唐氏筛查临界或高风险孕妇羊水染色体核型和基因组拷贝数变异结果分析.pdf

548检验医学 2023 年 6 月第 38 卷第 6 期 Laboratory Medicine，June 2023，Vol.38，No.6唐氏筛查临界或高风险孕妇羊水染色体核型和基因组拷贝数 变异结果分析韩雪闻柳宛杨（阜阳市人民医院，安徽 阜阳 236000）摘要：目的 分析唐氏综合征产前筛查（简称唐氏筛查）临界风险或高风险孕妇羊水染色体核型和基因组拷贝数变异的检出情况，为此类孕妇的产前诊断提供参考。方法 收集2019年12月2021年10月阜阳市人民医院450例唐氏筛查临界风险或高风险孕妇羊水样本，进行染色体核型分析、染色体微阵列分析（CMA）或基因组拷贝数变异测序（CNV-seq）。结果 450例孕妇中，染色体核型分析共检出异常核型40例（8.89%），其中18/21-三体综合征29例（6.44%）、非18/21-三体综合征染色体异常11例2.44%，包括常染色体异常3例（0.67%）、性染色体异常8例（1.78%）。CMA或CNV-seq共检出染色体异常76例，其中35例与染色体核型分析结果相符、41例不相符包括染色体平衡易位2例、复杂性染色体结构嵌合2例、致病和疑似致病拷贝数变异（CNV）12例、临床意义不明25例。染色体核型分析联合基因组检测共检出非18/21-三体的染色体异常23例（5.11%）。结论 唐氏筛查临界风险或高风险除提示18/21-三体综合征外，对非18/21-三体的染色体异常也有一定的提示作用。产前诊断时采用羊水染色体核型分析联合CMA或CNV-seq技术可提高染色体异常的检出率。关键词：唐氏综合征产前筛查；产前诊断；染色体核型分析；拷贝数变异Analysis of amniotic fluid chromosome karyotype and genome copy number variation in critical or high-risk pregnant women by Downs screening HAN Xue，WEN Liu，WAN Yang.（Fuyang Peoples Hospital，Fuyang 236000，Anhui，China）Abstract：Objective To analyze amniotic fluid chromosome karyotype and genome copy number variation in critical or high-risk pregnant women by Downs screening，and to provide a reference for prenatal diagnosis of critical or high-risk pregnant women.Methods A total of 450 critical or high-risk pregnant women by Downs screening in Fuyang Peoples Hospital from December 2019 to October 2021 were enrolled.All of them underwent amniocentesis，and chromosomal karyotype and chromosomal microarray analysis（CMA）or genome copy number variation sequencing（CNV-seq）were performed.Results Chromosomal karyotype analysis detected 40 abnormal karyotypes，accounting for 8.89%，including 29（6.44%）cases of trisomy 18/21-syndrome，11（2.44%）cases of non-trisomy 18/21 chromosome abnormalities 3（0.67%）cases of autosome abnormalities and 8（1.78%）cases of sex chromosome abnormalities.A total of 76 cases of chromosomal abnormalities were detected by CMA or CNV-seq，of which 35 cases were consistent with karyotype analysis and 41 were inconsistent including 2 cases of balanced chromosomal translocation，2 cases of complex sex chromosome structure chimerism，12 cases of pathogenic and suspected pathogenic copy number variation（CNV）and 25 cases of unknown clinical significance.A total of 23（5.11%）cases of non-trisomy 18/21 chromosome