复发性自然流产的遗传学因素研究进展

侯宗园 易建平 韩宝生 戚桂杰

华北理工大学；①附属唐山市妇幼保健院生殖遗传科 河北唐山 063000

复发性自然流产的遗传学因素研究进展

侯宗园 易建平①韩宝生①戚桂杰①

华北理工大学；①附属唐山市妇幼保健院生殖遗传科 河北唐山 063000

复发性自然流产 染色体异常 单核苷酸多态性

流产是指妊娠在28周之前，胎儿体质量不足1000g而自然终止妊娠者，≥2次的自然流产称之为复发性流产。据报道，自然流产发病率为15%～40%，而复发性自然流产(Recurrent Spontaneous Abortion，RSA)在育龄期妇女中发生率为4.1%[1]。由于妊娠终止还包括早期生化妊娠，因此实际人群中RSA发生率可能更高，属于一种不孕症，影响患者正常生活质量，并给患者带来巨大的压力，因此，对反复自然流产的病因进行准确的判断具有重要的意义。引起RSA的病因十分复杂，包括生殖器畸形、免疫性因素、内分泌失调、母体全身性疾病、感染、血型不合以及遗传学因素等。其中遗传因素是近年来发现的自然流产最主要的影响因素，已引起临床工作者和科研人员的高度重视，故本文对RSA的遗传学病因进行研究，报告如下。

1 染色体异常

1.1夫妇双方染色体异常 对RSA的夫妇进行外周血染色体核型研究分析，发现在普通人群中染色体异常的检出率并不高，为0.47%～0.84%，而在RSA患者中则为0.8%～12.5%，普通人与RSA患者相比，RSA患者染色体异常的检出率明显高于普通人，而当夫妇双方染色体存在异常时，其流产次数≥3次的概率更是高达≥50%[2]。因此，检测反复流产史夫妇的染色体核型及染色体多态性，对患者及其家系成员具有重要的生育指导意义[3]。而常见的染色体异常包括易位(相互易位、罗伯逊易位)、倒位、缺失及染色体多态性等。

1.1.1易位 当同时发生断裂的两条染色体中一条染色体的片段移到另一条染色体上即形成易位，易位包括单向易位、相互易位和罗伯逊易位。其中以相互易位最多见，在RSA患者中的发生率为0.8%～12.5%[4]。相互易位携带者通常不存在表型异常，这是由于未造成重要遗传物质的改变，但是子代却可以继承。宋华芹等[5]研究分析1例平衡易位携带者，结婚10年，妊娠6次，均于1～3个月胚胎停育自然流产，本人表型正常。推测其是相互易位携带者的生殖细胞在减数分裂过程中形成遗传物质不平衡的合子，导致部分单体和部分三体胚胎的产生，引起胚胎发育障碍,造成子代发生自然流产、死胎和畸形儿。最近研究发现相互易位携带者女性多于男性，这是由于女性一般每月只排一个卵子，而男性精子数量多，有选择优势，即使产生携带有平衡易位的精子，也可以生育正常的后代；其次是罗伯逊易位，其包含10种非同源的罗伯逊易位和5种同源罗伯逊易位。罗伯逊易位在一般人群中发生的概率为1/1000[6]，在RSA患者中则为2%，明显高于普通人群[7]。而赵晓等[8]对157例罗伯逊易位携带者的生育情况进行分析得出的结论是一方为罗伯逊易位携带者的夫妇平均流产率为88.90%，平均流产次数2.66次，其中同源罗伯逊易位的均流产率为99.31%，平均流产次数4.21次，未生育正常子女;非同源罗伯逊易位平均流产率为84.36%，平均流产次数2.36次。这说明罗伯逊易位是造成反复流产主要遗传学原因之一。

