理想[3]，也沒有專門針對高齡孕婦建立的產前診斷模式。

染色體核型分析技術是目前產前診斷的“金標準”，它可檢測出非整倍體、不平衡重排等多種染色體異常，但該技術具有分辨率低、費時、費力等局限性[4]。近年來，染色體微陣列分析（chromosomal microarray analysis，CMA）在 臨 床 的 應 用 范圍逐漸廣泛，其分辨率是傳統核型分析的10 ～100 倍或100 倍以上，它可檢測出小的亞顯微缺失和重復的染色體拷貝數變異（copy number variations，CNVs）等[5]。然而，CMA 檢查在高齡孕婦產前診斷中的價值還有待明確。

本研究通過分析498 例高齡孕婦的羊水CMA 檢測結果，比較了CMA 在單純高齡與合并其他高危因素的高齡（非單純高齡）孕婦中的染色體異常檢出差異，并探究了不同高危因素在高齡孕婦胎兒染色體異常中的潛在意義。

一、方法

（一）一般資料

2018 年1 月至2020 年12 月于重慶醫科大學附屬第二醫院接受介入性產前診斷的單胎高齡孕婦498例。所有病例均符合介入性產前診斷指征，包括高齡、超聲異常、不良妊娠史、非侵入性產前檢測（non-invasive prenatal testing，NIPT）異常、父母染色體異常等。本研究已得到醫院倫理委員會批準和患者及家屬知情同意。

（二）標本采集

患者均在彩超引導下行經腹羊膜腔穿刺，抽取30ml 羊水，取質控合格的羊水基因組DNA 200ng，依次變性、復性、雜交、片段化處理，收集DNA 沉淀。采用Human SNP-12 BeadChip Kits （Illumina，America）芯片，將重懸的片段化DNA 溶液載入芯片，于密閉雜交盒內進行雜交，洗除芯片上未雜交和非特異雜交的DNA 片段，進行延伸和染色，洗滌后晾干。

（三）CMA結果判讀

分別采用I s c a n 掃描系統進行數據采集和Karyostudio軟件進行分析，獲得包括400kb及以上的缺失、重復及10Mb以上的LOH片段及大于等于30%的嵌合現象。通過與DECIPHER、OMIM、ClinGen、DGV、NCBI等公共數據庫比對分析及參考文獻的檢索，判斷所檢出CNVs的性質。拷貝數變異致病性的判讀參照美國醫學遺傳學學會指南分為致病性CNVs、可能致病CNVs、臨床意義未知CNVs、可能良性CNVs以及良性CNVs[6]。

（四）統計分析

數據分析采用SPSS20.0 軟件，所有數據經正態性檢驗，本研究數據均符合正態分布，對于符合正態分布的數據采用均數±標準差進行表示；采用獨立樣本t 檢驗比較兩組連續性變量差異；采用卡方檢驗比較兩組染色體異常率差異；檢驗水準為0.05。

二、結果

（一）患者特征差異與CMA檢測總體結果

一共498 例高齡孕婦接受了CMA 檢測，其中單純高齡組孕婦401 例，平均年齡37.93±2.557，平均孕周19.73±4.009；非單純高齡組孕婦97 例，平均年齡37.45±2.354，平均孕周20.39±2.650；兩組孕婦的年齡和孕周均不具有顯著性差異（P＞0.05），因此組間具有可比性。

所有樣本CMA 檢測結果均符合質控要求，檢測成功率100%。在498 例樣本中，共檢出49 例（9.8%）胎兒染色體異常，其中染色體數目異常10 例（2.0%），包括6 例21 三體，2 例47，XYY，1 例45，X，1 例45，X 嵌合體。致病性或可能致病性CNVs 6 例（1.2%），臨床意義不明CNVs 33 例（6.6%）。

（二）單純高齡組及非單純高齡組孕婦的胎兒染色體異常檢出率差異

單純高齡組孕婦樣本共401 例，檢出胎兒染色體數目異常3 例（0.7%）（2 例21 三體，1 例45，X 嵌合體），致病性或可能致病性CNVs 4 例（1.0%），臨床意義不明CNVs 25 例（6.2%），總計染色體異常32 例（8.0%）。非單純高齡組孕婦樣本共97 例，檢出胎兒染色體數目異常7 例（7.2%）（4 例21 三體，2 例47，XYY，1 例45，X），致病性或可能致病性CNVs 2 例（2.1%），臨床意義不明CNVs 8 例（8.2%），總計染色體異常17例（17.5%）。非單純高齡組的染色體數目異常率（P ＜0.001）、總計染色體異常率（P=0.005）均明顯高于單純高齡組，兩組的致病性或可能致病性CNVs、臨床意義不明CNVs 檢出率無明顯差異（P＞0.05），見表1。

表1 單純高齡組及非單純高齡組孕婦的胎兒染色體異常檢出率比較

（三）高齡合并其他高危因素時胎兒染色體異常檢出情況

在非單純高齡組中，高齡合并不同高危因素孕婦的胎兒染色體異常檢出情況如表2 所示。合并NIPT異常組的總體染色體異常6 例（33.3%），合并超聲異常的總體染色體異常7 例（21.9%），合并不良接觸史總體染色體異常1 例（12.5%），合并不良孕產史的總體染色體異常3 例（11.1%），而合并父母染色體異常的總體染色體異常檢出率為0，合并唐篩異常總數較少，未檢出染色體異常。