abnormalities were detected by chromosomal karyotype analysis combined with copy number variation.Conclusions In addition to trisomy 18/21-syndrome，the critical or high-risk of Downs screening can also be used to indicate the chromosome abnormalities of non-trisomy 18/21.The amniotic fluid chromosomal karyotype analysis combined with CMA or CNV-seq in prenatal diagnosis can improve the detection rate of chromosome abnormalities.Key words：Downs screening；Prenatal diagnosis；Chromosomal karyotype analysis；Copy number variation 基金项目：安徽省重点研究和开发计划项目（201904a07020012）作者简介：韩 雪，女，1987年生，学士，主管技师，主要从事产前诊断实验技术研究。通信作者：宛 杨，E-mail：。引用本文：韩雪，闻柳，宛杨.唐氏筛查临界或高风险孕妇羊水染色体核型和基因组拷贝数变异结果分析J.检验医学，2023，38（6）：548-552.文章编号：1673-8640（2023）06-0548-05 中图分类号：R446.1 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1673-8640.2023.06.008目前，唐氏综合征产前筛查（简称唐氏筛查）作为一种快速、经济的血清学筛查方法而被广泛应用。唐氏筛查主要通过母体血清学指标结合年龄、体重、孕周等预测胎儿患21-三体549检验医学 2023 年 6 月第 38 卷第 6 期 Laboratory Medicine，June 2023，Vol.38，No.6态性检测，使用安捷伦基因组工作站Genomic Workbench软件（美国Agilent公司）进行数据分析。2）CNV-seq：将羊水样本送至深圳华大基因公司，通过酶切打断DNA，末端修复、加入接头修饰DNA片段，最后通过聚合酶链反应得到DNA文库，采用Qubit质控、定量后，采用BGISEQ-500基因测序仪（深圳华大基因公司）测序。通过国际数据库人类染色体不平衡和表型数据库（database of chromosomal imbalance and phenotype in humans using ensemble resources，DECIPHER；https：/www.decipher.sanger.ac.uk）、在线人类孟德尔遗传数据库（online mendelian inheritance in man，OMIM；http：/www.omim.org/）、正常人群结构变异频率数据库（database of genomic variants，DGV；http：/projiects.tcag.ca/variation）、Clingen数据库（https：/dosage.clinicalgenome.org/）、GeneReviews数据库（https：/www.generreviews.org/）进行数据比对，依据2019年美国医学遗传学与基因组学学会判读指南6将100 kb的拷贝数变异（copy number variation，CNV）分为致病、疑似致病、临床意义未明、疑似良性、良性5个级别，本研究重点分析致病和疑似致病CNV。1.3 统计学方法 采用SPSS 22.0软件进行统计分析。计数资料以例或率表示，组间比较采用2检验。以P0.05为差异有统计学意义。2 结果2.1 染色体异常核型检测结果 450例样本中，检出染色体异常核型40例（8.89%），其中18/21-三体综合征染色体异常核型29例（6.44%），包括数目异常26例（5.78%）、结构异常3例（0.67%）；非18/21-三体综合征染色体异常核型11例（2.44%），包括常染色体异常3例（0.67%）、性染色体异常8例（1.78%）。见表1。2.2 染色体基因组检测结果450例样本中，CMA或CNV-seq共检出染色体异常76例，其中35例与染色体核型分析结果相符，包括21-三体综合征19例、18-三体综合征10例、10 Mb的染色体缺失1例、性染色体综合征、18-三体综合征和开放性神经管缺陷的风险1。羊水染色体核型分析已被广泛用于唐氏筛查临界风险或高风险和染色体疾病、遗传代谢病胎儿的产前诊断，但分辨率较低，无法检出微小的缺失和重复2。染色体微阵列分析（chromosomal microarray analysis，CMA）3和基因组拷贝数变异测序（copy number variation sequencing，CNV-seq）弥补了这一不足4。本研究拟对唐氏筛查临界风险或高风险孕妇羊水进行染色体核型分析、CMA或CNV-seq检测，以期为临床诊断提供更多参考。