妊娠合并主動脈夾層的臨床及遺傳學分析

張可瑩,李小燕,劉旭霞,王月麗,李同勛,劉 愛,張曉萍

(1.首都醫科大學附屬北京婦產醫院/北京婦幼保健院輸血科,北京 100026;2.首都醫科大學附屬北京安貞醫院,北京市心肺血管疾病研究所,心血管重塑相關疾病教育部重點實驗室,北京 100029;3.首都醫科大學附屬北京安貞醫院超聲心動二部,北京 100029;4.首都醫科大學附屬北京安貞醫院冠心病外科中心一病區,北京 100029)

急性主動脈夾層(acute aortic dissection,AAD)是妊娠期間的罕見事件,發病率低,但其發作時間短而兇險,母子死亡率高[1]。妊娠已被認為是AAD的誘發因素之一。孕婦突發背痛、上腹部疼痛等都需要引起注意,超聲作為識別和診斷妊娠合并AAD的有效手段,能及時準確診斷,從而為挽救孕婦生命爭取手術時間[2]。在手術治療時,需要同時考慮搶救孕婦和胎兒,大大增加了手術的難度[3]。

為了減少妊娠合并AAD的發生,臨床上需要準確診斷并及早發現[4-5]。據報道,在患有罕見遺傳病的女性患者,如馬凡綜合征(Marfan syndrome,MFS)、特納綜合征(Turner syndrome,TS)、Ehlers-Danlos 綜合征(Ehlers-Danlos syndrome,EDS)、Loeys-Dietz 綜合征、家族性胸動脈瘤(familial thoracic aortic aneurysm,FTAA),發生妊娠合并AAD的風險更高[3,6-8]。有研究發現,未懷孕的馬凡綜合征女性患者的主動脈擴張速度大約每年0.38mm,在懷孕期間擴張速度每個月增加0.3mm,分娩后主動脈擴張率的增加有所下降,但仍高于懷孕前速度[9]。因此,提前對患有這些綜合征患者的妊娠過程進行監控,能減少這一部分妊娠合并AAD的發生[5,8]。妊娠高血壓也增加了AAD的風險。近年來,多項研究關注了妊娠合并AAD的臨床診療管理,但針對上述綜合征引起的妊娠合并AAD的遺傳基礎關注較少。

本研究對臨床表型疑似馬凡綜合征的5例妊娠期女性,利用全外顯子基因檢測(whole-exome sequencing,WES)其可能攜帶的致病突變,對患者的臨床特征、妊娠合并AAD診療方案及母嬰結局進行了隨訪。確認了馬凡綜合征的致病基因變異,避免了妊娠合并AAD導致猝死的發生,為患者家族的優生優育和遺傳咨詢提供依據。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

研究對象為2016年1月至2022年1月由外院轉診至北京安貞醫院的5名妊娠患者(孕8～38周),均具有疑似馬凡綜合征患者的體征:身材瘦長,手指及足趾細長,胸廓畸形呈雞胸,近視。患者的基本情況見表1。本研究遵循《赫爾辛基宣言》,通過了首都醫科大學附屬北京安貞醫院倫理委員會批準(20220225),所有受試者及其監護人均簽署了知情同意書。

表1 患者基本特征Table 1 Basic information of patients

1.2 方法

1.2.1 基因組DNA的提取

取患者2mL外周靜脈血(EDTA抗凝),采用全血DNA提取試劑盒提取基因組DNA,測定DNA濃度及純度達到建庫要求。

1.2.2 全外顯子測序

使用NEBNext Ultra DNA 文庫制備試劑盒(NEB公司)構建基因組DNA文庫,使用 NimbleGen SeqCap EZ v3.0試劑盒進行全外顯子捕獲,質檢合格后用Illumina x10進行高通量測序。原始測序數據進行去接頭和質控后,比對人類參考基因組hg19,獲得單核苷酸多態(single-nucleotide polymorphism,SNP)和插入缺失(insertion/deletion,InDel)。所有單核苷酸變異(single nucleotide varients,SNV)在dbSNP數據庫、千人基因組等數據庫的頻率信息,并對變異的位置信息、類型、保守性等進行預測。Sanger測序驗證變異位點。

