13号染色体长臂拷贝数异常的产前遗传学分析及妊娠结局随访

李燕青，傅婉玉，江矞颖，王元白，庄建龙

(福建省泉州市妇幼保健院 儿童医院产前诊断中心,泉州 362000)

染色体核型分析中出现衍生染色体、标记染色体、染色体嵌合等情况，可结合染色体微阵列技术(chromosomal microarray analysis,CMA)、荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization，FISH)等分子检测技术进一步检测[1]。利用分子诊断技术可明确异常染色体的断裂点及确定该片段的基因组成[2]，利于遗传咨询及帮助妊娠结局选择。本文结合染色体核型和单核苷酸多态性微阵列(single nucleotide polymorphism array，SNP-array)技术对13号染色体长臂拷贝数异常的8例胎儿及其家系进行遗传学分析，并随访妊娠结局，为遗传咨询提供依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾分析2017年7月1日至2021年7月1日于福建省泉州市妇幼保健院产前诊断中心就诊并同时行羊水/脐血染色体核型及SNP-array检查的高危孕妇共2868例。孕妇高危因素包括夫妻双方之一染色体异常、无创产前基因检测(non-invasive prenatal testing,NIPT)高风险、胎儿超声结构异常、胎儿超声软指标异常、孕妇高龄、唐筛高风险等指征。行介入性产前诊断的孕妇在检测前均充分知情并签署知情同意书。

1.2 细胞培养及染色体核型分析 采用超声引导行羊膜腔穿刺术/脐血穿刺术，抽取30mL羊水或2mL脐血用于染色体核型分析和SNP-array检测。20mL用于羊水细胞培养，羊水培养进行细胞收获、染色体制备、染色，进行核型分析。羊水细胞共计数可分析核型30个，分析5个核型。1mL脐血用于脐血细胞培养，计数可分析核型20个，分析5个核型。染色体的命名依据人类细胞遗传学国际命名体制标准(ISCN 2020)。

1.3 SNP-array检测 10mL羊水或1ml脐血样本及夫妻双方外周血各3mL送至第三方检测公司(北京贝康医学检验所)进行SNP-array检测。按试剂盒说明书，提取羊水细胞基因组DNA，经稀释消化、扩增、纯化，将芯片上的探针与用生物素进行标记后的相应待测片段进行杂交、洗涤、结合染色后放入Affymetrix公司GeneChip扫描仪扫描，采用Chromosome Analysis Suite(ChAS)v4.0软件对扫描检测荧光信号进行分析。根据ACMG指南，通过查询DGV、OMIM、Pubmed、DECIPHER以及UCSC数据库对拷贝数变异(copy number variants,CNVs)的临床意义进行分析。

2 结 果

2.1 染色体核型结果 家系1胎儿染色体核型分析发现Y衍生染色体，父母染色体结果显示该衍生染色体由于父亲染色体t(Y;13)(q11.23;q32)导致。家系2胎儿存在13号衍生染色体，父母染色体结果显示该衍生染色体由于母亲inv(13)(p11.1q21.3)导致。家系3胎儿存在额外小标记染色体(marker)，遗传自其父亲(47,XY,+mar)，胎儿的奶奶核型亦为47,XN,+mar，见表1。家系4～8胎儿羊水染色体核型结构及数目未见明显异常。

2.2 SNP-array结果 SNP-array检测结果显示：例1为男性胎儿，在Y染色体Yq11.223q11.23区段存在3.3Mb片段的缺失，内含CDY1(400016)、DAZ1(400003)、DAZ3(400027)、DAZ2(400026)等8个OMIM基因。胎儿在13号染色体13q31.3q34区段存在20.2Mb片段的重复，内含ZIC2(603073),NALCN(611549)等70个OMIM基因。例2胎儿在13号染色体13q21.31q34区段存在50.4Mb片段重复，内含ZIC2(603073)、EDNRB(131244)等104个OMIM基因。例3胎儿在13号染色体13q33.1q34区段存在11.9Mb片段的重复，内含COL4A1(120130)、COL4A2(120090)、CHAMP1(616327)等37个OMIM基因。经ACMG指南和ClinGen的共同共识，例1～3胎儿拷贝数变异判读为致病性。例4～7胎儿在13号染色体13q12.12区段均存在1.4Mb片段的重复，内含SGCG(608896)、SACS(604490)等7个OMIM基因，经ACMG指南和ClinGen的共同共识，该片段重复临床意义尚不明确。例8胎儿在13号染色体13q33.1区段存在1.0Mb片段的重复，涉及FGF14(601515)、ERCC5(133530)等6个OMIM基因。经ACMG指南和ClinGen的共同共识，该片段重复的临床意义尚不明确。见表1。