1 材料和方法1.1 研究对象 收集2019年12月2021年10月因唐氏筛查临界风险或高风险至阜阳市人民医院就诊，且行羊膜腔穿刺术分析染色体核型和CMA或CNV-seq检测的450例孕妇羊水样本，孕妇年龄1740岁，孕周1728周。以21-三体综合征风险值1/270判定为高风险，1/2701/1 000判定为临界风险；18-三体综合征风险值1/350判定为高风险，0.05）。临界风险组与高风险组之间致病CNV和疑似致病CNV检出率差异均无统计学意义（2值分别为0.003、0.501，P0.05）。见 表3。2.4 唐氏筛查临界风险和高风险孕妇羊水染色体异常总检出率分析450例样本中，唐氏筛查临界风险59例（临界风险组）、高风险391例（高风险组），共检出致病和疑似致病染色体异常52例，其中18/21-三体综合征染色体异常总检出率为6.44%（29/450），非18/21-三体综合征染色体异常总检出率为5.11%（23/450），二者比较差异无染色体核型CMA或CNV-seq例数/例妊娠结局检测结果检测方法 46，XN1q21.1q21.2（146531538_147726541）1CMA1新生儿正常 46，XN16p13.3（215499_232685）1CMA1失访 46，XN15q11.2q13.1（22822019_28513165）1CMA1终止妊娠 46，XN22q11.21（18919528_21460594）1CMA1终止妊娠 46，XN17p12（14104475_15420102）3CMA1新生儿正常 46，XNdel（Xp22.31p22.31）chrX：g.6538025_9030200delCNV-seq1终止妊娠 46，XNdel（Xp22.31p22.31）chrX：g.6769676_8122159delCNV-seq1终止妊娠 46，XN1q41q42.12（223429493_224909236）1CMA1新生儿正常 46，XNdel（16q24.3q24.3）chr16：g.89847479-89981300delCNV-seq1新生儿正常 46，XNdup（1p31.3p31.3）chr1：g.65912138-66033686dupCNV-seq1新生儿正常 46，XNdel（8p23.3p23.2）chr8：g.10132_2891350delCNV-seq1终止妊娠注：致病CNV；疑似致病CNV。表2（续）表3临界风险组和高风险组例染色体异常检出情况比较组别例数18/21-三体综合征非18/21-三体综合征总计/例（%）数目异常/例（%）结构异常/例（%）合计/例（%）致病CNV/例（%）疑似致病CNV/例（%）常染色体异常/例（%）性染色体异常/例（%）合计/例（%）临界风险组 59 4（6.78）0（0.00）4（6.78）1（1.69）1（1.69）0（0.00）4（6.78）6（10.17）10（16.95）高风险组391 22（5.63）3（0.77）25（6.39）7（1.79）3（0.77）3（0.77）4（1.02）17（4.35）42（10.74）2值0.1250.4560.0130.0030.5010.4569.7293.5821.933P值0.7230.5000.9100.9590.4790.5000.0020.0580.164注：空白表示无此项。3 讨论本研究450例样本中，18/21-三体综合征检出率为6.44%，略高于文献报道的唐氏筛查临界风险或高风险胎儿18/21-三体综合征的检出率（3.8%5.7%）7。许伟雄等8发现，唐氏筛查高风险不仅能提示18/21-三体综合征，对其他染色体异常也有提示作用。朱若男等9发现，唐氏筛查对染色体非整倍体数目和结构异常均有提示作用。有研究结果显示，唐氏筛查高风险胎儿存在性染色体异常风险10。本研究结果显示，450例羊水样本中，非18/21-三体综合征染色体异常核型检出率为2.44%，其中0.67%常染色体异常、1.78%性染色体数目异常。由此可见，唐氏筛查临界风险或高风险除能检出18/21-三体综合征外，对常染色体结构异常、性染色体数目和结构异常等非18/21-三体综合征也有一定的提示作用。VOGEL等11的研究结果显示，唐氏筛查对552检验医学 2023 年 6 月第 38 卷第 6 期 Laboratory Medicine，June 2023，Vol.38，No.6致病性CNV有一定的检出作用。时文丽等12的 研究结果显示，唐氏筛查对18/21-三体综合征的检出率与致病和疑似致病CNV的检出率差异无统计学意义（P0.05）。本研究结果显示，CMA或CNV-seq较染色体核型分析多检出12例（2.67%）致病和疑似致病CNV，略高于文献报道的正常核型人群中有临床意义的微缺失、微重复的CNV检出率（1.7%）13。提示对于唐氏筛查临界风险或高风险孕妇，采用CMA和CNV-seq可提高染色体异常的检出率。本研究结果还显示，在非18/21-三体综合征染色体异常结果中，染色体核型分析与CMA或CNV-seq相符6例，不相符17例。