1.2.3 功能預測及注釋

使用在線預測軟件Mutation taster對變異位點致病性進行預測。根據美國醫學遺傳學與基因組學學會(American College of Medical Genetics and Genomics,ACMG)遺傳變異分類標準與指南及中國2017版《遺傳變異分類標準與指南》對基因變異進行分類。

1.2.4 臨床分析

隨訪5名患者,對其妊娠合并AAD的孕周及妊娠結局進行總結。

2 結果

2.1 全外顯子基因測序結果

外顯子測序結果經過篩選,并比對與遺傳性主動脈疾病相關的FBN1(fibrillin-1)、SMAD3、TGFBR1、TGFBR2、TGFB2、TGFB3、COL3A1、ACTA2、MYH11、MYLK、PRKG1、LOX共12個基因所包含的變異位點,在clinvar中找到已有的FBN1基因變異為4 202個,在這5名患者上發現的雜合變異位點信息見表2。以1號患者的雜合變異為例,FBN1 基因的第63號外顯子上的7 754位核苷酸由T變為C,引起蛋白的2 585位氨基酸由異亮氨酸(isolecine,I)變為蘇氨酸(threonine,T)。所有致病位點經過sanger測序驗證。

表2 患者基因檢測結果Table 2 Genetic testing results of patients

2.2 變異位點功能預測及注釋

表2中的5個核苷酸突變位點在dbSNP、ExAC、ESP6500等數據庫中均未見頻率報道,顯示變異不是常見良性變異。4名患者(第1、2、3、5號)的FBN1變異為錯義突變(missense SNV),不改變FBN1蛋白長度,只改變1個氨基酸。第4號患者的突變為外顯子提前終止翻譯(stopgain),引起FBN1蛋白長度變短。FBN1基因的提早終止翻譯,患者的表型會更加嚴重。早孕期的基因診斷,能確認患者的遺傳性疾病,同時也能在臨床上對后續妊娠情況增加關注,并對主動脈直徑、血壓等相關指標進行持續關注,對后續妊娠的健康發展提供指導意義。

2.3 家系分析

通過對妊娠患者的致病基因變異分析后,經患者要求,對其家系進行一代測序驗證,明確其家族成員攜帶致病變異的情況,見圖1。患者1為獨生女,其致病突變遺傳自母親,患者1的第一胎女兒未攜帶致病突變。患者2遺傳自父親,患者2的弟弟未攜帶致病突變。患者3的突變遺傳自母親,其母親2008年死于主動脈夾層,患者3之子攜帶FBN1 c.G2638A的致病變異,后期要定時隨訪其主動脈寬度改變。患者4遺傳自母親,其有一哥哥早年猝死,其姐姐健康。患者5的突變FBN1 c.A7048T遺傳自父親。

注:在本研究中被檢測的患者用箭頭表示,虛線圓圈為妊娠患者。圖1 患者家系圖Fig.1 Familial pedigree of patients

2.4 臨床分析結果

根據前期的遺傳診斷,5名患者轉診至心血管科進行主動脈直徑觀察,并對患者后續主動脈發展和妊娠結局進行了隨訪和總結。主動脈夾層分為A型和B型,A型主要累及升主動脈,較B型更為兇險。患者1、2、3的AAD為A型動脈夾層,心臟B超檢測妊娠合并AAD患者手術前的主動脈竇部(aortic sinus,AoS)直徑、左室舒張末期內徑(left ventricular end-diastolic diameter,LVEDD)、心臟射血分數,整體反映出患者的心臟功能,主動脈竇增寬,射血分數減低不明顯。患者1、2、3發生AAD是在孕晚期(孕37～38周),同時進行剖宮產和主動脈根部置換術,手術成功并康復,嬰兒體重分別為3.52、3.21、3.89kg,發育正常。患者4孕16周時的主動脈夾層向遠端延續,累及降主動脈全程,已危急生命;升主動脈直徑為42mm,主動脈弓部直徑為23.7mm,降主動脈上胸段直徑約24mm,夾層撕裂范圍大,心臟射血分數減低至43%,左室舒張功能減退;孕17周時,胎兒超聲檢查發現雙頂徑3.2cm,股骨長1.8cm,頭圍12.1cm,腹圍10.5cm,羊水深度4.9cm,有胎心和胎動。經多學科聯合診療及家屬綜合考慮,先進行主動脈置換術(升主動脈+全弓+降主動脈替換術),后進行剖宮取胎術終止妊娠。患者5在孕早期(孕8周)已發生AAD,先終止妊娠,再進行主動脈根部置換術。見表3。

