胎儿泌尿系统梗阻性病变的遗传学病因及妊娠结局分析

陈菲，袁婷婷，陈敏，谢亦农，李南，翦薇，李志华

先天性肾脏和尿路畸形（congenital anomalies of the kidney and urinary tract，CAKUT）约占所有先天性异常的21%，发病率约为0.3%～0.6%[1]。CAKUT的临床表型多样，包括泌尿系统梗阻性病变、肾脏囊性异常、肾脏结构和位置异常、下尿路异常和泌尿系统异常相关的遗传综合征等。泌尿系统梗阻性病变主要包括肾积水、巨膀胱、后尿道瓣膜和尿直肠隔畸形序列征等，肾积水、巨膀胱和后尿道瓣膜的产前诊断主要依靠超声，而尿直肠隔畸形序列征产前较难明确诊断。本研究主要分析肾积水、巨膀胱和后尿道瓣膜的超声表征、染色体微阵列分析（chromosomal microarray analysis，CMA）及妊娠结局，从而更好地提供临床指导和遗传咨询。

1 对象与方法

1.1 研究对象收集2014年1月—2020年6月在广州医科大学附属第三医院经产前超声诊断为泌尿系统梗阻性病变（本研究仅限肾积水、巨膀胱和后尿道瓣膜）共359例胎儿（其中23例为双胎之一，余均为单胎），并对行介入性产前诊断的156例胎儿的遗传学检测结果进行分析。359例孕妇年龄19～45岁，平均（29.32±3.05）岁；孕周12+3～39+6周，平均（25.00±4.76）周。

1.2 仪器与方法

1.2.1 超声检查采用GE voluson E8彩色多普勒超声诊断仪，腹部凸阵探头，频率2.0～5.0 MHz。孕妇取仰卧位，经腹对胎儿进行常规二维超声扫查，测量胎儿各项生理指标，包括双顶径、头围、腹围、股骨长和肱骨长等，常规探查胎儿各系统结构，观察胎盘、脐带、羊水和脐动脉血流频谱等有无异常。肾脏在胎儿脊柱两侧，胃泡水平以下，呈蚕豆样，与邻近的肠管及肝脏相比较回声较低。按常规取肾脏的横切面、矢状切面和冠状切面图像，取冠状切面时同时采用彩色多普勒血流显像显示两肾的肾动脉与肾静脉。输尿管正常情况下不可见，当其扩张时可以显示。膀胱位于盆腔内，两侧有脐动脉声像，随着充盈和排空，膀胱大小可有变化。泌尿系统畸形时羊水量是一个重要的观察指标，严重泌尿系统畸形常伴羊水量减少。泌尿系统畸形除了上述检查内容还需观察肾脏形态、回声强度及内部结构特点等。

1.2.2 CMA检测对141例羊水及15例胎盘绒毛组织进行CMA检测。采用美国Affymetrix公司CytoSean750k芯片。严格按照标准实验操作流程进行DNA样本提取、消化、连接、聚合酶链反应（polymerase chain reaction，PCR）技术扩增、纯化、标记、芯片杂交、洗涤、染色及扫描并进行数据分析。数据判读：美国医学遗传学与基因组学学会（American College of Medical Genetics and Genomics，ACMG）指南对数据临床意义的解读分为3类（5级）[2]：良性拷贝数变异（copy number variations，CNVs）、致病性CNVs和临床意义不明CNVs（包括可能致病性、可能良性和不确定性）。结果判读参考人类染色体不平衡和表型数据库（Database of Chromosomal Imbalance and Phenotype in Humans using Ensemble Resources，DECIPHER）、在线人类孟德尔遗传数据库（Online Mendelian Inheritance in Man，OMIM）、剂量敏感判断数据库（clinical genome,ClinGen）、基因组浏览器（UCSC Genome Brower, UCSC）和基因组变异数据库（Database of Genomic Variants,DGV）等数据库。抽取父母外周血样本进行亲代验证遗传或新发变异。

1.3 超声诊断标准①肾积水：取肾脏横切面，测量肾盂前后径线，妊娠中期肾盂分离宽度为4～7 mm，妊娠晚期肾盂分离宽度为7～9 mm，为轻度肾积水；妊娠中期肾盂分离宽度为7～10 mm，妊娠晚期肾盂分离宽度为9～15 mm，为中度肾积水；妊娠中期肾盂分离宽度＞10 mm，妊娠晚期肾盂分离宽度＞15 mm，为重度肾积水。本研究选取中重度肾积水病例。②巨膀胱：超声表现为妊娠早期膀胱最大纵径≥7 mm，妊娠中期最大纵径≥40 mm，妊娠晚期最大纵径≥50 mm，且增大的膀胱间隔至少45 min后再观察大小无明显变化。③后尿道瓣膜：膀胱可见“钥匙孔”征，膀胱壁增厚，膀胱增大，羊水过少。

