自貢地區4 059例不孕不育及不良孕產史患者外周血染色體核型分析*

曾 余,周子靖,陳月華,韋 懿,胡 勤

四川省自貢市婦幼保健院檢驗科,四川自貢 643000

不良孕產史通常是指因夫妻雙方或者胚胎染色體異常、內分泌系統異常、風濕免疫系統異常等出現有大于或等于3次自然流產、稽留流產或者終止妊娠的情況,發生率為10%～20%[1],遺傳因素已被證實是導致不良孕產史的重要病因之一[2]。不孕癥的定義是至少一年的無保護性交后無法懷孕。世界衛生組織調查結果顯示,15%的夫婦無法受孕,其中約20%僅由男性因素引起,30%～40%的不孕癥是由男性和女性因素共同引起的[3]。目前核型檢測是查找不良孕產史和不孕不育原因的重要工具,該技術可以為患者提供遺傳咨詢和適合其自身的治療方式[4]。本文就近8年在本院遺傳生殖中心就診的患者染色體核型進行不良孕產史和不孕不育遺傳因素方面的分析,并分析自貢地區不孕不育、不良孕產史患者的染色體異常分布特征,旨在為本地區不孕不育、不良孕產史患者的診斷、治療及輔助生殖提供有力的實驗室依據。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2014年1月至2022年12月至本院遺傳生殖中心進行遺傳咨詢的不孕不育及不良孕產史患者作為研究對象。納入標準:(1)夫妻雙方正常未避孕性生活1年未懷孕者;(2)生殖器官正常者;(3)有不良孕產史需查找原因者。排除標準:不愿接受研究者。研究對象共4 059例,其中男1 993例、年齡(31.40±5.78)歲,女2 066例、年齡(29.58±5.29)歲。咨詢原因包括自然流產、死胎、胚胎停育、少弱精子或無精子癥、智力低下、第二性征異常、先天性畸形等不良孕產史及不孕不育史。本研究獲得本院醫學倫理委員會批準[審批號:2020倫審批第(1)號],所有患者均簽署知情同意書。

1.2方法 采用無菌采血技術采集患者靜脈血2.5 mL于肝素抗凝管中,顛倒混勻。細胞生長培養液解凍后加入適量植物凝集素(PHA),將外周血接種于淋巴細胞培養基中刺激細胞生長,在5%CO2,37 ℃培養箱中培養72 h,制片前3 h加入10 μg/mL秋水仙素50 μL,離心收集細胞,KCl低滲處理后固定,滴片染色,G顯帶水平300～400條帶,核型分析按照人類細胞遺傳學國際命名體制ICSN(2020)命名。根據染色體大小遞減的順序和著絲粒的位置,可將所有染色體分為7組(A～G)組,A組為1～3號染色體,B組為45號染色體,C組為6～12號以及X染色體,D組為13～15號染色體,E組為16～18號染色體,F組為19～20號染色體,G組為21～22號以及Y染色體。每份標本計數20個中期分裂相,分析5個核型,染色體分辨率均到320條帶水平。

2 結 果

2.1染色體異常構成比 4 059例遺傳咨詢者中共檢出染色體異常590例,檢出率為14.54%。染色體數目異常44例,占染色體異常的7.46%,檢出率為1.08%;染色體結構異常546例,占染色體異常的92.54%,檢出率為13.45%。其中:多態性432例,檢出率為10.64%;非多態性結構異常114例,檢出率為2.81%。見表1。

表1 異常染色體核型分布

2.2染色體數目異常的分布情況 近8年在遺傳生殖中心進行咨詢的患者染色體數目異常共檢出44例,其中Klinefelter綜合征(47,XXY)25例,占總異常核型的4.24%,檢出率為0.62%;21-三體女性(47,XX,+21)7例,占數目異常核型的15.91%,檢出率為0.17%;Turner綜合征(45,XO)患者6例,占數目異常核型的13.64%,檢出率為0.15%;發現2例marker染色體與1例48,XXYY。見表2。

表2 染色體數目異常分布(%)

