16p11.2微缺失/微重復胎兒的產(chǎn)前診斷和遺傳學分析

傅婉玉，王俊育，王元白，江矞穎，李燕青

(福建省泉州市婦幼保健院·兒童醫(yī)院產(chǎn)前診斷中心，泉州 362000)

染色體微缺失/微重復綜合征是指由微小的染色體變異引起的遺傳性疾病。16p11.2是指16號染色體短臂(p)上的11.2區(qū)域，16p11.2核心易感區(qū)兩側存在低拷貝重復區(qū)域(low copy repeats，LCRs)，減數(shù)分裂過程中易因同源染色體上非等位基因重組而產(chǎn)生拷貝數(shù)變異(copy number variants，CNVs)，且該區(qū)域CNVs無論是微缺失還是微重復，均已證實能引發(fā)臨床癥狀[1]。據(jù)報道，16p11.2微缺失在人群中發(fā)病率為0.028%～0.043%[2]，其往往表現(xiàn)為神經(jīng)發(fā)育障礙和自閉癥譜系障礙等，且這類患者更容易發(fā)生肥胖[1]。16p11.2微重復的人群發(fā)病率在0.035%～0.053%之間，其往往表現(xiàn)為低體重、小頭畸形以及發(fā)育遲緩等[2]。16p11.2微缺失和微重復的遺傳特點明顯不同，大多數(shù)微缺失是新發(fā)突變的，而大多數(shù)微重復則是遺傳的。本研究回顧性分析我院2017年至2021年8月發(fā)現(xiàn)的9例涉及16p11.2微缺失/微重復胎兒的病例資料，以期為產(chǎn)前遺傳咨詢提供一定參考。

資料與方法

一、研究對象

回顧性分析2017年1月1日至2021年8月31日在我院產(chǎn)前診斷中心因中孕期血清學篩查(即唐氏綜合征產(chǎn)前篩查，簡稱唐篩)高風險、胎兒超聲結構異常、胎兒超聲軟指標異常[如頸后透明層(NT)增厚、側腦室增寬、脈絡叢囊腫、輕度腎盂擴張等]、孕婦高齡等指征于孕18～26+6周行羊水染色體核型及單核苷酸多態(tài)性微陣列芯片(SNP-array)檢查的2 942例孕婦的臨床資料，共檢出涉及16p11.2區(qū)域CNVs的9例。本研究中所有行介入性產(chǎn)前診斷的孕婦在檢測前均充分知情并簽署知情同意書。

二、染色體核型分析和SNP-array檢測

采用超聲引導行羊膜腔穿刺術，抽取30 ml羊水分別用于羊水染色體核型分析和SNP-array檢測。20 ml用于羊水細胞培養(yǎng)，羊水培養(yǎng)后進行細胞收獲、染色體制備、染色，進行核型分析。羊水細胞共計數(shù)可分析核型30個，分析5個核型。染色體的命名依據(jù)人類細胞遺傳學國際命名體制(ISCN 2016)的標準。

另外10 ml羊水樣本及夫妻雙方外周血各3 ml送至第三方檢測公司(北京貝康醫(yī)學檢驗所)進行檢測，通過離心收集沉淀，按照Affymetrix Cytoscan 750K基因芯片試劑盒(賽默飛世爾，美國)說明書進行操作，提取羊水細胞基因組DNA，經(jīng)稀釋消化、擴增、純化后，將芯片上的探針與用生物素進行標記后的相應待測片段進行雜交、洗滌、結合染色后放入GeneChip掃描儀(Affymetrix，美國)掃描，采用Chromosome Analysis Suite(ChAS) v4.0軟件對掃描檢測的熒光信號進行分析。根據(jù)美國醫(yī)學遺傳學會指南，通過查詢DGV、OMIM、Pubmed、DECIPHER以及UCSC數(shù)據(jù)庫對CNVs的臨床意義進行分析。

結 果

一、染色體核型結果

本文共分析8個家系的9例胎兒，羊水染色體核型檢測結果顯示家系1～8中家系1、2、4、6、7、8胎兒染色體核型檢查均未見明顯異常；家系3胎兒染色體核型為45XN，rob(13；21)(q10；q10)[15]/46，XN，[35]；家系5胎兒染色體核型為46，XN，t(2；12)(p16；q21.2)mat，即胎兒為母源2號染色體與12號染色體平衡易位攜帶者。