表2 高齡合并不同高危因素孕婦的胎兒染色體異常檢出情況

（四）高齡孕婦妊娠結局分析

49 例檢出胎兒染色體異常的孕婦均進行遺傳咨詢，染色體數目異常孕婦中，2 例47，XYY 胎兒出生，外觀 無明 顯 異 常；6 例21 三體、1 例45，X 及1 例45，X 嵌合體胎兒均行引產。隨訪6 例致病性或可能致病性CNVs 結果如下：其中4 例直接行引產；1 例行家系分析后提示新發突變，行引產；1 例行家系分析后提示母系遺傳，繼續妊娠，新生兒6 月齡時隨訪未見明顯異常，見表3。33 例臨床意義不明CNVs 胎兒中，1 例行家系分析提示新發突變行引產，1 例因孕婦腸梗阻行引產，另外31 例胎兒均活產，胎兒出生后6 個月時隨訪未見明顯異常。

表3 CMA檢出的致病性或可能致病性CNVs

三、討論

我國是出生缺陷高發國，據《中國出生缺陷防治報告（2012）》估計，我國出生缺陷總發生率約為5.6%[7]。高齡是出生缺陷的重要風險因素，中國高齡孕婦人數從2011 年的10%上升至了2016 年的20%[8]，為此，國家將高齡妊娠作為產前診斷的標準之一[2]。然而，國內外仍有大量高齡孕婦對產前診斷持有負面態度，一項中國的單中心研究顯示，超75%的高齡孕婦直接拒絕接受羊水穿刺[3]，而國外研究也有類似報道[9，10]，這可能與NIPT 的普及和孕婦及家屬對侵入性產前診斷方式的利弊認知度不夠有關。NIPT 是一項產前篩查新技術，它通過大規模平行測序分析來自母體血漿的游離胎兒DNA，可以識別非整倍體（尤其是21 三體）等常見染色體異常[11]。臨床實踐中，大多數高齡孕婦因顧慮侵入性產前診斷的風險而愿意接受NIPT 檢查。但值得一提的是，既往研究顯示，12.4%-45%的染色體異常不能通過NIPT 檢查到，只能通過侵入性診斷檢測到[11，12]。因此，針對高齡孕婦群體，醫生應建議其行產前診斷并幫助其選擇適當的產前診斷方式，這一舉措對于降低出生缺陷，提高人口素質具有重要的意義。

CMA 技術又稱基因芯片技術，它通過成千上萬個探針與樣本進行雜交，從而產生熒光信號來反映DNA 的表達水平，是產前診斷的重要檢查手段。本研究通過比較單純高齡孕婦與非單純高齡孕婦CMA結果，發現非單純高齡孕婦的總體胎兒染色體異常率與染色體數目異常率明顯高于單純高齡組，同樣，Wu等人[13]也報道伴有超聲異常的高齡孕婦染色體異常率明顯高于單純高齡孕婦。然而，我們的研究并沒有觀察到致病性或可能致病性CNVs 在兩組間的差異，這可能因其發病率較低，本研究的樣本量不足以觀察到差異所致。

本研究分析了非單純高齡組中不同高危因素與胎兒染色體異常的相關性，我們發現，合并NIPT 異常或超聲異常的高齡孕婦染色體異常率最高，另一方面，約三分之一的NIPT 異常高齡孕婦的胎兒確定出現了染色體異常，提示NIPT 具有一定的假陰性或假陽性的結果，再次明確了NIPT 的篩查性質。因此，我們建議NIPT 異常的高齡孕婦應接受侵入性檢查進行胎兒染色體診斷，明確其是否真正合并胎兒染色體異常，避免不必要的引產。同樣，超聲異常、不良接觸史及不良孕育史的高齡孕婦也出現11%-20%的染色體異常率，與既往研究報道基本一致[13-15]，合并此類高危因素的高齡孕婦應特別注意胎兒染色體異常的風險，除非合并侵入性產前診斷禁忌，均應接受產前診斷，可有效地預防和減少出生缺陷兒的出生。另外，因為唐氏篩查不適用于高齡孕婦，本研究中高齡合并唐篩異常的例數極少，統計分析意義不大。合并父母染色體異常的高齡孕婦胎兒染色體異常檢出率較低，可能是由于本身樣本量不足和部分孕婦胚胎植入前遺傳學篩查有關，未來需要更大樣本量研究闡明它們的關系。

CMA 在檢測染色體微結構異常方面有得天獨厚的優勢，然而因檢測出大量臨床意義不明的拷貝數異常及發現神經發育障礙易感性位點等情況，在臨床應用時可能引發額外的焦慮，因此CMA 技術應用于高齡孕婦時，充分的遺傳咨詢十分必要，適時進行雙親及家族成員的驗證，尋找變異來源，很大程度上可緩解孕婦及家屬的焦慮情緒，減少非必要的終止妊娠比率。

四、結論

通過以上研究，我們發現合并其他高危因素的高齡孕婦發生胎兒染色體異常的比率更高，若無產前診斷禁忌癥，均應強烈建議其行侵入性產前診斷，明確是否合并胎兒染色體異常。