染色体芯片检测下胎儿心脏发育异常与遗传学异常相关性

金雪鸿 陈鹏龙 陈明妹 魏丽美 范梅花 陈华芳 郑蕾 张向东 刘姣

[摘要] 目的 探討研究染色体芯片检测下胎儿心脏发育异常与遗传学异常的相关性。 方法 选取2017年11月～2018年11月在本院接受产前检查显示异常的308例孕中期孕妇为研究对象，影像学检查心脏超声显示胎儿心脏发育异常孕妇18例为研究组，无胎儿心脏发育异常因高龄合并超声检查显示异常的290例孕妇为对照组，采集羊水行染色体核型分析和芯片分析。 结果 研究组胎儿复杂性心脏畸形15例，占83.33%，合并多发畸形3例，占16.67%;染色体异常3例，合并多发畸形1例，复杂性心脏畸形2例;芯片异常3例，合并多发畸形1例，复杂性心脏畸形2例。对照组胎儿正常78例，超声检查单发畸形178例，多发畸形34例，两组胎儿畸形率相比，差异有统计学意义（χ2=5.342，P=0.005）;研究组染色体异常3例，占16.67%，对染色体正常的心脏发育异常胎儿进行芯片检查，芯片异常3例，芯片检查结果为10号染色体长臂末端片段缺失，对照组染色体均正常。 结论 胎儿心脏发育异常时合并遗传学异常几率增大，染色体芯片检测可有效诊断胎儿发育异常。

[关键词] 染色体;芯片;胎儿心脏发育异常;遗传学异常

[中图分类号] R714.5          [文献标识码] B          [文章编号] 1673-9701（2020）02-0111-05

Correlation between fetal heart development abnormalities and genetic abnormalities detected by chromosome microarray

JIN Xuehong1   CHEN Penglong2   CHEN Mingmei1   WEI Limei1   FAN Meihua1   CHEN Huafang1   ZHENG Lei1   ZHANG Xiangdong1   LIU Jiao1

1.Department of Ultrasound， Lishui Maternal and Child Health Hospital in Zhejiang Province， Lishui   323000， China; 2.Prenatal Diagnosis Center， Lishui Maternal and Child Health Hospital in Zhejiang Province， Lishui   323000， China

[Abstract] Objective To investigate the correlation between fetal heart development abnormalities and genetic abnormalities detected by chromosome microarray. Methods 308 cases of pregnant women in the second trimester of pregnancy who underwent prenatal examination from November 2017 to November 2018 were selected as subjects. Imaging examination showed that 18 cases of fetal heart development abnormalities were included in the study group. 290 pregnant women combined with ultrasound examination abnormality due to advanced age and without fetal heart development abnormalities were set as the control group. The amniotic fluid was collected and the chromosome karyotype analysis and microarray analysis was performed. Results There were 15 cases of fetal complex cardiac malformation in the study group， accounting for 83.33%; 3 cases with multiple malformations， accounting for 16.67%; 3 cases with chromosomal abnormalities， 1 case with multiple malformations， 2 with complicated cardiac malformations; 3 cases with microarray abnormality， 1 case complicated with multiple malformations and 2 cases with complicated cardiac malformations. There were 78 normal fetuses in the control group. There were 178 cases of single malformation and 34 cases of multiple malformations showed by ultrasound. The difference between the two groups was statistically significant（χ2=5.342，P=0.005）. The study group had 3 cases of chromosomal abnormalities， accounting for 16.67%. And the fetuses with fetal heart abnormalities of the normal chromosome were examined by microarray. There were 3 cases of microarray abnormalities. The result of the microarray was that the long-arm end fragment of chromosome 10 was deleted， and the chromosomes of the control group were normal. Conclusion The probability of combined genetic abnormalities is increased when fetal heart development is abnormal. Chromosome microarray detection can effectively diagnose fetal development abnormalities.

[Key words] Chromosome; Microarray; Fetal heart development abnormalities; Genetic abnormalities

胎儿心脏发育异常是一种常见的胎儿畸形，是指胎儿胚胎发育过程中血管组织和心脏发育异常，其发病率高达0.8%，活产胎儿中严重心脏发育异常率约为0.4%，胎儿尸检中严重心脏发育异常率高达10%[1]。胎儿心脏发育异常是造成胎儿死亡、残疾的重要原因。其主要发病原因是孕妇糖尿病、家族遗传、孕妇孕期乱服药物、病毒感染、孕妇不良嗜好等[2-3]。