二、SNP-array結果及妊娠結局

本研究共檢出涉及16p11.2區(qū)段核心易感區(qū)域CNVs胎兒9例，檢出率為0.31%(9/2 942)。其中，微缺失發(fā)生率0.14%(4/2 942)，微重復發(fā)生率0.17%(5/2 942)。9例檢出16p11.2區(qū)段核心易感區(qū)域CNVs的片段大小從207.7～849.4 Kb不等，其中涉及遠端易感區(qū)微缺失和微重復各1例，近端易感區(qū)微缺失3例、微重復4例(詳見表1)。家系1胎兒經(jīng)父母驗證遺傳自表型正常的父親，經(jīng)遺傳咨詢，孕婦及家屬仍選擇終止妊娠；家系2孕期彩超檢查提示第12胸椎(T12)半椎體可能、左側腦室增寬，孕婦及家屬選擇繼續(xù)妊娠，出生前彩超檢查提示胎兒左側腦室增寬恢復正常，于2019年12月22日經(jīng)剖宮產(chǎn)1男嬰，撰稿時胎兒1周歲11個月，電話隨訪家屬自述發(fā)育良好，未發(fā)現(xiàn)脊柱側彎；家系3胎兒因唐篩高風險，行染色體核型檢查提示羅氏易位(嵌合型)、16p11.2微缺失，孕23周排畸彩超檢查發(fā)現(xiàn)胎兒T10蝴蝶椎，孕婦及家屬選擇終止妊娠；家系5經(jīng)遺傳咨詢，孕婦及家屬選擇繼續(xù)妊娠，于2021年10月1日經(jīng)陰道分娩1女嬰，至撰稿時家屬自述發(fā)育良好；家系6前1次妊娠因胎兒左上腹多房囊性包塊(10 cm×8 cm×7 cm)合并16號染色體微重復而選擇終止妊娠，本次妊娠羊水染色體SNP-array檢出胎兒與前1次妊娠胎兒存在相同片段16p11.2微重復，經(jīng)驗證遺傳自表型正常的母親，孕期彩超隨訪未見明顯結構異常，孕婦及家屬選擇繼續(xù)妊娠，于2021年8月30日經(jīng)陰道分娩1女嬰，撰稿時嬰兒3月齡，生長發(fā)育狀況良好；家系4和家系8均選擇終止妊娠；家系7失訪。

討 論

CNVs是一種結構變異，涉及特定DNA序列拷貝數(shù)的改變，包括缺失和重復。16p11.2區(qū)域的CNVs關聯(lián)了幾種不同的復發(fā)性綜合征[3]，主要有16p11.2p12.2微缺失綜合征、16p11.2p12.2微重復綜合征、遠端16p11.2微缺失綜合征、近端16p11.2微缺失綜合征及近端16p11.2微重復綜合征[4]。越來越多的證據(jù)表明16p11.2區(qū)域CNVs在神經(jīng)精神疾病的病因學中有重要影響，包括自閉癥、精神分裂癥、發(fā)育遲緩和其他復雜性狀等[5-8]。有文獻報道16p11.2微缺失與大頭畸形相關，而16p11.2微重復與小頭畸形相關[6，9]。此外，還有關于16p11.2區(qū)域CNVs與眼部發(fā)育異常、肥胖和女性生殖道疾病、Mayer-Rokitansky-Küster-Hauser綜合征相關的報道[10-11]。

最常見的16p11.2區(qū)域CNVs是約600 Kb的復發(fā)性缺失，由斷點4至5(BP4-BP5)引起，即典型16p11.2缺失綜合征(OMIM：611913)，該區(qū)域覆蓋有：PRRT2、KCTD13、TBX6、HIRIP3等29個基因[4]；其遠端為非典型16p11.2缺失(OMIM：613444)，這類缺失較少見，此區(qū)域包含SH2B1、CD19等9個基因[12]。存在16p11.2復發(fā)性微缺失的胎兒最常見的超聲檢查特點是骨骼畸形(特別是椎骨畸形)，其次是心血管畸形和孤立的超聲標志物[13]。本研究中家系2彩超提示胎兒T12半椎體；家系3胎兒因孕18周時唐篩提示高風險，行介入性診斷確診16p11.2微缺失，孕23周排畸彩超發(fā)現(xiàn)胎兒T10蝴蝶椎。TBX6基因與常染色體顯性和隱性脊椎骨發(fā)育不全5(OMIM：122600)相關。TBX6基因雜合性缺失的表型在不同種族中也不盡相同，在中國漢族人群中主要導致半椎體畸形、脊柱側彎[14]。Liu等[15]研究發(fā)現(xiàn)半椎體/蝴蝶椎是TBX6相關先天性脊柱側彎(TACS)最顯著的特征。WU等[16]報道在中國漢族人群中TBX6基因以一種特殊的作用形式即無功能等位基因(包括16p11.2微缺失綜合征中TBX6基因的缺失)合并另一個常見的亞效等位基因單體型T-C-A(3個常見的單核苷酸多態(tài)性位點：rs2289292、rs3809624、rs3809627)產(chǎn)生效應繼而導致半椎體和脊柱側彎。有臨床報告表明16p11.2微缺失綜合征患兒心臟畸形的發(fā)生率略有增加[17]。本研究中家系4胎兒排畸彩超提示胎兒心內(nèi)膜墊缺損，羊水SNP-array結果為典型16p11.2 微缺失綜合征。Puvabanditsin等[18]報告了第1例16p11.2微缺失相關心內(nèi)膜彈性纖維變性(EFE)患者；Shinawi等[19]研究發(fā)現(xiàn)16p11.2微缺失患者的先天異常包括先天性心臟缺陷、先天性膈疝、腭裂、多指畸形、下肋骨融合和幽門狹窄等。16p11.2微缺失綜合征涉及的基因缺失較多，其如何導致患兒心臟畸形的機制尚未完全明確，有研究推測HIRIP3為其候選基因[20-21]。