1.1.2倒位 染色体倒位是指在一条染色体臂内或短臂、长臂内有2个断裂位点，使得此染色体形成3个片段，断裂后的中间片段旋转180°，然后将此片段与其他两段重新连接起来，形成一条重排的染色体，此种类型的携带者只有基因顺序的改变，没有所携带基因的丢失，因此染色体倒位患者一般无明显表现型变化及智力障碍，不发生遗传效应。染色体倒位分为臂间倒位和臂内倒位，以9号染色体臂间倒位(inv(9))最多见，在国内普通群体发生率为1.0%[9]，在RSA患者则为2.28%，明显高于国内普通人群[10]。9号染色体臂间倒位含有常染色体最大的异染色质区，既往学者认为是一种染色体的多态性，是否引起临床效应尚存在争议。于洋等[11]对4684例患者的外周血染色体进行分析，同时回访存在生殖异常的9号染色体臂间倒位患者，其中配合家系调查的有5例，得出的结论是9号染色体臂间倒位与生殖异常无直接关系，故与反复自然流产也无关。Jeong等[12]也认为9号染色体臂间倒位属于正常变异，一般无表型效应，不影响个体健康。但近年来研究发现，inv(9)在生殖异常如不育症、复发性流产、出生缺陷等人群中发生率明显增高。林慧等[13]认为9号染色体发生断裂的位置多发生在9号染色体短臂p12(9p12)、9号染色体长臂q13和q21.1之间的片段(9q13～q21.1)，较少发生在9号染色体长臂q12(9q12)上。9p12和9q13～q21.1断裂点位于异染色质区内(次缢痕区)，属于染色体多态性，对妊娠结局无直接的影响，而9q12断裂点在异染色质区外，属于染色体结构异常，可能导致不良孕史，进而分析其与RSA有关。

1.1.3染色体多态性 染色体多态性是指正常人群中染色体恒定结构及着色强度存在微小差别，包括D/G组随体或短臂变异、次缢痕变异、Y染色体多态。其常涉及含高度重复DNA结构的异染色质区，不含结构基因，没有转录活性，因此通常认为染色体多态性不具有明显的表型或病理学意义。但是2004年首次报道应对压力刺激如热休克，人类基因组结构异染色质表现转录活性，影响基因的表达，进而引起了临床效应。其引起临床效应的机理是染色体多态的异染色质区的变异影响着丝粒功能，也影响着姐妹染色单体结合和染色体分离，造成同源染色体配对困难，影响细胞分裂进而引起胚胎发育障碍，导致RSA的发生。刘念等[10]报道RSA组D/G组染色体随体或短臂变异如13、14、15号染色体短臂上的随体柄增大或减小(13/14/15pstk±)，21、22号染色体短臂上的随体柄增大或减小(21/22pstk±)等的发生率均显著高于对照组(P<0.05)，说明D/G组染色体随体或短臂的多态性与RSA相关。而张丽琴等[14]报道对1392例生殖异常夫妇进行染色体核型分析，共检出129例染色体核型异常的夫妇，次缢痕增加者8例，其中6例均具有自然流产史，这说明次缢痕增加与RSA有关。而近几年研究的热点是Y染色体多态性，其主要位于Y染色体长臂远端2/3的异染色质区，根据Y染色体的长度，将人类Y染色体分为大Y染色体和小Y染色体。既往大多数学者认为大Y染色体很少具有明显的表型或临床意义，但随着遗传学检测技术的发展，目前认为大Y染色体可能具备临床意义。其可能的原因是大Y 染色体异染色质区DNA高度重复，使得Y染色体的长度改变，从而影响其与同源性的X染色体重组，造成有丝分裂时同源染色体不分离，使得受精卵细胞分裂、分化异常，引起胚胎发育障碍，导致配偶RSA。李强等[15]对不良生育史夫妇516对进行染色体核型分析，其中51例大Y染色体携带者，检出率为4.94%(51/1032),妻子习惯性流产者34例,占66.67%，其中RSA≥3次者9例,占17.65%, 流产次数最多者6次。这说明大Y染色体与RSA有关。而小Y染色体在临床上表现型异常的患者较为少见，其表现型异常可能与无精子因子(azoosper-mia factor，AZF) 基因的微小缺失有关[16]，小Y染色体的这种不完整性会对生精及胚胎发育产生影响，因而导致配偶RSA。