17例不相符结果中，有2例核型为染色体平衡易位，而CMA和CNV-seq结果为正常，这与文献报道2-3的结果（CMA或CNV-seq不能检测染色体平衡易位）一致；有1例染色体核型为47，XXX12/45，X18，CMA只检测到1号染色体有33.30 Mb纯合子状态区段hmz（未涉及印记基因，临床意义不明），该例样本核型是47，XXX和45，X这2种性染色体数目异常的细胞系嵌合，且二者所占比例相近（12%、18%），X染色体的拷贝数约为2，故CMA无法检出。由此可见，染色体核型分析是CMA或CNV-seq不能完全取代的技术。本研究检出2例X连锁鱼鳞病，该病为X连锁隐性遗传，也有相关研究报道过唐氏筛查高风险孕妇检出此病12-14。综上所述，产前诊断可以最大程度地避免严重遗传病患儿出生。由于诊断技术的局限性，本研究检出的变异不一定导致胎儿发病，需结合变异影响、遗传方式和临床特征等进行综合分析，临床应充分提示诊断风险，提供正确的遗传学依据。参考文献1 LOU S，PETERSEN O B，JRGENSEN F S，et al.National screening guidelines and developments in prenatal diagnoses and live births of Down syndrome in 1973-2016 in DenmarkJ.Acta Obstet Gynecol Scand，2018，97（2）：195-203.2 ZHANG Y，ZHONG M，ZHENG D.Chromosomal mosaicism detected by karyotyping and chromosomal microarray analysis in prenatal diagnosisJ.J Cell Mol Med，2021，25（1）：358-366.3 染色体微阵列分析技术在产前诊断中的应用协作组.染色体微阵列分析技术在产前诊断中的应用专家共识J.中华妇产科杂志，2014，49（8）：570-572.4 中华医学会医学遗传学分会临床遗传学组，中国医师协会医学遗传医师分会遗传病产前诊断专业委员会，中华预防医学会出生缺陷预防与控制专业委员会遗传病防控学组.低深度全基因组测序技术在产前诊断中的应用专家共识J.中华医学遗传学杂志，2019，36（4）：293-296.5 MCGOWAN-JORDAN J，SIMONS A，SCHMID M.ISCN 2016：an international system for human cytogenomic nomenclature（2016）M.Basel：S.Karger AG，2016.6 RIGGS E R，ANDERSEN E F，CHERRY A M，et al.Technical standards for the interpretation and reporting of constitutional copy-number variants：a joint consensus recommendation of the American College of Medical Genetics and Genomics（ACMG）and the Clinical Genome Resource（ClinGen）J.Genet Med，2020，22（2）：245-257.7 朱翔，许芳，王玉萍，等.8 606例中孕期妇女血清学三联筛查及产前诊断结果分析J.皖南医学院学报，2016，35（6）：568-571.8 许伟雄，张黎仙，林志华，等.泉州地区妊娠中期妇女血清学筛查胎儿染色体异常及拷贝数变异分析J.中国计划生育和妇产科，2021，13（8）：75-79.9 朱若男，时盼来，赵军红，等.20 038例羊水染色体核型与不同产前诊断指征关系的分析J.中华医学遗传学杂志，2021，38（3）：300-302.10 肖钧方，刘艳秋，邹永毅，等.高危孕妇产前诊断胎儿性染色体异常的遗传学分析J.江西医药，2020，55（8）：1083-1087.11 VOGEL I，PETERSEN O B，CHRISTENSEN R，et al.Chromosomal microarray as primary diagnostic genomic tool for pregnancies at increased risk within a population-based combined first-trimester screening programJ.Ultrasound Obstet Gynecol，2018，51（4）：480-486.12 时文丽，袁二凤，田远，等.唐筛高风险和临界风险孕妇中非21/18三体染色体异常结果分析J.临床检验杂志，2021，39（6）：433-436.13 SHAFFER L G，DABELL M P，FISHER A J，et al.Experience with microarray-based comparative genomic hybridization for prenatal diagnosis in over 5 000 pregnanciesJ.Prenat Diagn，2012，32（10）：976-985.14 吴丽萍，胡亮，皮回春，等.唐氏筛查高风险孕妇590例胎儿染色体及NIPT结果J.广东医学，2020，41（20）：2137-2141.（收稿日期：2022-03-21；修回日期：2022-08-05）（本文编辑：龚晓霖 杨小乂）