近年来，随着科学技术的提高和医学水平的发展，胎儿超声检查技术也得到飞速发展，胎儿心脏发育异常检出率也大大提高，同时手术治疗水平也得到显著提高[4]。但是国内研究发现，我国儿童心脏病发病率居高不下，尤其是近10年，胎儿心脏异常致死率不降反升，这表明手术可以解决胎儿心脏发育异常结构上的异常，但是对胎儿发育期产生的遗传学异常和由此带来的心肌损伤治疗效果不佳，同时这些异常也不能通过影像学检查手段发现，这也增加了胎儿心脏异常致死率[5]。所以增加对孕期胎儿的检查力度，结合影像学检查结果，综合判定胎儿心脏功能和心肌损害状况，这将大大降低新生儿出生缺陷率，缓解患儿家庭经济压力和精神压力，提高优生优育率。

染色体芯片分析技术又被称为分子核型分析，主要是在全基因组水平进行扫描，重点检测基因组微重复、微缺失等基因组失衡异常[6]。近年来，大量医护人员提出采用染色体芯片分析技术诊断胎儿心脏发育异常，但是尚未有清晰的结果，本次采取控制单一变量方法对染色体芯片检测下胎儿心脏发育异常与遗传学异常的相关性进行研究分析，为胎儿心脏发育异常患者康复提供新的依据，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2017年11月～2018年11月在本院接受产前检查并显示有异常的308例孕中期孕妇为研究对象，年龄20～36岁，平均（27.32±7.81）岁。影像学检查心脏超声显示胎儿心脏发育异常孕妇18例为研究组，无胎儿心脏发育异常因高龄合并超声检查显示异常的290例孕妇为对照组。本研究经本院伦理委员会审理批准，患者或家属均签署知情同意书。两组患者年龄、体质量和病程等一般资料比较，差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。见表1。

1.2 纳入与排除标准

纳入标准：单胎妊娠孕妇;孕妇未患有影响本次研究的脏器衰竭等其他疾病;入本院之前未进行其他治疗;同意参加本次研究;无精神病者。排除标准：孕妇诊断、治疗等病历资料不全者;患有严重心肺等其他疾病的孕妇;无法参与研究者;中途退出研究者;妊娠合并症者。

1.3 研究方法

1.3.1 胎儿标本采集  孕妇签署“侵入性产前诊断知情同意书”及“产前染色体芯片检测知情同意书”，本研究經过浙江省丽水市妇幼保健院伦理委员会批准。308例入选孕妇在B超引导下经腹羊膜腔穿刺术，采集孕妇羊水30 mL，其中20 mL用于染色体核型分析，10 mL用于产前染色体芯片检测。

1.3.2 胎儿染色体核型分析  染色体核型分析按实验室常规操作如下完成：分别接种于2个羊水细胞培养瓶，其中20 mL的羊水培养瓶放置于5% CO2四川南格尔生物医学股份有限公司生产的培养箱，37℃培养8～10 d，定期更换培养液传代，收获前3 h加入江苏方强制药厂有限责任公司生产的终浓度为2×10-4 g/L的秋水仙素，然后收获细胞、制片、常规G显带（320带）。镜下计数30个分裂相，分析5个核型，参考《人类细胞遗传学国际命名体制》（ISCN2013）[6]完成胎儿染色体命名。

1.3.3 染色体芯片分析  另外10 mL羊水，SNP array分析应用Qiagen公司的QIAamp DNA Blood mini kit试剂盒进行DNA提取。采用美国Affymetrix公司的SNP array检测平台和CytoScan 750 K芯片进行全基因组拷贝数变异（CNVs）和单核苷酸多态性（SNP）检测。所有操作由专人按照说明书进行操作。

1.3.4 超声方法  孕妇采取侧卧或平卧体位，显露腹部，美国GE Voluson E8的彩色多普勒超声诊断仪确定胎儿位置，检查胎儿脑部结构、脊柱、肝脏、心脏、四肢、头颅等异常，然后检查胎盘、脐带、羊水状况。

1.4 观察指标

观察记录患者的姓名、年龄、身高、体重、孕周等基本信息，记录两组孕妇胎儿畸形情况，记录芯片检测和染色体核型结果。

1.5 统计学方法

采用SPSS21.0统计学分析进行分析。计数资料采用χ2检验，计量资料用（x±s）表示，采用t检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 胎儿畸形情况

研究组胎儿复杂性心脏畸形15例，占83.33%，合并多发畸形3例，占16.67%;染色体异常3例，合并多发畸形1例，复杂性心脏畸形2例;芯片异常3例，合并多发畸形1例，复杂性心脏畸形2例。对照组正常78例，占26.90%，单发畸形178例，占61.38%，多发畸形34例，占11.72%，两组胎儿畸形率相比，差异有统计学意义（χ2=5.342，P=0.005）。见表2。