2.3染色體平衡易位的分布情況 4 059例患者中,共檢出染色體平衡易位50例,其中男26例,女24例,占異常核型的8.47%,總檢出率為1.23%。其中羅氏平衡易位18例,非羅氏平衡易位32例,檢出率分別為0.44%和0.79%,非羅氏平衡易位發生率高于羅氏平衡易位。D組(13/14/15染色體)內染色體發生易位的頻率最高,主要以13和14號染色體羅氏易位為主,其次是A組和C組。見表3。發生易位的染色體核型見表4。

表3 染色體平衡易位核型分布特點

表4 染色體平衡易位核型(%)

2.4染色體倒位 4 059例患者中檢出56例染色體倒位,占異常核型的9.49%,檢出率為1.38%。其中9號染色體和Y染色體倒位發生較多,占倒位異常核型的91.07%。男性和女性的倒位檢出率分別為0.86%(35/4 059)和0.52%(21/4 059),男性倒位檢出率高于女性,差異主要在于Y染色體倒位結構異常。見表5。

表5 染色體倒位核型分布特點

2.5染色體多態性 4 059例患者中檢出染色體多態性432例,占異常核型的73.22%,檢出率為10.64%。其中Y染色體多態性發生最多,占多態性核型的28.94%,其次是21號染色體、14號染色體和15號染色體,占比分別是15.74%、14.12%和13.43%。見表6。

表6 多態性核型分布特點

2.6自貢地區近8年各種染色體異常檢出情況 自貢地區2021年以前遺傳咨詢患者人數比較均衡,2022年咨詢人數陡增(因2020年數據缺失,并未做相關統計),染色體異常檢出例數與前期比較增加不明顯,染色體多態性檢出數與染色體總異常數走勢一致,染色體數目異常和結構異常近幾年檢出數比較均衡。見圖1。

圖1 自貢地區2014-2022年遺傳咨詢人次及染色體異常檢出情況

3 討 論

機體的正常染色體核型為23對,分為A/B/C/D/E/F/G組。染色體數目及結構正常是機體表型及功能正常的基礎,染色體的數目或者結構變異會導致遺傳物質的改變,從而錯誤表達,引起相應的臨床表現[5]。自然流產、稽留流產、胚胎停育、死胎、不孕不育等都有可能是由于染色體異常導致,本研究對4 059例進行遺傳咨詢的不孕不育及不良孕產史患者外周血染色體進行核型分析,結果顯示異常染色體核型檢出率為14.54%(590/4 059);異常染色體核型中,染色體數目異常44例(7.46%),染色體結構異常546例(92.54%,包含多態性),其中非羅氏平衡易位32例(5.42%)、羅氏平衡易位18例(3.15%)、倒位56例(9.49%)、缺失/重復3例(0.51%)、社會性別不符3例(0.51%)、多態性432例(73.22%)。自貢地區2021年以前遺傳咨詢患者人數比較均衡,2022年咨詢人數陡增,染色體異常檢出例數與前期比較增加不明顯,染色體多態性檢出數與染色體總異常數走勢一致,染色體數目異常和結構異常近幾年檢出數較為均衡。

核型可用于檢測染色體異常,最常發現的是染色體隨體變異,指南將其歸為染色體多態性。多態性是指染色體形態的變化,包括其大小、形狀和數量的變化,發生率較高[6]。因此,具有外中心結構且含有大量異染色質的Y染色體很可能出現形態變化[7]。本研究的統計結果也符合這一規律,Y染色體多態性發生最多,占多態性核型的28.94%,其次是21號染色體、14號染色體和15號染色體,占比分別是15.74%、14.12%和13.43%,據報道,精子的發生受位于Y染色體上的基因網絡控制[8]。隨著不孕癥患者數量的增加,Y染色體多態性與復發性流產的關系越來越受到遺傳咨詢和生殖研究的關注。墨西哥一項針對158對復發性流產夫婦的研究發現,25對夫婦(15.82%)在1qh+、9qh+和16qh+染色體發現多態性變異,21對夫婦(13.29%)在Yqh+染色體上發現多態性變異,12對夫婦(7.59%)在D/G組發現多態性變異[9]。這表明染色體多態性可能在復發性流產中起著重要但未知的作用。既往研究發現,26例染色體多態性同時精液狀態差的患者中,Yqh+染色體多態性6例,Yqh-染色體多態性7例,16qh+染色體多態性1例,inv(9)染色體多態性6例[10]。這表明Y染色體的多態性可能與弱精、少精有關。雖然目前專家共識認為染色體多態性是染色體上存在的正常差異,不會影響生育,但很多的大數據研究發現不孕不育患者多態性的發生率高于健康人群,這值得進一步研究。

