染色体15q13.3微缺失和微重复胎儿的产前诊断及妊娠结局*

周 冉,王 艳,孟露露,许伊云,焦 娇,李一鸣,胡 平,许争峰

[南京医科大学附属妇产医院(南京市妇幼保健院)产前诊断中心,南京 210004]

拷贝数变异(copy number variation,CNV)与多种人类疾病相关,全基因组CNV检测作为临床一线手段已被应用于寻找产后“发育迟缓、智力低下、多发畸形”患儿和产前结构畸形胎儿的遗传学病因[1-3]。染色体15q近端区域由于存在低拷贝重复序列(low copy repeats,LCR)而不稳定,这些LCR聚集形成多个断裂点(Breakpoints,BP),从而介导非等位同源重组,进而引起CNV的发生[4]。涉及15q11.2q13区段(BP1-BP3或BP2-BP3)的缺失可引起“Prader-Willi综合征”[5]或“Angelman综合征”[6-7]。而涉及15q13.3区段(含CHRNA7基因)的CNV已报道与多种神经精神表型相关,如认知缺陷、精神分裂症、癫痫、注意力缺陷多动障碍和自闭症谱系障碍等[8-12]。15q13.3微缺失有两型:(1)BP4-BP5缺失型(Ⅰ型)大小约1.3Mb(chr15:31.1～32.4Mb;Hg19);(2)D-CHRNA7 to BP5缺失型(Ⅱ型)大小约400Kb(chr15:32.0～32.4Mb;Hg19)。两种缺失均为致病性CNV,可引起“15q13.3缺失综合征(OMIM#612001)”,该综合征外显率约为80%,多数遗传自父母[12-13]。文献报道该综合征的患者多数为男性,提示其外显率可能存在性别差异[14-15]。15q13.3微重复亦有两型:(1)BP4-BP5重复型(Ⅰ型),尽管有文献报道该重复可能与认知障碍和精神疾病相关,但目前的致病性证据仍不足,其临床意义尚不明确[11,16-19];(2)D-CHRNA7 to BP5重复型(Ⅱ型),该重复在一般人群中发生率较高,已评估为良性变异,故不在本文重点讨论。15q13.3相关CNV在产后病例中有较多报道,但产前诊断的病例极少。本文旨在探讨15q13.3相关CNV在产前胎儿期的临床表现及妊娠结局。本研究将有助于临床医师更好地进行产前诊断及遗传咨询。

1 资料与方法

1.1 资料来源 收集2016年1月至2022年8月于南京市妇幼保健院行侵入性产前诊断的孕妇,经染色体微阵列分析(chromosomal microarray analysis,CMA)诊断为15q13.3微缺失胎儿3例(2例I型,1例II型),诊断为15q13.3重复I型胎儿1例,孕妇孕周(24±4)周,年龄(28±2)岁。文献检索收集到产前诊断为15q13.3微缺失(II型)和15q13.3微重复(I型)的胎儿各1例。本研究经南京市妇幼保健院伦理委员会批准,孕妇及丈夫均签署知情同意书。

1.2 CMA实验及数据分析 采用羊膜腔穿刺术或脐静脉穿刺术提取羊水或脐血DNA。按标准步骤,使用美国昂飞公司的CytoScan 750K芯片进行CMA检测。采用Chromosome Analysis Suite软件(美国昂飞公司)进行数据判读。致病性评级依据美国医学遗传学与基因组学学会(ACMG)和临床基因组资源机构(ClinGen)联合发布的共识建议对CNV进行打分评估[1],主要查询的数据库包括DGV数据库(http://dgv.tcag.ca/dgv/app/home)、gnomAD数据库(http://gnomad-sg.org/)、Clinvar数据库(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar/)、Decipher数据库(https://www.deciphergenomics.org/)、OMIM数据库(https://omim.org/)、ClinGen数据库(https://www.clinicalgenome.org/)。CNV评分大于0.99分,评估为致病性CNV;评分介于0.9～0.98分,评估为可能致病性CNV;评分介于-0.89～0.89分,评估为意义未明CNV;评分介于-0.98～-0.9分,评估为可能良性CNV;评分小于-0.99分,评估为良性CNV。致病性CNV主要评估其是否与已知的致病性区域重叠或包含“剂量敏感基因”:缺失型CNV是否包含ClinGen中“单倍剂量不足”评分3分的基因或区段,重复型CNV是否包含ClinGen中“三倍剂量敏感”评分3分的基因或区段。