16p11.2微缺失和微重復的遺傳特點明顯不同，大多數(shù)微缺失是新發(fā)突變，而微重復則大多是遺傳自父母，這可能是由于微重復引起的表型不太嚴重，從而更有可能傳遞給后代[22]。本研究中家系1胎兒經(jīng)驗證為遺傳自表型正常的父親；家系6女方先后兩次妊娠的胎兒經(jīng)驗證均遺傳自表型正常的母親，但因女方及家屬拒絕對前1次妊娠的胎兒進行尸檢，胎兒左上腹多房囊性包塊的性質(zhì)及來源與胎兒16p11.2微重復綜合征是否相關尚不明確，本次妊娠胎兒在孕期彩超隨訪中未發(fā)現(xiàn)異常故選擇繼續(xù)妊娠。2013年有西方學者報道，16p11.2近端微缺失、遠端微缺失和近端微重復、遠端微重復的外顯率分別約為62.4%、46.8%和11.2%和27.2%[23]，提示該片段的缺失/重復存在不完全外顯率或者表現(xiàn)度差異。而由中國深圳華大基因研究院、英國桑格研究所以及美國國立人類基因組研究所等多家機構共同發(fā)起的“千人基因組計劃”公布的數(shù)據(jù)中，中國漢族人群中16p11.2微缺失綜合征的外顯率約為44%[24]。Shen等[25]報告了1個中國家庭中3例具有相同16p11.2微缺失的家庭成員不同發(fā)育軌跡和不一致的表型，進一步說明16p11.2微缺失表型的復雜性和異質(zhì)性。16p11.2微重復表型的特征具有更廣泛的變異性，從無明顯癥狀到嚴重殘疾都有發(fā)生，其最常見的診斷是兒童智力障礙、運動遲緩和注意力缺陷多動障礙等，以及成年后的焦慮癥[26]；其導致臨床表現(xiàn)度差異的原因可能是受累片段大小不同、相同基因的外顯率不同、區(qū)段遺傳物質(zhì)丟失后染色體空間結構發(fā)生改變、環(huán)境因素等[27]。本研究中共有3例孕婦選擇繼續(xù)妊娠，至撰稿時電話隨訪家屬均稱生長發(fā)育良好，但因年齡尚小，無法準確評估其精神及神經(jīng)發(fā)育情況，仍需長期跟蹤隨訪。

目前，G顯帶染色體核型分析技術仍然是細胞遺傳學產(chǎn)前診斷的“金標準”，可分析大于5 Mb的染色體結構異常，包括染色體平衡易位、羅氏易位、倒位等。與傳統(tǒng)的染色體核型技術相比，染色體微陣列分析(CMA)技術[包括微陣列比較基因組雜交(aCGH)和SNP array兩大類]對于檢測染色體組100 bp以上的微小缺失、重復等不平衡性重排具有突出優(yōu)勢[28]。本文涉及的16p11.2微缺失和微重復的片段大小均在1 Mb以下，低于染色體核型分析的檢測范圍，CMA技術則可明確診斷；但本研究中染色體核型分析技術檢測出家系3及家系5胎兒為CMA無法檢測的染色體羅氏易位及平衡易位攜帶者。提示染色體核型分析結合CMA技術用于產(chǎn)前高危孕婦篩查有一定的應用價值。當發(fā)現(xiàn)胎兒存在16p11.2的CNVs時，產(chǎn)前遺傳咨詢應結合超聲表現(xiàn)、親代驗證情況，慎重選擇妊娠結局。本研究亦存在一些不足：收集例數(shù)較少，未能將16p11.2微缺失與微重復單獨分析；部分家系因經(jīng)濟及依從性問題拒絕家系驗證；胎兒出生后隨訪時間較短，患兒預后資料不全。后續(xù)仍需更多的數(shù)據(jù)進一步分析。

綜上，胎兒16p11.2微缺失/微重復可表現(xiàn)為產(chǎn)前不同器官結構的異常，當產(chǎn)前超聲提示胎兒結構異常，尤其是椎體異常和心臟畸形時應考慮16p11.2區(qū)域CNVs可能，建議行SNP-array檢測協(xié)助排查遺傳學病因。16p11.2區(qū)域CNVs存在不完全外顯率及表現(xiàn)度差異，且可遺傳自表型正常的親代，因此產(chǎn)前遺傳咨詢具有一定的挑戰(zhàn)性。當產(chǎn)前診斷發(fā)現(xiàn)16p11.2區(qū)域CNVs時，應建議親代驗證明確胎兒染色體變異的來源，以協(xié)助判斷預后，為產(chǎn)前遺傳咨詢和臨床決策提供參考。