具有不良孕产史夫妇染色体分析
2015-12-24李慧王辉林李瑾沈楷李晓红陈湘梅
李慧,王辉林,李瑾*,沈楷,李晓红,陈湘梅
(广东深圳市宝安区妇幼保健院,1.生殖健康科;2.中心实验室,深圳 518133)
不良孕产史是指曾发生自然流产、死胎、死产、畸胎,生育先天性疾病患儿,智力低下儿等生育史,是遗传咨询中最常见的问题之一,也一直是临床医生面对的具有挑战性的课题。本文对724例不良孕产史患者进行外周血染色体核型分析,从遗传学角度寻找发生流产和不育等的原因,并总结经验为遗传咨询提供信息。
材料与方法
一、临床资料
2012年6 月至2013年12 月到我院生殖健康科门诊就诊患者,其中724例因复发性流产、死胎、死产、育畸形儿等不良孕产史行染色体核型检查,患者表型、智力均正常,年龄20~40岁,男性391例,女性333例。
二、方法
724例不良孕产史患者行外周血淋巴细胞染色体核型检查。抽取患者的正中肘静脉血2ml,在无菌条件下,置于5ml细胞培养液(广州白云山拜迪生物医药公司)中,37 ℃培养,培养66~68h后加入秋水仙素(广州达晖生物技术公司),继续培养至72h,离心收集培养物,KCl低渗处理35min,加入固定液固定30min或4 ℃过夜,最后进行制片和染色显带。核型分析:每例平均计数30个核型,分析5~8 个核型,异常者计数到50 个核型,同时分析30个核型,最后按照标准G 带核型作细胞遗传学诊断。
结 果
724例不良孕产史患者中染色体异常者10例,检出率1.38%。其中男性391 例,染色体异常者5例,检出率1.28%;女性333 例,染色体异常者5例,检出率1.50%。异常染色体有:染色体易位8例、占1.10%,倒位1 例、占0.14%,意义不明的变异(46XX,10q11.1+)1 例、占0.14%,染色体多态性改变91 例、占12.57%,女性染色体多态性占5.71%,男性染色体多态性占18.41%。异常核型与临床的关系见表1,染色体多态性与临床表现的关系见表2;染色体多态性及染色体异常图谱举例,见图1和2。
表1 异常核型与临床的关系
图1 G 显带的多态性的染色体 ×1 000
表2 染色体多态性与临床的关系
图2 G 显带的染色体易位核型46,XX,t(7;12)(q34;q13) ×1 000
讨 论
本文不良孕产史患者724 例,异常染色体占1.38%,我国一般人群染色体异常频率为0.5%~1%[1],本文染色体异常率较一般人群未见明显升高,考虑与样本量及研究对象的入组条件限制有关。异常核型见染色体易位、倒位。染色体多态性占12.57%。临床表现为育畸形儿、葡萄胎、复发性流产及男性少弱精子症。
染色体易位的遗传效应:染色体易位因没有造成染色体片段的增加和减少,这种染色体畸变携带者的表型往往正常,但易位染色体在减数分裂过程中,通过同源染色体间配对形成四射体,无论以哪种方式互换分离,至少可形成18种类型的配子,分别与正常的配子结合形成18种合子。这18种合子中仅一种染色体正常,一种为表型正常的易位染色体携带者,其余16种合子,或是染色体部分缺失,或是染色体部分重复,分别表现为流产、死胎或畸形儿[2]。男性染色体易位携带者,根据发生易位的染色体,易位的类型及发生易位的断裂位点不同,该男性携带者的精子中染色体异常者可达20% ~80%[3]。在分别对男性染色体易位携带者和女性染色体易位携带者的D2/D3胚胎进行荧光原位杂交(FISH)检测时,发现两组中染色体不平衡胚胎率没有统计学差异[4]。本文中染色体易位患者8 例,4例女性均表现为复发性流产,4例男性其配偶均表现复发性流产,同时1例合并少弱精子症,说明染色体易位与不良孕产史有重要的关系,同时可能导致男性携带者的精子异常。
染色体倒位的遗传效应:在配子的形成过程中,根据倒位染色体与正常同源染色体之间的配对遵循同源染色体节段相互配对的原则,形成特有的倒位环,经过在倒位环的互换,理论上将形成4种不同的配子,1 种为正常染色体,1 种为倒位染色体,其余2种均带有部分重复和部分缺失的重排染色体。后两种重排染色体为不平衡配子,胚胎很难存活,将导致流产和死胎。
染色体多态性的遗传效应:染色体多态性是生物物种内各个体之间的正常变异,人群发生率约为2.6%[5]。表现为同源染色体结构和带纹强度的差异,一般涉及在遗传上不活跃的、含高度重复DNA序列的结构异染色质区,主要包括9号染色体臂间倒位,D(13,14,15)、G(21,22)组染色体短臂和Y染色体长臂长度变异以及1、9、16号染色体着丝粒和次缢痕增大等。