1.3 随访 电话随访,询问妊娠结局及新生儿生长发育情况。

2 结 果

2.1 15q13.3微缺失的产前诊断及妊娠结局分析 共纳入2例15q13.3微缺失(Ⅰ型)胎儿(胎儿1和2)(图1、表1)。胎儿1的母亲于孕19周因“NIPT提示15号染色体存在4Mb缺失”于本中心行羊膜腔穿刺术,羊水CMA结果提示15q13.2q13.3区段存在约2.08Mb缺失;胎儿2的母亲于孕26周因“胎儿胆囊未显示”于本中心行羊膜腔穿刺术,羊水CMA结果提示15q13.2q13.3区段存在约1.37Mb缺失。共纳入2例15q13.3微缺失(Ⅱ型)胎儿(胎儿3和4)(图1、表1)。胎儿3的母亲于孕26周因超声检查和磁共振成像均提示“胎儿一侧侧脑室轻度增宽”于本中心行羊膜腔穿刺术,羊水巨细胞病毒DNA结果为阴性,羊水CMA结果提示15q13.3区段存在约0.48Mb缺失;胎儿4的母亲于孕28周因“胎儿肠管回声增强、羊水过多”行脐静脉穿刺术,脐血CMA提示15q13.3区段存在约0.42Mb缺失[20]。4例15q13.3微缺失胎儿中,1例(25%)为新发(胎儿1),3例(75%)遗传自父母(胎儿2、3、4),其中胎儿3的缺失遗传自表型正常母亲,胎儿2和4的缺失均为父源性,胎儿2的父亲有癫痫史和精神分裂症病史,胎儿4的父亲有婴儿期癫痫病史。3例选择终止妊娠,1例选择继续妊娠,生育一男胎(胎儿4),胎儿新生儿期表型正常,且6月龄随访时精神运动发育均正常。

表1 15q13.3微缺失胎儿和15q13.3微重复胎儿的临床特点及妊娠结局

图1 产前诊断为15q13.3微缺失和微重复的基因组位置模式图红色条块:4例15q13.3微缺失胎儿的基因组起止位置图;蓝色条块:2例15q13.3微重复胎儿的基因组起止位置图;黑色条块:基因组中的断裂点位置

2.2 15q13.3微重复的产前诊断及妊娠结局分析 共纳入2例15q13.3微重复(Ⅰ型)胎儿(胎儿5和6)(图1、表1)。胎儿5的母亲于孕19周因“既往一孩不明原因夭折史”于本院行羊膜腔穿刺术,羊水CMA提示15q13.2q13.3区段存在约2.55Mb重复;胎儿6的母亲于孕24周因“胎儿心脏横纹肌瘤”行羊膜腔穿刺术,羊水CMA提示15q13.2q13.3区段存在约1.85Mb重复[21]。2例胎儿的重复均遗传自表型正常的母亲。胎儿5的父母选择继续妊娠,随后生育一健康女婴,6个月及2岁随访时表型均正常。胎儿6的父母选择了终止妊娠。

3 讨 论

15q13.3微缺失在一般人群中的发生率约1/40000(0.0025%),而在CMA受检者中的检出率约1/450～1/600(0.17%～0.22%)[22-25],该检出率高于本中心检出率(0.17%～0.22% vs 0.04%),其原因可能是CMA受检人群的差异导致。本研究受检者均为产前胎儿,而文献中受检者为产后人群(且多数为有神经精神相关表型的人群),15q13.3微缺失与神经精神相关表型关联较大,这可能是造成检出率差异的原因。