表1 13号染色体长臂拷贝数异常胎儿的产前诊断结果及妊娠结局

2.3 父母验证及妊娠结局随访 家系6～8父母验证均提示胎儿13号染色体微重复遗传自父亲。家系8孕妇SNP-array结果提示14号染色体低比例嵌合。经遗传咨询，家系1孕妇及家属仍决定继续妊娠，2021年8月剖宫产一男孩，电话随访家属自述孩子生长发育良好。家系4于2019年12月经阴分娩一男孩；家系6于2020年4月剖宫产一女孩；家系7足月剖宫产一女孩，出生体重4kg；家系8于2020年8月经阴分娩一女孩，电话随访家属均诉目前体健。家系2、3、5选择终止妊娠。

3 讨 论

标准型13-三体综合征患者主要特征为严重智力低下、特殊面容、手足及生殖器畸形，并可伴有严重的致死性畸形，患儿1年生存率约8%。13号染色体长臂拷贝数异常的存活儿童在临床上较罕见[3]，其重复片段大小与临床表型有关。对13号染色体长臂拷贝数异常进行分析发现，大片段重复(大于5Mb)的病例可能与严重的发育迟缓和轻微的畸形特征有关，而微重复(5Mb以下)的病例出生后未发现异常表型[4-6]。

13号染色体长臂拷贝数异常是常见的染色体异常之一，父母一方多为染色体平衡易位或倒位的携带者，只有少数是新发异常[7]。本研究中有6例胎儿家系验证提示亲代染色体异常。平衡易位携带者一般表型正常，但其配子形成过程中，由于出现对位分裂、邻位分离和3∶1分离，可形成18种配子，其中1种正常，1种平衡易位，其余均为部分三体或部分单体，可导致胚胎发育异常[8]。家系1夫妇因婚后不孕行夫妻双方外周血染色体核型检查发现丈夫染色体平衡易位，胎儿Y衍生染色体遗传自父亲，SNP-array显示该Y衍生染色体在Yq11.223q11.23区段存在3.3Mb片段的缺失，位于AZFc区段，该缺失可导致男性无精、少精、不育[9]。同时，胎儿在13号染色体13q31.3q34区段存在20.2Mb片段的重复。已有相似和小于该片段重复与面部形状异常，心脏畸形、胼胝体发育异常、不能生长发育、全面发育迟缓、宫内发育迟缓、椎体形态异常、耳朵异常、腭裂、小头畸形(nsv492052、nsv916370、nsv532454、nsv2771437，Pathogenic)及低位耳、手异常、注意力缺陷、多动障碍、自闭症、运动迟缓、智力障碍、癫痫发作、曳行步态(Patient:327125,Pathogenic)等临床表型相关的病例报道。也有研究报道在自闭症、面部畸形、智力障碍等临床表型的患者中检测到累及13q34区段的重复[4,10-11]。经遗传咨询，孕妇及家属仍决定继续妊娠，目前婴儿生后4个月，家属自述孩子生长发育良好，但因年龄较小无法对其精神认知发育及生殖方面进行评估，建议密切关注婴儿健康状况。

家系2胎儿在13号染色体13q21.31q34区段存在50.4Mb片段重复，内含ZIC2、EDNRB等104个OMIM基因，ZIC2基因单倍剂量不足会导致全前脑畸形和其他脑畸形[12]，但与远端13号染色体的重复无关[13]。Jobanputra等[6]报道的8例13q重复患者包含ZIC2基因，均未出现全前脑畸形或脑畸形，该基因主要与血管畸形、癫痫、面容异常等临床表型相关。经家系验证，孕妇及长女均存在13号染色体臂间倒位。臂间倒位也是常见的染色体畸变，携带者可形成4种类型的配子，1种正常，1种臂间倒位，2种为倒位染色体的部分缺失或重复，不平衡重组的配子受精后可导致胚胎发育异常[14]。孕妇曾足月剖宫产一男孩，出生后因先天性心脏病夭折；孕妇的哥哥生育一男一女，均智力低下。因未行进一步检查，其不良孕产史及不良家族史是否与染色体结构异常相关，尚不清楚。

