复发性流产遗传学病因学研究进展

包文晶，王书琴，陈秀娟

(内蒙古医科大学附属医院生殖中心，呼和浩特 010030)

复发性流产(Recurrent Spontaneous Abortion，RSA)是常见的人类生殖疾病，发病率呈上升趋势。RSA病因主要有遗传、内分泌、免疫、解剖、血栓前状态、营养及环境因素等。近几年RSA相关共识及指南的推出对临床工作有很大指导作用，但对于不明原因RSA的研究仍需要多学科不断的深入研究。随着生殖遗传学的发展，针对RSA夫妇染色体核型异常、胚胎染色体异常、基因多态性及基因突变和精子DNA完整性与RSA的研究有很多进展，综述如下。

一、染色体异常

1.夫妇染色体核型异常：RSA夫妇中染色体约2%～8%存在异常，其中结构性染色体异常最常见[1]。一项纳入1 510对RSA夫妇的研究中，染色体结构异常是染色体数目异常的8倍(89% vs. 11%)，染色体结构异常以相互易位为主，其他还包括罗伯逊易位、倒位、重复和缺失等[2]。目前，由夫妇染色体异常引起的流产风险已经明确，临床上妊娠前的遗传咨询体系也已经规范。随着辅助生殖技术的发展，对于由夫妇任一方或双方染色体异常而造成的RSA，可以通过胚胎植入前遗传学检测筛选出具有正常染色体核型的胚胎进行种植，将过去的产前诊断由胎儿阶段提前到胚胎阶段从而规避遗传风险、减少流产的发生[3-4]。

2.胚胎染色体异常：RSA患者中胚胎绒毛染色体异常约为29%～50%。胚胎染色体异常主要为染色体数目异常，约占染色体异常的90%，其中常染色体三体多见，常见的有13、16、22、21、15、18和2号染色体三体，16号染色体三体具有高度致死性且检出率最高[5]。染色体数目异常还有多倍体和单体异常，多倍体常见核型有69，XXY和69，XYY，单体型常见的为45，X即特纳综合征(Turner syndrome)。胚胎染色体结构异常约占染色体异常的8%。胚胎性染色体异常与RSA有关，大Y染色体异常主要来自脱氧核糖核酸(DNA)过多重复造成遗传物质增加从而使胚胎发育异常。X染色体的不对称失活及低频率X单体嵌合体的异常发生率较高，有研究认为携带缺陷X染色体的女性与RSA相关[6]。

二、基因突变及多态性

2.性激素及受体相关基因：有报道指出，雌激素受体1(ESR1)多态性与RSA之间没有显著的相关性[24]。而Pan等[25]认为，ESR1的rs2234693和rs9340799多态性均与RSA风险增加有关。德国一项纳入483名RSA患者的研究显示，芳香化酶(CYP19)rs10046多态性与RSA之间存在关联，而在希腊高加索人群中进行的研究结果却与之相反[26-27]。孕酮水平降低与RSA相关，黄体酮治疗则能防止流产的发生。最近有研究证明孕激素受体rs590688、rs10895068和rs1942836多态性与RSA相关[28]。

3.免疫相关的基因：人类白细胞抗原(HLA)可以在胚胎滋养层细胞表达，与胚胎的植入及免疫耐受有关。HLA-G作为一种重要的免疫调节分子，在胚胎着床过程中起主要作用，但有研究指出HLA-G0105N基因多态与RSA关系不大[29]。HLA-E是一种非经典的主要组织相容性复合物Ⅰ类抗原，是自然杀伤(NK)细胞的抑制性受体。HLA-E等位基因有3种可能的基因型，即HLA-E0101/0101，HLA-E0103/0103和HLA-E0101/0103。Tripathi等[30]认为，HLA-E0101的稳定性和表达降低与RSA有关。通过HLA-E基因分型可以预测不孕妇女RSA的发病风险，HLA-E0103/0103基因型对NK细胞的抑制作用比其他基因型较弱，使母胎免疫耐受失衡导致RSA风险增加[31]。叉头蛋白3(Foxp3)是调节性T细胞(Treg)发育和抑制免疫应答的必需蛋白，Foxp3基因的rs3761548、rs2294021、rs2232365和rs5902434等位点基因型和突变基因型的分布研究提示，Foxp3基因变异可能增加RSA的发病风险[32]。Foxp3基因突变影响其蛋白的表达和功能，导致Treg细胞缺陷或功能障碍，从而诱发母胎免疫耐受失衡和RSA的发生[32]。辅助性T细胞1和辅助性T细胞2的细胞因子间平衡失调可导致RSA。白细胞介素-1β(IL-1β)(511T>C)多态性、IL-10rs1518111(2 195A>G)和rs1800871(819C>T)多态性及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)rs1800630(863C>A)多态性与RSA相关[33-35]。

