羊水产前诊断胎儿性染色体异常362例分析

［摘要］目的分析产前诊断胎儿性染色体异常结果，探讨无创产前检测（NIPT）、荧光原位杂交技术（FISH）、染色体核型分析、微阵列芯片技术（CMA）等联合应用的优势。

方法收集2018－2022年于我中心行孕中期羊膜腔穿刺术的孕妇资料，对性染色体异常的结果进行统计分析。

结果行羊水分析15 224例，检出性染色体异常362例（2.4%），包括非整倍体异常305例（84.3%）与结构异常（含嵌合异常）57例（15.7%）。不同产前诊断指征孕妇染色体异常检出率差异具有统计学意义（P<0.001），其中NIPT提示性染色体异常孕妇的检出率为48.37%。47，XXY的检出率在不同年龄组间的差异有统计学意义（χ2=4.97，P<0.05）。多种技术联合应用将复杂异常检出率由2.1%提高到了2.4%。

结论NIPT检测对于筛查胎儿性染色体异常具有显著意义。羊水产前诊断性染色体异常主要为数目及嵌合体异常，其中47，XXY与年龄因素显著相关。染色体核型分析联合FISH及CMA检测有助于复杂性染色体异常的明确诊断。

［关键词］产前诊断；羊水；性染色体畸变；核型分析；原位杂交，荧光；微阵列分析

［中图分类号］R446.7;R596.1

［文献标志码］A

［文章编号］2096-5532（2024）04-0611-04doi：10.11712/jms.2096-5532.2024.60.122

［开放科学（资源服务）标识码（OSID）］

［网络出版］https：//link.cnki.net/urlid/37.1517.r.20240829.1447.009;2024-09-0211：52：08

Prenatal diagnosis of fetal sex chromosome abnormalities in amniotic fluid： An analysis of 362 cases

WANG Fang， REN Huiying， LIANG Siying， LI Shuo

（Gene Testing Center of Qingdao University Affiliated Women and Children’s Hospital， Qingdao 266034，China）

; ［Abstract］ObjectiveTo investigate the results of fetal sex chromosome abnormalities based on prenatal diagnosis and the advantages of the combination of noninvasive prenatal testing （NIPT）， fluorescence in situ hybridization （FISH）， karyotype analysis， chromosome microarray analysis（CMA）， and other techniques.

MethodsRelated data were collected from the pregnant women who underwent amniocentesis in the second trimester at our center from 2018 to 2022， and a statistical analysis was performed for the results of sex chromosome abnormalities.

ResultsThe amniotic fluid analysis was performed for 15 224 cases， and 362 cases were found to have sex chromosome abnormalities， among which there were 305 cases （84.3%） of aneuploid abnormalities and 57 cases （15.7%） of structural abnormalities （includiXcgzlK+5RJe/b/9e6GvM6BGGipPL2Nyle5tUFwRyL30=ng chimeric abnormalities）. There was a significant difference in the detection rate of chromosomal abnormalities between the pregnant women with different indications for prenatal diagnosis （P<0.001）， and NIPT showed a detection rate of 48.37% for the pregnant women with sex chromosome abnormalities. There was a significant difference in the detection rate of 47，XXY between different age groups （χ2=4.97，P<0.05）. The combined application of multiple techniques increased the detection rate of complex abnormalities from 2.1% to 2.4%.

ConclusionNIPT testing has a significant significance in screening for fetal sex chromosome abnormalities. Sex chromosome abnormalities based on prenatal diagnosis mainly include numerical and chimeric abnormalities， among which 47，XXY is significantly associated with age factors. Karyotype analysis combined with FISH and CMA tests can help to clarify the diagnosis of complex chromosomal abnormalities.

［Key words］prenatal diagnosis; amnioticfluid; sex chromosome aberrations; karyotyping; in situ hybridization， fluorescence; microarray analysis

性染色体异常主要是指性染色体非整倍体异常（SCA）及结构异常所致的染色体疾病，在妊娠中发生率高达2.3‰[1]，可引起性发育异常（DSD）、精神发育迟滞、先天畸形、功能障碍等遗传病[2-3]。早筛查、早诊断有利于孕妇及早进行遗传咨询与妊娠干预。胎儿染色体疾病诊断的金标准为羊水细胞染色体核型分析[4-6]。但由于分辨率的局限性，该方法对于亚显微（片段<5 Mb）或者难以明确的隐匿性染色体结构异常通常无能为力[7]。荧光原位杂交技术（FISH）与微阵列芯片技术（CMA）等可以与其优势互补，明确特殊类型的染色体异常。本研究分析了15 224例行羊膜腔穿刺术的胎儿性染色体异常情况，探讨多种技术联合应用诊断疑难病例的价值，为临床诊疗提供参考依据。现将结果报告如下。