联合传统细胞遗传学检测技术与先进的分子检测技术，可对额外小标记染色体进行分析以明确其致病性[15]。家系3胎儿因无创13-三体高风险、胎儿鼻骨发育不良行介入性产前诊断，羊水染色体核型为47,XN,+mar，即胎儿存在无法被细胞遗传学技术识别的标记染色体，SNP-array明确了mar为13q33.1q34区段11.9Mb的重复，根据ACMG指南判读为致病性拷贝数变异。ClinVar数据库中查询到已有相似片段的重复与面部畸形(nsv534153)、发育迟缓(nsv993433)等临床表型相关的病例报道。也有研究报道，在自闭症、面部畸形、智力残疾等临床表型的患者中检测到累及13q34区段的重复[11]。对于胎儿染色体结构重排或标记染色体，建议同一实验室对家系成员进行外周血染色体核型分析，以便进行溯源和(或)对比分析[1]。家系染色体核型验证提示胎儿父亲及奶奶均存在mar染色体，胎儿的mar遗传自表型正常的亲代。Moscovich等[10]报道了1例36岁女性存在染色体13q34重复(位于本病例重复区域内)，表型为全面发育迟缓、面部畸形、身材高大、乳腺癌和肌张力障碍，该变异遗传自表型正常的父亲，同时患者的哥哥携带有相同重复但是表型正常，提示该片段重复外显率不同。经充分遗传咨询，孕妇及家属选择终止妊娠，再次妊娠经羊水染色体核型及SNP-array检查后生育1例健康女婴。

产前诊断中检出VOUS往往会给临床遗传咨询带来很大的挑战，并给孕妇及家庭带来很多压力，甚至常常导致过度的终止妊娠[16]。家系4～7胎儿SNP-array芯片检测结果均显示在13号染色体13q12.12区段存在1.4Mb片段的重复，已有相似片段重复与发育迟缓(nsv529836,nsv931131,Uncertain significance)，自闭症(nsv529838,Uncertain significance)，面部形状异常、喂养困难、智力障碍(nsv529774,Uncertain significance)，宫内发育迟缓(nsv869411,Uncertain significance)等临床表型相关的病例报道。但是也有大于该片段重复而无临床表型的病例报道(esv3892311,esv2422502)。该片段重复的临床意义尚不明确(VOUS)。其中家系6、7经验证遗传自表型正常的亲代，经随访家系4、6、7胎儿出生后均健康，因此本研究认为该片段的重复应为偏良性可能。家系5因胎儿水肿选择终止妊娠，因未进一步检查，其致病原因未明确。

在高危妊娠中，NIPT可检测几乎所有唐氏综合征、18-三体和13-三体病例，假阳性率很低[17]。本研究中家系2、3、8均因NIPT高风险行产前诊断。NIPT技术的广泛应用缓解了产前诊断的压力，但其存在一定的局限性，如少数因cfDNA含量低导致检测失败等[18]，家系7孕妇因两次NIPT检测均提示母体血液中胎儿cfDNA含量不足，无法出具报告。由于母血游离DNA来自胎盘和母体，因此除外NIPT技术因素，与产前诊断结果不一致的原因包括母体本身为该染色体的嵌合体、胎儿-胎盘染色体不一致、母体携带CNVs[19]。家系8孕妇NIPT结果提示14号染色体数偏多，羊水染色体核型及SNP-array均未发现胎儿存在14号染色体异常，家系验证SNP-array提示孕妇疑似14号染色体低比例嵌合，因拒绝FISH检查未能进一步确诊。

综上所述，SNP-array不仅能明确诊断13号染色体长臂拷贝数异常，还能明确其重复的范围及涵盖基因，有助于13号染色体长臂拷贝数异常的临床咨询。对于胎儿13号染色体长臂拷贝数异常临床意义的判读应慎重，结合亲代验证情况及超声等辅助检查结果，有利于妊娠结局的选择。