1.4 随访妊娠结局分为活产、胎死宫内、自然流产、人工终止妊娠和新生儿死亡。对所有病例进行随访，收集的信息包括分娩情况、是否合并其他系统畸形、新生儿影像学检查结果、是否手术治疗及手术效果等。

1.5 统计学方法本研究主要为描述性分析，定性资料用例数（百分比）表示。

2 结果

2.1 产前超声检查359例胎儿泌尿系统梗阻性病变以肾积水（314例，87.46%）为主，巨膀胱（36例，10.03%）次之，后尿道瓣膜（9例，2.51%）最少（见图1）。319例为单发，40例合并其他系统异常，其中以心血管系统（23例中14例合并室间隔缺损、3例合并房室间隔缺损、2例合并右位主动脉弓、2例合并主-肺动脉隔缺损、1例合并主动脉狭窄、1例合并单腔心）、肢体骨骼异常（5例中1例合并右侧桡骨缺如、1例合并右足内翻、1例为双侧足内翻、1例合并双侧腕关节屈曲和重叠指、1例合并双侧多指）和神经系统异常（4例中2例合并脑积水、1例合并胼胝体缺如伴脑积水、1例合并开放性脊柱裂）最为常见。见表1。

表1 胎儿泌尿系统梗阻性病变产前超声检查结果

图1 孕22周同一胎儿超声检查结果

2.2 遗传学病因检测156例泌尿系统梗阻性病变胎儿样本CMA 检测发现染色体数目异常10 例（6.41%）、CNVs 11例（7.05%）。染色体数目异常包括18-三体综合征3例、13-三体综合征2例、21-三体综合征5例。其中2例21-三体综合征胎儿超声表现为单纯中度肾积水，1例21-三体综合征胎儿超声表现为巨膀胱合并颈项透明层厚度（nuchal translucency，NT）增厚，其余7例染色体数目异常胎儿均合并其他系统的畸形。见表2。CNVs11例中3例为致病性CNVs，包括1例22q13.2q13.33区域缺失（例1），1例11q23.3q25区域缺失（例2），1例12p13.33p13.31区域的重复伴14q32.33区域的缺失（例3），还发现8例临床意义不明CNVs。见表3。

表2 156例泌尿系统梗阻性病变胎儿CMA异常检出率[%（n/n）]

表3 11例CNVs 的泌尿系统梗阻性病变胎儿具体情况

2.3 妊娠结局对所有病例进行追踪随访，活产267例，人工终止妊娠61例，双胎妊娠双胎之一行选择性减胎治疗4例，胎死宫内2例，自然流产1例，失访24例。

2.3.1 肾积水产前超声诊断肾积水共314例，失访23例，人工终止妊娠39例，胎死宫内1例。活产251例中，211例新生儿排尿正常，其中129例出生后未行泌尿系统超声检查，82例定期复查泌尿系统超声（22例提示正常，32例肾积水较产前缓解，其余28例仍需定期复查，评估是否需要手术干预）。40例因产后诊断重度肾积水行泌尿系统梗阻解除手术，其中14例是由于肾盂输尿管连接部梗阻引起的肾积水，最为常见。36例新生儿手术效果佳，排尿正常，肾功能无异常，生长发育正常；3例因首次手术效果不佳，术后积水仍较严重，出现发热、抵抗力低下，遂行第2次手术治疗，术后肾积水逐渐减少，生长发育正常；1例于出生后4个月行手术治疗，术后积水逐渐加重，肾功能异常，手术效果不佳，术后体质较弱，遂行第2次手术治疗，肾积水较前缓解。

2.3.2 巨膀胱产前超声诊断巨膀胱者共36例，除1例失访外，14例人工终止妊娠，4例双胎妊娠双胎之一巨膀胱行选择性减胎治疗，1例自然流产，1例胎死宫内。9例妊娠早期发现巨膀胱，妊娠中晚期复查超声恢复正常，出生后生长发育正常，为一过性膀胱增大。1例出生后因合并左肾积水和左侧输尿管畸形行患侧输尿管切除术，术后恢复佳。其余5例出生后排尿正常，未行超声检查。

2.3.3 后尿道瓣膜产前诊断后尿道瓣膜共9例，8例人工终止妊娠，其中有2例合并其他系统异常、3例伴有羊水过少及肾积水。1例活产，该病例于孕28周诊断为后尿道瓣膜，妊娠晚期复查超声提示羊水量正常，膀胱增大，轻度肾积水，出生后未行相关检查，家属自述生长发育正常。