表2   胎儿畸形情况对比分析

2.2 芯片检测和染色体核型结果分析

研究组染色体异常3例，占16.67%，其中2例为21-三体胎儿，B超检查显示为“胎儿可能单心房，心内膜垫损伤”及“心内膜垫损伤，可能胎儿法络四联症，可能肺动脉狭窄”;1例为69，XXX，B超检查显示为“胎儿心脏畸形，同时合并胎儿胃、肾脏、心脏多发畸形”。对染色体正常的心脏发育异常胎儿进行芯片检查，芯片异常3例，1例B超检查结果为“羊水偏少、泌尿系统发育异常”，芯片检查结果为22号染色体缺失，致使胎儿出现腭心面综合征，1例B超检查结果为“主动脉瓣发育异常”，芯片检查结果为4号染色体短臂末端大片段缺失，1例B超检查结果为“胎儿大血管发育异常，可能室间隔缺损”，芯片检查结果为10号染色体长臂末端片段缺失，对照组染色体均正常。见图1～3。

2.3 典型案例

研究组28岁孕妇，胎儿染色体异常。见图4。

2.4 细胞培养图

羊水细胞呈不规则三角形或者梭形生长，其细胞核为卵圆形。见封三图4。

3 讨论

胎儿心脏发育异常主要原因有多因素遗传：环境与遗传共同作用;环境因素：放射污染、环境污染和病毒感染;遗传因素：基因突变和染色体异常等[7-8]。研究发现，新生儿中约有0.6%左右的染色体异常率，目前国内外医护人员已达成共识[9-11]。鉴于染色体异常给胎儿及其家庭带来的严重影响，国外研究机构提出所有心脏发育异常的胎儿均进行产前染色体诊断检查[12-13]。

胎儿22～24周左右进行超声检查最易诊断心脏发育异常，但是孕妇往往错失检查的最佳时机[14]。所以要加大对产前检查，尤其是染色体异常检查的宣传力度，让广大孕妇产前及时检查，降低胎儿心脏发育异常率，提高我国人口素质，所以研究人员应加大对孕妇产前诊断检查，加大对染色体芯片技术研究力度，提高检查诊断率，早日攻克胎儿心脏发育异常难题，给患儿和家属带来福音[15-17]。国外研究人员发现，染色体异常与胎儿多发畸形关系极其密切，胎儿畸形部位越多，其染色体异常发生概率越大，所以研究人员建议胎儿其他器官畸形也要进行染色体检查。

本次研究发现，研究组胎儿复杂性心脏畸形15例，占83.33%，合并多发畸形3例，占16.67%;染色体异常3例，合并多发畸形1例，复杂性心脏畸形2例。部分研究人员发现，心内膜垫损伤、法洛四联症等胎儿心脏发育异常患儿中染色体核型发生异常几率明显增大。本次研究发现，研究组染色体异常3例，其中2例为21-三体胎儿，B超检查显示为“胎儿可能单心房，心内膜垫损伤”及“心内膜垫损伤，可能胎儿法络四联症，可能肺动脉狭窄”;1例为69，XXX，B超检查显示为“胎儿心脏畸形，同时合并胎儿胃、肾脏、心脏多发畸形”，这与国内部分人员的研究结果基本一致[18-20]。通过芯片检测，可以得到胚胎、生殖细胞等基因片段，则可以利用这些片段深入研究生育生殖机制及部分疾病发生机制。本次研究采用微阵列比较基因组杂交芯片技术，利用750K芯片对研究对象进行分析研究，研究发现，芯片异常3例，1例芯片检查结果为22号染色体缺失，致使胎儿出现腭心面综合征，1例芯片检查结果为4号染色体短臂末端大片段缺失，1例芯片检查结果为10号染色体长臂末端片段缺失。部分研究提出，4号染色体发生异常与新生儿智障和心脏发育异常关系密切。这表明芯片检查，尤其在胎儿心脏发育异常方面发挥重要作用，利用芯片技术可以检测出患儿染色体微重复、微缺损，较之染色体核型分析，其确诊率更高，故在产前进行染色体检查的同时接受芯片检测，这和部分人员的研究结果基本一致[21-22]。

综上所述，胎儿心脏发育异常时合并遗传学异常几率增大，染色體芯片检测可有效诊断胎儿发育异常。

但是本次研究参与患者数量有限且样本量不大，研究结果有局限性，尚需进一步研究。

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（收稿日期：2019-04-25）