62例发育异常儿童染色体芯片检测结果分析

程双喜 陈蕾 娄季武

[摘要]目的 了解染色体芯片在儿童发育异常中的应用情况。方法 对我院2015年3月～2018年10月 62例存在不明原因的智力障碍、特殊面容的发育异常、身高低于均值3个标准差以上的特发性矮小或小于胎龄儿且出生后生长迟缓持续加重，或合并多个（2个或以上）系统的发育异常儿童应用染色体芯片进行检测以明确病因。结果 62例发育异常儿童中染色体芯片检测发现异常结果有45例（占72.58%），发现拷贝数变异39例（占62.90%），另外发现明确致病的单亲二倍体2例（占3.22%）。其中明确致病性突变的29例（46.77%），发现意义不明的拷贝数变异10例（占16.13%）。 结论 染色体芯片检测有利于儿童发育异常相关罕见病的诊治。

[关键词]发育异常儿童；染色体芯片；智力障碍；特殊面容；特发性矮小

[中图分类号] R446.9 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2019）4（a）-0004-04

[Abstract] Objective To understand the application of chromosome microarray in children with dysplasia. Methods From March 2015 to October 2018， 62 idiopathic short stature or small for gestational age infants with growth retardation continuing after birth with unexplained mental retardation， abnormal development of special face， and height with 3 standard deviations lower， or children with dysplasia who have multiple （two or more） systems were tested using chromosome microarrays to find out the possible reasons. Results Among 62 children with dysplasia， 45 cases （72.58%） were found to be abnormal in chromosome microarrays， 39 cases （62.90%） to variation of copy number， and 2 cases （3.22%） were identified as pathogenic diploids. Among them， 29 cases （46.77%） with pathogenic mutations were identified， and 10 cases （16.13%） with unknown variation of copy number were detected. Conclusion Chromosome microarray detection is beneficial for the diagnosis and treatment of rare diseases related to children with dysplasia.

[Key words] Children with dysplasia； Chromosome microarray； Mental retardation； Special face； Idiopathic short stature

兒童生长发育异是儿科临床中常见的就诊原因，包括智力发育异常、体格发育异常或者同时存在的多种发育异常，但临床常规检查常难以明确病因。国内外大量研究表明，儿童的发育异常特别是原发性智力低下和先天畸形与遗传缺陷关系密切，如智力障碍在人群中发病率约为1%[1-2]，约有2/3的智力障碍是由遗传因素导致，包括各类染色体异常、单基因或多基因突变及先天性代谢缺陷病等。特别是伴随多个系统发育异常、特殊面容、生长严重落后、宫内发育迟缓及出生后生长迟缓持续加重等发育异常，上述这类儿童尤其要考虑遗传缺陷所致。在导致儿童生长发育异常的遗传因素中，染色体异常是重要因素，针对染色体异常的检测可以明确相当一部分患儿的病因。但常规的遗传学检测手段，如G带分析、FISH和多重连接依赖探针扩增法（MLPA）等技术存在一定的局限性[3-4]。如 G显带核型分析可以检测出染色体数目异常和涉及片段比较大的易位或结构异常，但该方法对于5 Mb以下的染色体异常检测能力有限，而这些小片段的微缺失或微重复是导致儿童生长发育异常的重要病因，FISH和MLPA虽然可以检测这些异常，但只能针对性地检测已知异常。而染色体微阵列分析（chromosome array analysis，CMA）技术可以获知整个基因组的拷贝数变异，在染色体微结构的改变、标记染色体来源的判定方面有明显的诊断优势，能检测到<5 Mb的遗传变异，可检测除基因点突变或染色体平衡易位以外的几乎所有基因组失衡[5-7]。相较于常规的染色体分析技术，CMA技术的应用有助于不明原因的发育异常儿童的精准诊断和治疗。本研究对62例发育异常儿童的CMA检测结果进行整理、分析，以分享染色体芯片检测在儿童发育异常疾病中的应用经验，报道如下。

1资料与方法

1.1一般资料

选取我院2015年3月～2018年10月儿童保健科门诊收治的62例怀疑有基因异常的发育异常儿童进行染色体芯片检测。纳入标准：不明原因的发育异常病例要求伴随以下1项或多项症状：①有多个（2个或以上）系统的发育异常；②不明原因的智力异常；③伴随特殊面容的发育异常；④身高低于均值3个标准差以上的不明原因矮小或小于胎龄儿且出生后生长迟缓持续加重。排除标准：①常规的生化及内分泌等检查已经明确病因的发育异常儿童；②怀疑单基因疾病所致的发育异常。

1.2研究方法

①所有符合入组条件的患儿均详细询问其家族史、出生史，进行系统体格检查，详细记录其各系统发育的异常，对发育异常的系统进行必要的进一步相关检查。智力发育异常参照《0～6岁儿童神经发育量表》（6岁前）、《韦氏智力发育量表》（6岁后）进行智力诊断。体格的发育参照2005年中国9省（市）的调查数据评价。②与患儿本人或其监护人进行详细沟通并告知其相关检测的必要性和可行性。对符合要求的病例采用Affymetrix CytoScan 750K芯片进行基因检测。③检测结果参考人类基因突变数据库（HGMD）、在线人类孟德尔遗传数据库（OMIM）、DECIPHER、CNVS多态数据库（database of genomic variants）等数据库分析。

2结果

2.1 62例发育异常儿童临床表现分类

62例患儿中，男性35例，女性27例，年龄16 d～13岁。主要临床表现为智力障碍、特殊面容、多个系统发育异常、小于胎龄儿、身材矮小，有些患儿同时具备多项异常表现，具体内容见表1。