人类染色体倒位在每号染色体均可发生,其中inv(9)发生频率最高。国外报道,9 号染色体臂间倒位发生率为1.5%,归为染色体多态性[6]。国内报道其发生率为0.82%[7]。有研究[8]发现,9p12和9q13-21两处位点的重复DNA 序列具有同源性,推测该两处易断裂点促使染色体重排且不产生临床效应。本文9号染色体倒位4例均有复发性流产史,考虑与上述倒位环机理有关。有资料报道,inv(9)个体产生的配子中二倍体概率高,受精后容易形成三倍体而导致流产[9]。
D/G 组染色体短臂和1、9、16号染色体着丝粒和次缢痕增大与不良孕产史具有相关性。一般认为异染色质是无特殊功用,也无表型效应。但有研究[10]表明,异染色质在着丝粒功能方面起着重要的作用,是姐妹染色单体结合和染色体分离所必需的。异染色质可以加强着丝粒区,以确保染色体的分离,并能使着丝点稳定化;同源染色体可通过其异染色质区的重复序列在减数分裂时配对,促进沿染色体全长的联会。近来有学者以免疫基因标记及stMFISH 检测染色体非着丝粒的异染色质区在联会早期的粗线期,异染色质中的间隙,分裂的高频出现会导致联会复合体形成异常,在患无精子症的1qh+的患者,其异染色质中的间隙、分裂现象明显高于非多态染色体。因此,异染色质的异常可能影响在减数分裂时染色体的配对联会,从而影响配子的形成,由此导致不孕不育[11]。另外,常染色质经过染色体重排而移位到异染色质区或其附近,在异染色质影响下,产生斑点位置效应(PEV),使常染色质的基因表达受到抑制,一些与生殖相关的基因沉默,从而引 起 生 殖 异 常[12]。Minocherhomji等[13]在 一 项 对染色体多态性与不育关系的大样本的病例对照相关性研究中发现,9qh+、acro pstk+在不育及不良孕产史的女性发生率显著高于已生育的正常的女性;而9qh+在不育男性组发生率高于正常对照组。
Y 染色体多态性与不良孕产史的关系一直是个有争议的问题,越来越多的研究发现其与不良孕产史有一定的相关性。本文中Y 染色体多态性占不良孕产史患者的5.39%。Y 染色体长臂(Yq)远端2/3为结构异染色质,是Y 染色体长度变异的主要部位。大Y 表现为长臂异染色质长度增加(qh+)。在不育患者和正常人群进行大样本病例对照相关性研究中,有不良孕产史的女性的配偶的Yqh+发生频 率 在 统 计 学 上 呈 显 著 上 升 (30.20%vs.12.74%)[13]。一项比较Yqh+男性与非Yqh+男性行IVF结局的回顾性分析发现优质胚胎获得率及临床妊娠率在Yqh+男性组低于对照组[14]。有学者采用实时荧光定量聚合酶链反应(PCR)技术检测大Y 染色体及小Y 染色体上的DYZ1拷贝数,发现大Y 染色体上的DYZ1完整性很好,但拷贝数明显增加,而小Y 的DYZ1部分缺失拷贝数明显减少[15]。DYZ是位于人类Y 染色体重复的DNA 家族,包括DYZ1~DYZ5,DYZ1是Y 染色体末端异染色质(q12)上纵行排列的重要序列,其长度几乎占据整个Y 染色体长度的40%。Y 染色体的多态性与DYZ区有关[16],DYZ1 区的不稳定性可能破坏基因的剂量效应,导致有丝分裂错误,或影响基因调节和细胞分化程序,从而直接影响生殖细胞的形成。增多重复的DNA 序列干扰了基因调节,影响了配子的分裂分化,干扰了与发育相关的正常基因表达,从而影响胚胎受精后的发育导致了不良妊娠的发生[17]。本文中Y 染色体多态性表现为少弱精子的生殖障碍和复发性流产。
综上对不良孕产史患者行染色体检查,对查找病因及对不良孕产史夫妇的孕前遗传咨询及产前诊断都有着重要的意义。本文中染色体多态性占有一定的比重,说明染色体多态性改变应引起临床及科研的重视,对染色体多态性与生殖的关系需更深入的基因分子水平的研究与探讨。本文不足在于病例资料选取中未能以不良孕产史夫妇作为研究对象,因此文中男性和女性的异常核型检出率及多态性检出率无法行统计学比较,在今后工作中将完善病历资料登记检索工作,深入研究不良孕产史的遗传学病因及特点,从而为临床工作提供较全面的参考依据。
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