1资料与方法

1.1研究对象

收集2018年1月—2022年12月于我院行孕中期羊膜腔穿刺术的15 224例孕妇资料。孕妇年龄22～49岁，孕18～26周，行羊水染色体核型分析及FISH检测，以下情况需进行羊水细胞CMA检测：①B超软指标异常，如颈后透明层（NT）增厚、鼻骨显示不清、颈背部水囊瘤、单脐动脉等；②核型分析发现异常但不能明确诊断；③亲代染色体异常或异常妊娠史；④孕妇自愿进行分子检测。按临床首要指征分为无创产前检测（NIPT）高风险、NIPT提示性染色体异常、B超异常、血清学异常、其他情况（错过筛查时间、异常妊娠史或亲代异常携带等）和单纯高龄6组。多指征就诊者按上述分类优先划分，组间无交叉。所有病人及家属均接受检测前遗传咨询并签署知情同意书。本研究经本院伦理委员会批准（QFELL-YJ-2023-198）。

1.2研究方法

孕妇行常规孕中期血清学筛查及超声排畸，筛查为高危者建议行羊水产前诊断，羊水CMA检测临床意义未明病例，建议双方行外周血染色体及CMA检测辅助诊断。

1.2.1羊水染色体核型分析双线培养细胞，按照常规方法制备羊水染色体进行G显带核型分析，根据产前筛查与诊断技术标准，各分析3个核型并计数15个，遇可疑嵌合时各加大计数至25个，按照人类细胞遗传学国际命名体制（ISCN 2020）标准进行核型描述。

1.2.2FISH检测按照FISH实验标准操作流程进行制片、探针杂交，选取着丝粒或亚端粒末端探针及特殊探针进行检测。

1.2.3CMA检测用QIAamp DNA Blood Mini kit（德国QIAGEN公司产品）提取羊水细胞基因组DNA，采用全基因组CytoScan 750 K芯片（美国Affymetrix公司），应用Affymetrix Chromosome Analysis Suite（ChAS 3.0）序列参考版本GRCh37/hg19，在25 SNP/50 kb、50 CNV/200 kb分辨率水平进行分析。结果判读参考常用国际公共数据库 DGV（http：//dgv.tcag.ca/dgv/app/home）、DECIPHER（https：//decipher.sanger.ac.uk/）、UCSC（Genome Browser， https：//genome.ucsc.edu/）、

ISCA（https：//isca.org.sg/）、PubMed（https：//

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed）、OMIM（https：//www.omim.org/）和ClinGen（https：//www.clinicalgenome.org）等以及相关文献报道。根据ACMG和ClinGen的遗传变异分类标准与指南[8]进行基因变异致病性分类。

1.3统计学分析

采用SPSS 23.0软件进行统计学分析，计数资料组间比较采用χ2检验和Fisher精确概率法。以P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1不同年龄及不同产前诊断指征孕妇胎儿性染色体异常检出情况

单体及三体异常在低龄（<35岁）与高龄（≥35岁）孕妇中的检出情况见表1。其中47，XXY的检出率在不同年龄组间的差异有统计学意义（χ2=4.97，P<0.05）。不同产前诊断指征孕妇胎儿性染色体异常检出率比较差异具有统计学意义（P<0.001），其中NIPT提示性染色体异常孕妇的检出率最高（48.37%）。见表2。

2.2胎儿性染色体异常检出情况

共分析羊水15 224例（已除外培养失败9例，成功率为99.94%），检出性染色体异常者362例（2.4%），包括非整倍体异常305例（84.3%）及结构异常57例（15.7%）。非整倍体异常包括47，XXY（124例）、47，XXX（68例）、47，XYY（38例）、45，X（6例）及嵌合体（69例，其中45，X/46，XX 38例）；结构异常包括染色体核型分析检出的20例及联合FISH、CMA等分子技术检出的37例异常。

2.3联合应用FISH、CMA等分子技术的检出情况

联合应用FISH、CMA检出复杂异常37例（10.2%，37/362），将检出率由2.1%（325/15 224）提高至2.4%（362/15 224）。其中以X染色体异常居多（33例，占89.2%），包括6例额外小标记染色体（sSMC）病例，结合FISH及CMA结果判断为3例环状X及3例衍生X（典型病例见图1）；27例CMA提示X末端缺失/重复病例，其中核型提示X可疑异常12例（典型病例见图1），核型未见明显异常15例，6例在Xp22.31区段存在致病性缺失，4例由Xp21.1p21.2区段缺失/重复变异导致胎儿假性肥大型肌营养不良（DMD）。另外有4例涉及Y染色体异常。