表3 患者疾病相關臨床特征Table 3 Clinical characters of patients

3 討論

3.1 馬凡綜合征的臨床特征及遺傳特點

馬凡綜合征是一種結締組織的常染色體顯性遺傳病,主要以心血管、眼部和骨骼系統疾病為特征。體貌特征主要表現為身材瘦長、蜘蛛指及足趾細長;胸廓畸形呈雞胸;脊柱側彎;近視[10]。心血管系統受累的疾病主要為主動脈瘤、瓣膜病變、左心室擴大和心力衰竭[10]。馬凡綜合征的致病基因是FBN1,該基因包含66個外顯子,編碼2 871個氨基酸[10-11]。隨著二代測序技術的發展,人們對馬凡綜合征的遺傳學機制有了更清晰的認識,目前能通過基因檢測來精準判斷并確認馬凡綜合征患者的基因型。目前已經發現的FBN1致病突變超過2 000種,分布于FBN1基因的各個外顯子,沒有明顯的熱點區域,這些突變解釋了90%左右的馬凡綜合征[10-11]。

3.2 妊娠增加了主動脈夾層的破裂風險

懷孕會增加馬凡綜合征女性主動脈夾層的風險,Liu 等[3]報道總結發現12例妊娠合并主動脈夾層的患者中有4人是馬凡綜合征患者。馬凡綜合征患者在妊娠前需要評估妊娠風險并進行孕前咨詢,多學科醫療團隊需要參與孕前評估,包括心臟病專家、遺傳學家和婦產科醫生[12]。多學科評估的內容應包括家族史、體格檢查和主動脈成像的檢查[13]。國外報道建議馬凡綜合征女性患者懷孕前使用磁共振成像(nuclear magnetic resonance imaging,MRI)對整個主動脈進行成像,全面檢查其主動脈的生理狀態。女性馬凡綜合征患者的主動脈根部直徑>45mm,應考慮在孕前選擇性接受主動脈根部置換術[13]。

3.3 疑似馬凡綜合征的妊娠患者有必要進行基因檢測

在本研究中,我們在患者孕早期,通過體貌特征懷疑患者患有馬凡綜合征,通過全外顯子測序確認其致病位點,并進一步對其家系進行分析。我們發現4個家系的致病變異均為致病或疑似致病位點,檢出成功率較高。患者1家系的致病變異FBN1 c.T7754C是致病/可能致病,在clinvar上有相同變異位點的不同變異;患者2家系的致病變異FBN1 c.T7465C是已經經過確認的致病突變;患者3的致病變異FBN1 c.G2638A 是致病/可能致病,在clinvar上報道過相同變異;患者4的致病變異FBN1 c.C6169T 是移植致病變異;患者5的變異FBN1 c.A7048T是可能致病/意義不明確的,在clinvar上沒有相同變異報道,但該位點在家系內與疾病共分離,因此該位點為可能致病變異。

我們在基因檢測獲得明確結果后,對患者及其家屬進行了遺傳學相關的知識教育,討論懷孕過程中可能發生AAD的母體和胎兒風險。提前告知患者AAD的臨床癥狀如胸痛、背痛等,如出現癥狀應立即就醫。同時教育患者馬凡綜合征的遺傳特性,即孩子有50%的幾率遺傳該致病變異。雖然這些健康教育不能阻止妊娠合并AAD的發生,但能讓患者意識到妊娠過程可能遇到的危險,并提前到心內科就診,監測主動脈的變化。最終,有3名患者在妊娠晚期發生AAD并及時救治,通過剖宮產分娩出孩子,母子平安。有2名患者在孕中期或孕早期出現AAD,通過手術恢復。我們的研究有效地預防了妊娠合并AAD猝死的發生,對患者的馬凡綜合征進行了精準診斷,為患者的后續治療選擇提供了遺傳依據,并為臨床診療提供了基礎。