3 讨论

在各种类型的CAKUT中，以肾积水最常见。本研究中359例泌尿系统梗阻性病变胎儿中肾积水314例。据报道单纯肾积水不会增加染色体异常的风险[3]。而本研究中有2例单纯肾积水胎儿经过产前CMA检测确诊为21-三体综合征，另有2例肾积水胎儿CMA 分析发现为致病性CNVs，其中1 例为22q13.2q13.33微缺失变异，所在区域（22q13.3）的缺失可导致Phelan-McDermid综合征，该综合征也称为22q13.3缺失综合征，是一种具有多种临床特征的发育障碍，有文献报道该综合征肾脏异常的发生率可达38%[4]。另1例为11q23.3q25微缺失，包含BARX2、B3GAT1、ARHGAP32等多个OMIM致病基因，此缺失区域涉及Jacobsen综合征，该综合征是一种罕见的由11q远端缺失导致的以精神发育迟缓为主要表现且合并多发畸形的综合征[5]，约50%的患者可表现为先天性心脏和肾脏异常[6]。因此建议产前检出肾积水胎儿应行介入性产前诊断，对合并其他系统异常胎儿则应行CMA检测。由于肾积水本身并不属于肾脏结构畸形，而是由梗阻导致，大多数胎儿的肾积水随着妊娠周数的增加或出生后自发消退，为生理性肾积水，而持续性或加重性肾积水为病理性肾积水，约65%的胎儿肾积水为生理性，在产前或产后能自然消退。本研究产前诊断为肾积水的251例新生儿中，211例排尿正常，有82例定期复查泌尿系统超声，其中22例提示正常、32例肾积水较产前缓解，其余28例仍需定期复查。病理性肾积水由多种原因造成，如肾盂输尿管连接处梗阻、输尿管膀胱连接处梗阻或膀胱输尿管反流等，一般需要出生后手术治疗，绝大多数预后良好[7-8]。本研究有40例新生儿产后超声诊断重度肾积水行泌尿系统梗阻解除手术，36例手术效果较好，新生儿排尿正常，肾功能无异常，生长发育正常。

巨膀胱是CAKUT产前超声出现最早的畸形，常伴随肾脏功能不全、羊水过少和肺发育不全等，预后常较差。据报道胎儿巨膀胱染色体异常的发生率为15%[9]，最常见的染色体异常是13-三体综合征、18-三体综合征和21-三体综合征。本研究发现1例NT增厚合并巨膀胱胎儿诊断为21-三体综合征，染色体异常的发生率为4.17%（1/24）。有研究表明巨膀胱染色体异常与NT增厚有关[10]。因此产前发现胎儿巨膀胱时，需进一步行染色体核型分析和基因检测。巨膀胱的病因分为梗阻性和非梗阻性，尿道闭锁和后尿道瓣膜是引起梗阻性巨膀胱最常见的原因，往往同时合并肾积水和输尿管扩张。研究发现，妊娠早期超声诊断巨膀胱的13例胎儿中有2例在妊娠中晚期恢复正常[11]。本研究发现，妊娠早期发现的巨膀胱病例中有25%（9/36）在妊娠中晚期复查超声恢复正常，因此早期诊断巨膀胱的患者需动态复查泌尿系统。妊娠中晚期诊断的巨膀胱多合并其他泌尿系统梗阻性疾病，预后取决于梗阻部位以及严重程度。

后尿道瓣膜是后尿道内的软组织瓣膜，瓣膜可呈双叶状、隔状或仅为黏膜皱襞，可导致尿道梗阻，由于梗阻使膀胱内压力增高导致胎儿膀胱扩张、膀胱壁进行性肥厚，进展严重者可导致输尿管扩张及肾积水。据报道8%的后尿道瓣膜胎儿合并染色体异常，包括13-三体综合征、18-三体综合征和21-三体综合征等，同时还与CNVs有关[12]，但缺乏特异性。本研究发现1例12p13.33p13.31微重复变异，同时存在14q32.33微缺失，此缺失/重复的区域涉及的OMIM致病基因较多，有多个致病性报道，临床表现为颜面部异常、并趾、主动脉缩窄、动脉导管未闭、语言发育迟缓、智力障碍及生长发育迟缓等[13]，但未发现临床表现与泌尿系统异常有关。因此，建议后尿道瓣膜胎儿均应行染色体核型分析和基因检测。后尿道瓣膜预后与明确诊断时的孕周及梗阻的严重程度有关，如孕24周前诊断，则胎儿发生肺脏发育不良和终末期肾功能不全的风险明显增加，在儿童期会出现明显的肾功能不全，预后较差[14]。本研究9例后尿道瓣膜胎儿中8例选择终止妊娠，仅1例活产，该病例孕28周时诊断为后尿道瓣膜，出生后未行相关检查和治疗，家属自述目前生长发育正常。

综上所述，在泌尿系统梗阻性病变中肾积水不良妊娠率较低，预后较好，产后一般可正常生活，必要时手术治疗，治疗效果较好。随着产前诊断的迅速发展，CAKUT的检出率也明显增加，但并非所有CAKUT的胎儿都需要终止妊娠，产前诊断CAKUT后需充分告知孕妇及家属相关预后，避免不必要的引产。