1.2胚胎染色体异常 胚胎着床后，31%发生自然流产，其中80%为早期自然流产[17]。早期自然流产最常见的原因是胚胎染色体异常，约占50%。而胚胎绒毛具有与胚胎组织相同的遗传信息，故可以作为检查胚胎染色体的标本。在自然流产中胚胎染色体异常包括数目异常(96%)、结构异常(3%)，其他1%为染色体镶嵌现象及亚显微染色体异常。在染色体数目异常中，染色体非整倍体异常最多见，占70%，其中60%为三体型，其次为X单体、三倍体、四倍体和多倍体等[18～20]。染色体三体型是指母源性生殖细胞在第一次减数分裂过程中，同源染色体不分离，致使配子中某一染色体的增多，从而导致三体型的存在[21]。同时也是染色体数目异常中最常见的类型，常见的染色体三体是16、22、15、21、13和18号染色体三体，这其中21-三体胚胎可以存活的只有20%，其他常染色体三体型大多数发生流产，因其是高度致死性染色体变异。其次为X单体(monosomyX，45X)，占8%，多数为父源性生殖细胞在减数分裂时染色体不分离，形成缺失X染色体的配子，此配子与正常的卵细胞受精形成染色体异常的胚胎，此种异常胚胎如若不发生流产，胎儿足月分娩后往往伴有特纳综合征(Turer syndrome)。染色体三倍体是指双雄受精、双雌受精和正常受精后在减数分裂过程中染色体分离不可控，双雄受精即是两个精子同时进入受精卵，双雌受精则是在减数分裂过程中，由于某些原因卵细胞不能形成第一极体或第二极体与卵细胞的细胞核重新结合，致使卵细胞中多含有两组染色体，受精后受精卵则为三倍体，此种异常胚胎在孕早期就发生流产，流产胎儿多伴有畸形。染色体四倍体是指2个单倍体精子同时与1个二倍体卵子结合或1个二倍体精子与1个二倍体卵子结合，形成的受精卵则为四倍体，此种染色体异常极少见，常伴有滋养层疾病，存在此种染色体异常的活婴更是极少，绝大多数极早就发生流产；染色体结构异常为染色体倒置、易位、缺失、重复。易位和倒置由于只存在染色体片段位置的变换，不存在遗传物质的改变，通常不发生临床症状。但近几年随着遗传学检测技术的进步，发现染色体微缺失、微重复由于存在遗传物质的增加或减少会引起早期胚胎流产。余蕾[22]等应用测序技术对50例患者胚胎停止发育的流产物进行检测，检出染色体微缺失、微重复23例，查询DGV、OMIM、DECIPHER数据库，5例注释为各类缺失重复综合征，均可以引起RSA，18例注释为多态性或致病性未知。这说明染色体微缺失、微重复是导致RSA的一个病因，但还需要大样本的研究进一步明确此病因。

2 单核苷酸多态性

单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)指由于单个核苷酸碱基的改变而导致的DNA序列多态性，是一种可遗传变异。而RSA是一种多基因遗传病，发病机制复杂，涉及多个基因，利用SNP技术对RSA易感基因定位成为当前生殖遗传学研究的热点。

2.1免疫相关基因 SNP随着生殖免疫学发展，已逐渐明确免疫因素与RSA密切相关。其原因是胚胎作为半异体移植到母体子宫，出于自我保护，会抑制母体的免疫反应。而当SNP存在时母体对胚胎抗原产生免疫反应，使之不能产生封闭抗体，对胚胎产生免疫排斥，进而导致流产的发生。与免疫相关的因子有人类白细胞抗原(HLA)、细胞因子、转录因子(Foxp3)。