胎儿期诊断的15q13.3微缺失病例极其罕见,目前仅有1例报道[20],该胎儿产前表现为肠管回声增强和羊水过多。本研究显示,15q13.3微缺失胎儿产前可能出现胆囊未显示、侧脑室轻度增宽等异常表现,进一步拓宽了15q13.3微缺失病例可能的产前表型谱。导致这些产前表型的可能原因很复杂(如表观遗传学异常、基因突变、环境影响等),且这些病例未进行全面的遗传学检测(如外显子组测序或全基因组测序),因此不能排除其他遗传学病因的可能性。这些较分散的产前异常表型可能是15q13.3缺失综合征的非特异性表现,也可能是其他因素导致。这些表型与15q13.3微缺失之间的相关性仍有待进一步研究。

15q13.3微缺失综合征产后主要表现为“认知缺陷、精神分裂症、癫痫”等神经发育异常表型[26],这些表现胎儿期通常无法识别,及时诊断胎儿是否存在15q13.3微缺失及其遗传学特点(大小、位置、是否新发等)可提前发现这些潜在风险,为遗传咨询和风险评估提供依据。15q13.3微缺失存在外显不全,部分孕妇可能选择继续妊娠至分娩,15q13.3微缺失的产前诊断可帮助孕妇和医生提前做好新生儿的治疗和康复的准备。遗传咨询者应综合考虑胎儿的其他临床信息和家族史,全面分析15q13.3微缺失对胎儿的潜在影响和风险,为孕妇提供全面且准确的信息。

文献提示15q13.3微缺失的外显率可能受性别影响,即男性更易发病[14-15]。本研究溯源结果发现,1例携带该缺失的母亲无异常表现,而2例携带该缺失的父亲均有一定的异常表型,这与文献较吻合。本研究中75%的胎儿(3/4)遗传自父母,这与文献报道15q13.3微缺失多数遗传自父母的结论一致[12-13]。

有文献比较了两种15q13.3微缺失(I型和II型)的表型差异。结果显示,总的神经精神相关表型发生率在I型中更高(89.1% vs 76.7%),对表型进一步细分发现,发育迟缓或智力低下、癫痫、精神分裂症的发生率在I型中更高,而自闭症、注意缺陷障碍的发生率在Ⅱ型中更高[12]。尽管文献报道15q13.3微缺失患者极少存在结构畸形,但心脏畸形的病例仍有报道[12,18],临床医师在进行遗传咨询时需谨慎对待,必要时需结合超声心动图等手段进一步辅助诊断。

有研究发现,CHRNA7基因的缺失可能是“癫痫”和“精神分裂症”表型的候选致病基因[27-28]。Chrna7基因敲除的小鼠脑电图会出现异常[28]。CHRNA7基因在丘脑网状核中高表达,通过编码烟碱乙酰胆碱α7亚单位参与丘脑皮质通路的调控[29]。除外CHRNA7基因,15q13.3区段中其他基因可能对不同病例的表型有所贡献,但目前仍不明确,有待进一步研究。

目前15q13.3重复(I型)的致病性尚不明确。本中心发现1例该重复的胎儿,遗传自表型正常的母亲,且胎儿出生后于6个月和2岁随访时均发育正常,这似乎提示该重复可能是良性变异。文献中1例携带该重复的胎儿产前表现出心脏横纹肌瘤,且胎儿TSC1和TSC2基因均无致病性突变,虽然溯源发现该重复遗传自表型正常的母亲,但仍不能排除该重复外显不全的可能[21]。由于15q13.3重复(I型)的片段大小通常超过1Mb,而产前对于意义未明CNV的报告阈值一般为“缺失>500Kb,重复>1Mb”[1,30],所以这类重复即使临床意义未明,仍被报告出来。随着更多15q13.3重复(I型)产前诊断病例和随访数据的积累,能更好地了解这种变异对胎儿的遗传风险或疾病倾向的影响,从而帮助临床医师和孕妇做出更合理的产前诊断和管理决策,并为这种变异的研究提供更多的数据和证据。

综上所述,本研究总结归纳了15q13.3微缺失与微重复在胎儿期的临床表现和妊娠结局,为临床医师提供了更多的遗传咨询和风险评估的依据。临床医师应充分考虑胎儿的临床信息和家族史,全面分析胎儿的可能风险和疾病倾向,为孕妇提供准确的信息和合理的建议。