潍坊地区染色体核型分析和CMA 技术在预防出生缺陷中的应用研究

吉龙龙，郑国华，于淼，孙明强，翟玉涵

1.潍坊市妇幼保健院检验科，山东潍坊 261011；2.潍坊市妇幼保健院审计科，山东潍坊 261011

染色体疾病在新生儿出生缺陷中占有较高的比例，是染色体异常所引起的遗传性疾病，致畸率、致残率和致障率均较高[1-2]。 染色体疾病不能治愈，临床上常表现为先天性多发畸形、智力发育障碍等症状，带来沉重的家庭经济和精神负担[3]。 因此，选择灵敏度和准确率较高的产前诊断技术以发现和诊断染色体疾病的发生对于临床上预防新生儿出生缺陷具有重要意义。 染色体核型分析是广泛应用于临床上胎儿染色体异常的检查的一种产前诊断技术， 但该方法对5～10 Mb 染色体片段异常的检出率较高，而难以发现5 Mb 以下的微小片段缺失和重复，且检测周期较长[4-5]。 染色体微阵列分析（CMA）技术作为一种新型的染色体分析技术，能将大于1 kb 的拷贝数变异（CVNs）较好地检出，且自动化程度高、检测周期短，可弥补传统染色体核型分析的不足[6-7]，但目前该技术在预防出生缺陷中的应用尚处于摸索阶段。 因此，该研究以2019 年1 月—12 月期间潍坊地区的92 例孕妇为研究对象，探讨染色体核型分析和CMA 技术在预防出生缺陷中的应用价值，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

方便选取于该院进行产前诊断的92 例孕妇作为研究对象，均为女性，年龄22～46 岁，平均年龄（30.37±8.15）岁；孕周12～28 周，平均孕周（20.46±2.32）周。纳入标准： ①孕妇年龄≥35 岁、 血清三联或四联筛查高风险、超声提示异常、无创性DNA 检测异常、不良妊娠史或夫妻任一方有遗传病家族史中的任一指征者； ②染色体核型分析和CMA 检查前知情并同意检测者。 该研究是在该院医学伦理委员会审核通过的情况下开始实施，所有孕妇及其家属均知情且自愿参与。

1.2 方法

1.2.1 染色体核型分析方法 采集孕妇的绒毛15 mg、羊水20 mL 或脐血1～2 mL 后送往实验室培养，经细胞收获、制片等步骤后采用G 显带技术（400～550 分带水平）对胎儿染色体进行核型分析，参照人类细胞遗传学国际命名体制标准[8]进行分析和诊断。

1.2.2 CMA 技术检测方法 采集孕妇的绒毛15 mg、羊水20 mL 或脐血1～2 mL 送往实验室检测，严格进行扩增、 杂交和扫描后， 应用美国Affymetrix 公司的Cyto Sean750k 芯片进行检测分析染色体拷贝数变化（CNV）以及杂合性的缺失（LOH），结果判读参照DGV 数据率、OMIM 数据库等，检查结果3 d 内可出。

1.3 统计方法

采用SPSS 22.0 统计学软件处理数据，计数资料以[n(%)]表示，组间差异比较采用χ2检验。 P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 92 例孕妇的整体资料与检测结果

该研究92 例孕妇均顺利完成染色体核型分析和CMA 检测，孕妇中≥35 岁高龄的占比31.52%，标本主要来源于羊水（64.13%），CMA 检出异常10 例（10.87%），染色体核型分析异常9 例（9.78%），进行配对四格表资料的差异性比较， 两种检测方法的染色体异常检出率比较， 差异无统计学意义（χ2=0.059，P＞0.05），且CMA和核型分析结果相符率为90.22%，见表1。

表1 92 例孕妇整体资料与检测结果

2.2 染色体核型分析和CMA 检出异常情况比较

2.2.1 CMA 和核型分析均异常结果对比CMA 和核型分析检出均异常的孕妇有8 例， 其中6 例相符，2 例不符。6 例相符的检出结果可见两种检测方法均能较好地检出案染色体数目异常及例4 中≥6.9 Mb 等大片段的缺失；从2 例不符的检出结果可以看出，染色体核型分析能对染色体倒位和嵌合进行敏感地检出（如案例7），见表2。

表2 染色体核型分析和CMA 均检测异常的情况分析

2.2.2 CMA 与核型分析两者之一异常的结果分析2 例CMA 异常但核型分析正常孕妇的CMA 结果可见，CMA能敏感地检出CNV 和染色体杂合性丢失， 且具有明确的致病性， 而核型分析则未能检出。 如案例1 中的244Kb 重复会导致Xq8 微重复综合征。 此外，1 例CMA技术检测正常但染色体核型分析检测异常的结果主要是染色体倒位， 可见核型分析在检出该方面染色体异常时较CMA 更具优势，见表3。3 讨论