4.其它基因：血管内皮生成因子(VEGF)基因多态性rs10434(1 612G>A)、rs3025053(1 725G>A)、rs1570360(1 154G>A)和rs3025039(936C>T)与RSA相关[36-37]。有证据表明VEGF在胎儿及胎盘血管生成中起着关键作用而其异常将导致RSA的发生[38]。一氧化氮对血管舒缩功能的维持起主要作用，内皮型一氧化氮合酶(eNOS) 基因中的Glu298Asp多态性与RSA相关，尽管这种关联在不同的研究人群中有所不同[39]。有研究认为eNOS基因多态性往往会改变eNOS酶的表达和活性从而增加RSA的危险性[40]。

三、精子DNA完整性

精子DNA完整性受损、精子非整倍体、Y染色体微缺失等与RSA相关，精子DNA损伤程度越大自然流产次数也随之增加[41-42]。精子染色质异常组装(如精子核蛋白组型转化异常或鱼精蛋白缺乏)、过度氧化应激反应及细胞异常凋亡等导致精子DNA损伤超过自身修复从而引起流产等不良后果[43-44]。与有生育能力的男性相比，RSA夫妇中男性的精子非整倍体率更高，有RSA史的男性性染色体精子非整倍体的比率是正常生育男性的2.7倍[45-46]。虽然现在有观点认为，精子非整倍体与RSA相关，但尚未充分调查其临床意义。RSA的发生可能与Y染色体微缺失相关，Y染色体微缺失通常发生在无精子因子(AZF)基因座的q11.23带上的AZFa、AZFb和AZFc区[47-48]。

四、结语

常规的染色体G带显色技术的分辨率有限、耗时且易被污染。随着分子生物学技术的发展，染色体微阵列分析(CMA)被证明是一种强大的基因诊断技术，提高了DNA拷贝数变异(CNVs)的检出率，尤其是对染色体亚显微结构的微缺失、微重复的检出。CMA已成为产前基因诊断的一级检测手段，也越来越多的用于流产标本的分析。最近，有研究使用CMA技术分析了551例早期流产患者胚胎染色体的异常情况，发现有2.2%(12/535)的病例中存在CMA亚显微结构的微缺失或微重复，其中22q11.2微缺失、7q11.23微缺失和16p13.11微重复被认为与流产相关[49]。22q11.2微缺失可导致胎儿心血管系统畸形，从而引起早期胚胎死亡；7q11.23区域的微缺失与威廉姆斯综合征(Williams Syndrome)相关并可导致胚胎发育异常；而在神经发育障碍和先天性心脏病患者中经常发现16p13.11微重复，也可能导致流产的发生。目前对RSA中的CNVs研究较少，未来需要更多大规模研究来证实亚显微CNVs 与RSA的相关性。多项研究指出，高龄是胚胎染色体异常的重要原因且当年龄超过35岁后随着孕妇年龄的增长胚胎染色体异常的概率增加[50-51]。针对明确染色体异常或高龄的RSA夫妇可采用胚胎植入前遗传学诊断(PGD)技术助孕，但不提倡常规应用。

RSA与基因多态性的研究往往存在相互矛盾的情况，即使在同一种族群中的研究也是如此。最近有一项系统性回顾研究评估了1990～2015年428例关于特发性复发性流产(IRSA)患者的187个基因的427种变异发现，免疫反应(IFNG、IL10、KIR2DS2、KIR2DS3、KIR2DS4、MBL、TNF)、凝血(F2、F5、PAI-1、ProZ)、代谢(GSTT1、MTHFR)和血管生成(NOS3、VEGFA) 相关的21个基因变异与IRSA之间存在适度关联(优势比0.51～2.37)，并建议未来进行全基因组的关联研究去进一步探寻遗传变异与IRSA的相关性[52]。

遗传咨询对RSA夫妇很重要，产前评估可以大大减少妊娠损失并提高活产率。目前还有许多关于RSA遗传病因方面的问题仍然需要不断深入研究，新出现的诊断方法为此提供了希望，如下一代测序(NGS)它有助于同时检查所有或选定的基因，并可以对胎儿的整个基因组组成进行详细的分析，有助于改善RSA夫妇的生殖结局。