2.2 39例染色体微缺失或微重复结果分析

62例患儿中有39例患儿染色体芯片检测结果发现存在微缺失或微重复，微缺失或微重复大小为245 Kb～62.38 Mb，共发现变异位置52个，<5 Mb的变异27个。52个变异位置中33个突变位置为致病性突变，19个突变位置为意义不明的突变。39例染色体芯片检测结果发现存在微缺失或微重复患儿中29例存在致病性突变。10例患儿微缺失或微重复意义不明。编号24患儿15q11.2q13.1区域发生5.27 Mb缺失，若缺失为父源性可导致Prader-willi综合征，若缺失为母源性可导致Angelman综合征，最终通过检测确认为母源性缺失。编号37患儿染色体芯片发现意义不明突变，但临床高度怀疑Prader-willi综合征，虽然15q11q13区域未见拷贝数异常，但甲基化分析显示该区域CpG岛呈高甲基化状态，最终明确诊断为Prader-willi综合征，具体内容见表2。

62例患儿中，有3例患儿染色体芯片提示存在意义不明的纯合子突变，有2例染色体芯片提示单亲二倍体，有1例患儿染色体芯片结果提示：患儿父母可能存在第三级亲缘关系。2例单亲二倍体均表现为小于胎龄儿出生后生长迟缓持续加重、智力正常，其中1例进一步鉴别为7号染色体母源性单亲二倍体，明确诊断为Russell-silver综合征，具体内容见表3。

62例患儿中，17例染色体芯片未发现异常，其中有1例患儿存在智力低下、特殊面容、小于胎龄儿等临床表现，进一步行全外显子测序，仍未能明确病因。

上述部分患儿为明确的综合征：Prader-willi综合征4例，猫叫综合征2例，22q11.2缺失综合征2例，Williams-Beuren综合征2例，15q26缺失综合征、Angelman综合征、Pitt-Hopking综合征、22q13微缺失综合征（Phelan-Mcdermid综合征）、8q21.11综合征、13q缺失综合征、Russell-silver综合征各1例。

3讨论

染色体芯片包含约75万个探针，覆盖了整个基因组28.897 Refseq 基因，并完全覆盖了细胞遗传学芯片国际标准联合会规定的340种基因，完全覆盖已知的526种癌症相关基因，覆盖2192种人类孟德尔遗传学数据库（OMIM）的遗传疾病基因。染色体芯片检测较传统的染色体核型分析有明显的优势，传统的染色体核型分析常常难以发现5 Mb以下的拷贝数变异，本研究发现<5 Mb的拷贝数变异27个。同时染色体芯片还可以检测杂合缺失（LOH）及单亲二倍体，并可靠检测嵌合比例>20%的染色体结构异常。本组研究对象中只有17例（27.42%）染色体芯片未检测到异常；29例为致病性拷贝数变异，2例为致病性单亲二倍体，能明确诊断疾病的共31例，占50%。综上所述，染色体芯片检测较传统的染色体核型分析能大大提高发育异常儿童的阳性检出率。

染色体芯片技术可以帮助临床医生对儿童发育异常相关的罕见病进行明确诊断。Prader-willi综合征、猫叫综合征、22q11.2缺失综合征、Williams-Beuren综合征、Angelman综合征、Russell-silver综合征等为罕见病中的相对常见疾病。

部分检测结果阳性患儿可以进行有效的對症治疗，如Prader-willi综合征、Russell-silver综合征可予以生长激素对症治疗，协助改善其成年身高[8-9]。其中编号8患儿染色体芯片发现Xp22.3p22.2发生10.4 Mb缺失，考虑其合并特纳综合征，予以生长激素治疗，其生长速度明显改善。Prader-willi综合征患儿建议采用包括内分泌遗传代谢、康复理疗、心理、营养、新生儿等多学科参与的综合管理模式，根据不同年龄段患儿的表型特征，针对不同的内分泌代谢紊乱及相关问题进行有效干预[10]。Russell-silver综合征要密切注意其脊柱侧弯的风险。合并特纳综合征患儿要注意在其骨龄达12岁左右考虑性激素替代治疗以促进第二性征的发育。

对于检测为阳性的发育异常儿童可以进一步进行遗传咨询，可以大大降低患儿家庭下一胎生育异常儿童的风险。对于检测结果为意义不明的突变要谨慎对待，其有可能是尚未报道的致病突变，也有可能是多态性变异。

通过上述研究资料也可以发现部分发育异常儿童病因的明确诊断仍然面临巨大挑战！如编号37患儿染色体芯片发现意义不明拷贝数变异，不能明确诊断，后来通过甲基化分析发现15q11q13区域CpG岛呈高甲基化状态，最终明确诊断Prader-willi综合征。

近些年来基因技术取得突破性发展[11-12]，以二代测序为依托的全外显子测序以高效、快速、特异、灵敏等众多优势为遗传性疾病的病因研究带来了巨大的变革[13-17]。但本组研究中1例患儿存在智力低下、特殊面容、小于胎龄儿等临床表现，染色体芯片检测未发现异常，进一步行全外显子测序，仍未能发现异常结果。

综上所述，儿童的发育异常疾病有很大一部分为基因异常所致，染色体芯片检测技术在这类患儿的病因诊断方面能发挥非常大的作用。特别是针对有多个（2个或以上）系统的发育异常、不明原因的智力异常、伴随特殊面容的发育异常、身高低于均值3个标准差以上不明原因的矮小或小于胎龄儿出生后生长迟缓持续加重等发育异常儿童，可以考虑使用染色体芯片进行检测明确诊断[18-21]。同时，尽管对研究对象已经过严格筛选，本研究中仍然有27.42%患儿染色体芯片检测未发现异常。

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（收稿日期：2018-11-27 本文编辑：许俊琴）