表3 染色体核型分析和CMA 两者之一异常的结果分析

随着社会的进步和医疗科技的发展， 人们对生活质量及优生优育的要求越来越高， 预防出生缺陷亦逐渐受到人们的重视。 新生儿出生缺陷主要包括先天畸形、智力障碍、内部器官结构或功能异常等，大多因遗传和环境因素所致， 其中遗传因素中染色体异常占有较大比重[9-10]。胎儿在出生前进行进行准确、有效的染色体异常诊断并及时终止妊娠对于优生优育的实施具有重要意义。 染色体核型分析是临床广泛应用的染色体异常诊断方法， 可对胎儿的染色体数目和结构异常进行全面的分析，但存在分辨率低等不足之处，且在一些致病性亚显微染色体异常方面易出现漏检， 因而存在一定的局限性[11]；CMA 则是近年来兴起的一种高通量、高分辨率和高自动化监测的染色体异常诊断技术，可弥补传统染色体核型分析的不足， 在全基因组范围内检测亚显微水平的微缺失和微重复[12]，但其在预防新生儿出生缺陷中的应用价值尚不十分明确。

该研究对潍坊市近一年的92 例疑似胎儿畸形的孕妇同步进行核型分析和CMA 检测， 结果显示92 例孕妇的染色体核型分析和CMA 检测的异常率分别为9.78%和10.87%， 两种检测方法的诊断结果相符率为96.73%，且CMA 和核型分析对染色体异常检出率无明显差异， 可见两组检测方法均能敏感地检出胎儿染色体异常。 进一步分析两种检测方法的检出结果发现，CMA 和核型分析均检出异常8 例，其中6 例相符，2 例不符， 可见两种方法均能对胎儿的的染色体数目异常和大片段的缺失或重复，但两者又具有一定的互补性。该研究中表2 案例7 中CMA 检出了染色体非整倍体异常和核型未检出的约1.5 Mb 片段的缺失， 但未能将核型分析检出的染色体倒位检查出来，可以看出，CMA对染色体微重复和微缺失的检出敏感性更高， 核型分析则能更敏感地检出染色体倒位和嵌合。 染色体微小片段的缺失或重复可引起一些致病性的出生缺陷，与微缺失/微重复综合征具有重要联系。 CMA 技术在诊断染色体异常的过程中， 其包含的成千上万个探针可同时检测全基因范围内已知的微缺失或微重复关键区域，及时发现染色体异常情况，传统的染色体核型分析在此方面的诊断能力则较低。 此外，该研究中有2 例孕妇CMA 检测异常但核型分析正常， 如表3 案例1 中CMA 检出244 Kb 重复和案例2 中CMA 检出7p12.3q11.22 杂合性丢失，均具有致病性，可引起男性新生儿X 连锁智力发育障碍[13]，而核型分析则未能检出；有1 例CMA 正常但核型分析异常， 主要是染色体倒位， 可见核型分析在部分染色体倒位异常方面相比于CMA 具有一定的优势。 李闪闪等[14]在对347 例检测样本进行染色体分析时得出类似的结果：12 例孕妇CMA检测正常，但核型分析检测出染色体易位、倒位、嵌合、多态、衍生染色体、异染色质等异常。 但临床上研究发现CMA 和核型分析亦存在一些劣势， 如提高CMA 检测的敏感率可能会造成临床意义不明CVNs 的检出率增加，进而可能造成健康胎儿妊娠的终止[15-16]。 核型分析对检测人员的经验和操作性要求较高， 且存在细胞培养失败的风险，导致检测过程长等，造成部分胎儿错过最佳处理时间[17-19]。 因此在临床上的产前诊断中，临床医生应明确两种检测方法的优缺点， 做好孕妇产前咨询，并可将CMA 和核型分析结合诊断以增加染色体异常的检出，避免漏诊和诊断延迟，并尽早采取针对性处理措施，以减少新生儿出生缺陷的发生。

综上所述，潍坊地区染色体核型分析和CMA 技术均可敏感地检出胎儿染色体异常， 有效诊断胎儿染色体异常引起的出生缺陷，CMA 对染色体微重复和微缺失的检出敏感性更高，且具有较高的分辨率、灵敏度和自动化程度，检测周期更短；传统的染色体核型分析在检出易位、倒位等方面更具优势，临床上产前诊断医师应明确掌握两者对染色体异常的检出优势和适用性，合理结合两种诊断技术应用于产前诊断中以提高染色体异常的检出率，减少新生儿出生缺陷的发生。