2.1.1HLA HLA在滋养层细胞中的表达已证明在母胎界面免疫耐受中起重要作用，HLA与自然杀伤(NK)基因复合体结合，对NK细胞活性起到抑制作用，从而引起母体的免疫反应，导致流产。Zheng等[23]报道研究HLA-DQA1、HLA-DQB1区域的基因多态性，发现HLA-DQB1*03：03等位基因在RSA中明显高于对照组，与RSA有关，HLA-DQB1*05:03、HLA-DQB1*05:02等位基因对女性妊娠可能具有保护作用。而邵剑春等[24]报道HLA-G基因在3'非编码区发现14bp基因多态性，-14bp/+14bp杂合子与RSA有关。最近Fotoohi等[25]报道HLA-E 0101/0103杂合子增加RSA的危险。HLA-E分子在每个人细胞表面都有不同程度的表达，这与不同肽的亲和力和热稳定性有关，HLA-E 0101降低其热稳定性和表达，导致其对NK细胞的抑制无效，从而引起母体的免疫排斥，导致流产的发生。

2.1.2细胞因子 细胞因子特别是辅助T细胞(Th)因子在正常妊娠过程中发挥重要的作用，主要是调节Th1/Th2之间的平衡，Th1型免疫反应及其相关因子如TNF-α、IFN-γ及IL-1β抑制胚胎和胎儿的发育以及人类滋养细胞系的增殖导致流产。Th2型免疫反应及相关因子如IL-6和IL-10介导B细胞增殖、抗体产生和同种排斥反应的免疫耐受，是维持妊娠必不可少的。 Liu等[26]分析多种细胞因子与RSA的关系，研究发现TNF-α-308G/A、IL-6-174G/C、IL-10-819G/C与RSA有关，而TNF-α-238G/A、IL-6-634G/C、L-10-1082A/G、L-10-592C/A与RSA无关。

2.1.3Foxp3 Foxp3是调节性T细胞(Treg)的发育和功能维持的关键调节因子，它可以控制Th0细胞向Th1细胞和Th2细胞的转化，通过调节Th1/Th2细胞平衡，使妊娠成为一种特殊的“Th2现象”，进而维持母体对胚胎的免疫耐受。Wu等[27]报道Foxp3基因位点rs2232365G/G基因型及G等位基因明显增加RSA的发病风险，由于rs2232365A/G位点多态性的作用机制未知，推测G等位基因可能通过降低Th2细胞数量，降低Th2型免疫反应达到破坏母胎界面间Th1/Th2平衡导致URSA的发生。此外基因位点rs5902434 的3种基因型与RSA无关，但其单倍型del/ATT位点del缺失型等位基因与RSA有关，这与Foxp3的表达减少有关。戚潜辉等[28]报道rs5902434的3种基因型与RSA无关，但推测rs5902434基因位点多态性参与组成Foxp3的单倍体有可能与复发性流产易感性有关。