在分析男性不育癥時,核型是分析原因的有價值的工具。無精子癥男性中最常見的染色體異常是數目異常,如Klinefelter綜合征(47、XXY)。本次研究共檢出44例染色體數目異常患者,其中Klinefelter綜合征25例。經典的Klinefelter綜合征表現為身材高大,男性乳房發育,面部和體毛有限,睪丸異常小,無精子癥,代謝評估顯示促卵泡激素(FSH)、促黃體生成素(LH)水平升高,17-酮類固醇和睪酮水平降低[11]。臨床上一般會將精液分析和核型分析同時進行,因為染色體異常在男性人群中的發生率為1/1 000～1/500[12],而無精子癥和嚴重少精子癥的男性染色體異常發生率分別為13.7%和4.6%[13]。本研究還發現1例48,XXYY核型異常,人群中發生率為1/40 000～1/18 000,臨床表型與Klinefelter綜合征相似。更細致的研究發現了男性不育癥相關的無精子癥區域AZF,該區域的缺失占特發性男性不育癥的1%～18%[14]。AZF檢測可分為AZFa、AZFb、AZFc 3個片段,對AZFa、AZFb、AZFc都缺失患者進行精子提取后未發現精子[15],但AZFc缺失后,精子是有可能恢復正常的,并且幸運的是,AZFc缺失占AZF缺失總數的60%[16]。

在分析女性不孕癥時,首先考慮激素、子宮及輸卵管因素,同時會排查核型。Turner綜合征(45,XO)又稱為先天性卵巢發育不全,臨床表現為身材矮小、生殖器與第二性征不發育,智力發育程度不同等[17]。Turner綜合征患者一般存在卵巢不發育或發育不全,僅8%～10%的患者擁有正常的卵巢,且只有5%～10%的生育率,針對確診較早且有卵子存在的患者,可以通過輔助生殖技術實現生育[18]。本研究檢測出Turner綜合征患者6例,占染色體數目異常的13.64%,檢出率為0.15%。

易位是染色體遺傳物質的重新排列,可以是平衡易位或不平衡易位,取決于重新排列后的遺傳物質有無增減。平衡易位沒有基因量的改變,因此不會對個體產生影響,但產生非平衡易位配子的風險更高,會遺傳給子代[19]。本研究共檢出染色體平衡易位患者50例,其中男26例,女24例,占異常核型的8.47%,總檢出率為1.23%,高于文獻[20-23]報道的一般群體中平衡易位的檢出率(0.08%～0.30%)。其中發生D組(13/14/15染色體)內染色體平衡易位的頻率最高,其次是A組和C組。不平衡易位中,遺傳信息交換不均勻,從而導致基因增加或缺失。如兩例46,XX,+21,der(21;21)(q10;q10)屬于21三體綜合征,但其中兩條21號染色體發生易位形成1條,使得個體染色體總數目正常,但基因量多了1條21號染色體,這種情況好發于平衡易位患者的子代。

綜上所述,自貢地區因不良孕產史、不孕不育等原因進行遺傳咨詢的患者,其重要病因之一是染色體異常,檢出率達14.54%,高于其他地區,如青海地區(9.43%)[11],河南南陽地區(6.44%)[3]。外周血染色體核型作為遺傳咨詢分析的重要檢測方法,可為染色體病的診斷提供依據。對重點人群進行遺傳分析有助于查明病因,指導生育,提高人口質量,為本地遺傳咨詢及染色體核型分析提供參考。