染色体核型分析与单核苷酸多态性微阵列芯片技术在新生儿畸形遗传学诊断中的应用价值

李靖岩，张铭阳，李 晶

（1.沈阳医学院基础医学院；2.沈阳市第四人民医院，辽宁沈阳 110034）

先天性畸形是一种起源于胚胎的发育障碍，其发病率高，是导致新生儿死亡的主要原因之一[1]。先天性畸形的病因与遗传因素、环境因素及上述二者的共同作用有关。染色体畸变是导致先天性畸形的重要原因，研究显示，新生儿中染色体畸变发生率为0.5%~1.0%[2]。因而，早期诊断对降低新生儿早期发病率和死亡率以及提高其生活质量具有重要的意义。羊水、脐带血细胞以及绒毛组织染色体分析是诊断胎儿异常的金标准，尤其是针对超声检查发现的胎儿畸形和唐氏筛查高风险孕妇，普通染色体核型分析诊断显得极为重要[3]。但普通染色体核型分析无法检测5 Mb以下的拷贝数变异，且分辨率较低、分析周期较长[4]。染色体核型分析与单核苷酸多态性微阵列芯片（SNP-array）技术作为一种新型的分子核型检测技术，优于普通染色体核型分析方法，具有高分辨率、检测周期短、敏感性高及准确性高等优势，可一次检测全基因组，还可检测染色体非整倍体、多倍体以及微缺失/微重复等[5]。本研究通过对361例畸形新生儿进行SNP-array技术检测，并分析其全基因组DNA拷贝数变异情况，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2018年10月至2020年1月沈阳市第四人民医院收治的361例畸形新生儿为本次研究对象进行回顾性分析，包括男婴195例，女婴166例；年龄3 h~29 d，平均年龄（12.85±2.77）d。收集全部畸形新生儿外周血，进行SNP-array技术检测。本次研究经过沈阳医学院基础医学院医学伦理委员会批准。纳入标准：①临床表现为四肢发育异常、面容异常、唇腭裂、多发畸形等；②临床资料完整。排除标准：①早产儿；②唐氏综合征患儿。

1.2 检测方法 SNP-array技术检测：①收集全部畸形新生儿外周血200μL，采用试剂盒提取各样本外周血基因组DNA，于分光光度计测定各样本DNA在260 nm、280 nm处的吸光度，A260/A280为1.8~2.0则合格，并计算DNA浓度和纯度；②采用750 K微阵列（Affymetrix CytoScan 750 K Array）进行SNP-array检测，再通过美国Affymetrix 7G激光扫描仪扫描阵列，并用专用软件包分析原始数据。根据美国医学遗传学学会制定的拷贝数变异的临床意义解释标准和指南[6]，将＞100 KB的拷贝数变异分为3类：致病性拷贝数变异；良性拷贝数变异；不明意义拷贝数变异。

1.3 统计学分析 应用统计学软件SPSS 20.0对数据进行分析，计数资料描述形式为[例（%）]，组间对比分析用χ2检验，若P＜0.05，则说明对比差异存在统计学意义。

2 结果

2.1 SNP-array技术检测新生儿畸形检出情况 361例样本均成功进行SNP-array技术检测，检测成功率为100.00%，共检出SNP-array结果异常69例，检出率为19.11%（69/361）。

2.2 超声提示各系统异常拷贝数变异检出结果 超声提示各系统异常畸形新生儿中，SNP-array技术异常检出率最高的为结构畸形合并软指标异常（32.14%），其次为多结构畸形（29.41%），其余依次为多软指标异常（20.51%）、单结构畸形（18.42%）和单软指标异常（12.59%），各组比较差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 超声提示各系统异常拷贝数变异检出情况

2.3 致病性拷贝数变异检出情况 SNP-array技术检测结果发现异常检出率为19.11%（69/361），其中30例为染色体数目异常（8.31%），包括25例非整倍体和5例三倍体，与核型检查结果相符；另外39例（10.80%）为核型检测结果正常而SNP-array提示存在拷贝数变异，其中32例（8.86%）为临床意义明确的致病性拷贝数变异；7例（1.94%）临床意义不明。部分致病性拷贝数变异信息表和某病例的致病性拷贝数变异见表2和图1。

表2 部分致病性拷贝数变异信息表

图1 某病例致病性拷贝数变异

3 讨论

SNP-array技术能够检测1KB以上的微缺失/微重复，其分辨率高于普通染色体核型分析，且不需要进行细胞培养[7]。该方法分析结果可靠，能够为染色体分析和产前诊断提供参考价值。2013年美国妇产科学会指出，当胎儿存在一个或多个超声异常指标且需要进行侵入性产前诊断时，建议使用SNP-array技术代替传统核型分析[8]。2016年美国妇产科学会联合母胎医学学会提出，对于具有任何指征的病例，进行产前诊断时均需进行SNP-array技术检测[9]。

本研究结果显示，SNP-array技术检测共检出19.11%的拷贝数变异，与国内外文献研究报道的18.90%[10]、15.90%[11]基本相符。SNP-array技术检测发现19.11%的拷贝数变异，包括8.31%的染色体数目异常和10.80%的核型检测结果正常而SNP-array提示存在拷贝数变异，提示SNP-array技术检测可提高对新生儿畸形染色体异常的检出率。也提示在产前超声检查异常的胎儿中，即使普通染色体核型分析染色体正常者，仍可能存在无法发现的拷贝数变异，此时SNP-array技术检测则变得至关重要。本研究还发现超声提示各系统异常畸形新生儿中，SNP-array技术检测异常检出率最高的为结构畸形合并软指标异常（32.14%），其次为多结构畸形（29.41%），其余依次为多软指标异常（20.51%）、单结构畸形（18.42%）和单软指标异常（12.59%），各组组间异常检出率比较差异有统计学意义（P＜0.05）。另外，本研究结果还显示，39例存在拷贝数变异的患儿中，临床意义明确的致病性拷贝数变异检出率为8.86%，临床意义不明的拷贝数变异检出率为1.94%。提示即使通过SNP-array技术发现的拷贝数变异，仍有一部分是临床意义不明的，这可能与基因组功能的复杂性以及客观条件的局限性有关。需要注意的是，SNP-array技术检测可检出更多的基因微缺失/微重复，然而也正因SNP-array技术检测具有较高的分辨率，所以会检测出更多的临床意义不明的拷贝数变异，从而给孕妇及其家庭带来巨大的压力甚至恐慌，乃至出现不必要引产。因此，临床需严格界定SNP-array技术检测的适应证，孕妇及其家属需充分了解可能的结果，并经其知情同意方可进行。

综上所述，SNP-array技术检测全基因组DNA拷贝数变异可提高对新生儿畸形的检出率，超声检查提示结构畸形合并软指标异常时建议进行SNP-array技术检测，从而为遗传病的咨询及诊断提供科学根据，以指导临床妊娠，具有一定的推广应用价值。