2.2血栓生成相关基因 SNP近年来相关研究发现血栓形成倾向与自然流产相关，母体处于血液高凝状态与遗传性血栓形成倾向时，凝血系统的功能增强，凝血和纤溶系统失衡，使之易形成血栓，进而使得胎盘的血液灌流量明显减少，导致胎盘和绒毛发生坏死，最终导致流产的发生。与血栓生成相关的基因多态性是纤溶酶原激活物抑制剂(Plasminogen activator inhibitor-1，PAI-1)5G/4G、凝血因子V(Factor V，FV)G1691A、凝血因子Ⅱ(FactorⅡ，FⅡ)G20210A和亚甲基四氢叶酸还原酶(Methylenetetrahydrofolate reductase，MTHFR)C677T。其导致RSA的机制分别为：凝血因子V (FV)活性蛋白C(Active protein C，APC)控制凝血因子V的含量和活性，基因多态性引起APC抵抗，从而引起凝血因子V不能灭活，增加血液高凝引起RSA；亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR) C667T位点的基因突变基因频率增加，导致MTHFR酶活性的作用降低，引起血浆高同型半胱氨酸和低叶酸水平，造成同型半胱氨酸在体内蓄积，从而导致自然流产和胚胎发育异常等不良孕产的结局；在凝血过程中，凝血因子Ⅱ(FⅡ)基因突变会导致血液中FⅡ含量上升，被凝血因子Va转变成凝血酶，导致血栓形成；纤溶酶原激活物抑制剂PAI-1突变发生后，阻止纤维蛋白溶解，导致胎盘血管血栓形成。Arabkhazaeli等[29]报道MTHFR C667T与RSA有关，而MTHFR A1298C和凝血因子V A4070G与RSA无关。岳红云等[30]报道通过快速循环PCR和荧光共振能量转移技术分析在习惯性流产妇女中，FV G1691A和FII G20210A的G/A杂合基因型是习惯性流产发生的高危险因素，PAI-1 5G/4G杂合基因型是习惯性流产发生的低危险因素，而MTHFR C677T基因型与习惯性流产发生没有直接关系。以上两者的研究在MTHFR C677T基因型上存在矛盾，但是临床荟萃分析MTHFR C667T与RSA有关[31]。这可能与研究人群、种族、地域差异性有关，导致结论尚不统一，还有待于大样本的研究。

2.3血管生成相关基因 SNP整个胚胎发育过程中，胎盘绒毛和蜕膜血管的生成是关键步骤，也是胚胎植入和子宫内膜发育最基本的条件。与RSA有关的调节因子是血管内皮生长因子(vascular endothelial cell growth factor，VEGF)与一氧化氮合成酶(Nitric oxide synthase，NOS)。VEGF基因多态性是通过改变基因的转录活性而影响蛋白的表达，使得VEGF表达不足，影响胎盘绒毛和蜕膜的血管生成，使得胚胎血供不足而引起胚胎发育障碍，引起RSA。Xu等[32]报道VEGF基因多态性位点-2578C/A，-1154G/A，-634G/C，-583T/C,936C/T与RSA密切相关。而Xing等[33]有文献报道VEGF基因多态性位点-1154G/A与中国人RSA无关。这说明在VEGF基因多态性位点-1154G/A处存在争议；NOS是一氧化氮(NO)代谢的关键酶，基因多态性可导致内皮型一氧化氮合成酶(eNOS)发生构象改变，影响eNOS的活性，进而使NO合成减少，而NO又是内皮源性舒张因子和平滑肌松弛剂，合成减少使得血管的通透性降低，胎盘血液灌流量减少，抑制胚胎着床，此外NO的含量还可以调节胎盘绒毛膜促性腺激素的产生，这与胚胎发育有关。Shin等[34]报道NOS基因外显子7多态性位点G894T与韩国人RSA有关，Parveen等[35]报道NOS的基因在12862A>G(rs1007311)位点GG基型,Glu298Asp位点处G等位基因和内含子4VNTR位点处AA基因型与RSA有关，增加印度患者RSA的概率。这说明VEGF、NOS基因多态性存在明显的地区差异，并不都是中国人RSA的病因，这就需要更大样本、更多位点的研究，以便找出与我国RSA患者有关的单核苷酸多态性位点。

3 展望

近年来，随着细胞遗传学、分子遗传学检测技术的发展，胚胎染色体及夫妇染色体异常仍然是导致RSA的主要原因。SNP与RSA相关性的研究也取得了进一步进展，但由于研究样本量、人群、地域、种族等方面的差异，使其尚未得到统一的结论，仍需要大样本、多地域的研究。在妊娠过程中，要做好产前咨询，定期进行产检，及时行胚胎绒毛、羊水染色体及无创DNA检查，一旦检查结果显示胎儿染色体存在异常，要及早终止妊娠。

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(2016-12-10 收稿)(王一伊 编辑)

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R 71

A

2095-2694(2017)05-414-07

侯宗园(1989-)，女，硕士研究生。研究方向：生殖遗传。

易建平。