1A～1D为病例1，孕妇28岁，孕20周，NIPT提示性染色体偏少，双方染色体正常，羊水染色体核型分析、CMA、FISH结果提示胎儿存在嵌合环状X。1A、1B：胎儿染色体核型分析中出现的两种核型；1C：羊水CMA提示胎儿在Xp22.33p21.1、Xp21.1q21.1、Xq21.1q26.2、Xq26.2、Xq26.2q28区段存在嵌合缺失；1D：应用X着丝粒探针杂交，红色箭头为探针所在区域，提示mar含X着丝粒区域。2A～2D为病例2，孕妇29岁，孕20周3天，NIPT提示性染色体部分偏少，双方染色体正常，羊水染色体核型分析与CMA提示胎儿一条X为衍生染色体，可能是由于X与Y易位所致。2A：胎儿染色体核型图（红色箭头所指为异常X染色体）；2B：羊水CMA模式图，提示存在X缺失（红色区域）与Y重复（蓝色区域）；2C、2D：Xq24q28缺失、Yq11.222q11.23重复详图。

3讨论

产前胎儿性染色体异常的遗传病因分析对于评估妊娠结局及预后有着重要的临床指导意义。通过传统超声以及血清学筛查难以检出此类异常，而NIPT的普及显著提高了其检出率。本研究对不同产前诊断指征分组比较发现，NIPT提示性染色体异常孕妇的检出率远高于其他指征孕妇，与黄晓莉等[9]、LIANG等[10]的结果近似，提示没有明确指征时NIPT可作为产前性染色体异常的高级筛查方法。但由于母源性及胎盘嵌合等原因[11]，NIPT存在假阳性，确诊需依靠侵入性产前诊断[12]。

靳秋杰等[13]研究结果表明，卵母细胞减数分裂时发生X染色体不分离或畸变的概率随着女性年龄增加而增加。本研究中性染色体非整倍体异常占84.3%，以47，XXY为最多，且与孕妇年龄有关，与黄素珍等[14]及雷雨等[15]的结论一致。

本研究检出6例45，X以及大量45，X/46，XX嵌合型病例。自然妊娠中约1.0%～1.5%的胚胎为非嵌合型45，X，但其中约99%的胚胎在妊娠期间以自然流产等形式消亡，几乎所有存活下来的45，X胚胎其实为通过单体自救而实现完整胎盘功能的“隐性”嵌合体[16]。位于X/Y拟常染色体区域的PSF2RA基因为维系胎盘功能所必须，该基因缺失可解释“真”45，X胚胎的高致死率，而通过单体自救所形成的隐匿于胎盘中的46，XX细胞系则可解释特纳综合征病儿的存活。嵌合细胞系的检出影响因素较多[17-18]。产前诊断中发现45，X型胎儿后，应结合多种检测方法的结果综合分析并慎重解释胎儿可能出现的临床表型及预后。

性染色体存在大量单倍剂量不足或三倍剂量敏感基因，包含这些基因的片段缺失或重复可导致性连锁遗传病的发生。本研究通过CMA检测，确诊6例在Xp22.31区段含STS基因的致病性缺失，该缺失可导致X连锁隐性鱼鳞病（OMIM 308100），以及4例导致胎儿DMD的Xp21.1p21.2区段缺失/重复变异。这些小片段缺失重复通过常规核型分析加FISH难以检出，而CMA可以有效检测出20 kb以上的基因拷贝数变异[19]，提示如能将CMA应用于常规产前诊断项目内可提高该类异常的检出率。

产前诊断中发现sSMC的概率约为0.77‰，因其来源不同而具有不同的遗传效应，此时分子技术的应用显得尤为重要[20]。FISH技术利用荧光原位标记的方法检测染色体数目和结构，同时可以排除细胞优势生长对嵌合体的判断干扰，联合核型分析与CMA检测有助于明确此类异常。如本研究中的6例嵌合sSMC病例，结合CMA及FISH确定为3例环状X及3例衍生X。

随访346例孕妇，引产193例，性染色体异常主要为47，XXY、45，X及性染色体缺失重复等。继续妊娠151例，性染色体异常主要为47，XXX、47，XYY及嵌合体等。孕妇及家属对于性染色体异常胎儿的去留主要取决于异常结果对以后生育的影响、胎儿智力发育以及超声情况等。

综上所述，产前诊断中胎儿性染色体异常主要为数目及嵌合异常，其中47，XXY与孕妇年龄有关。NIPT检测对于提示胎儿性染色体异常具有显著意义，可作为一种有效的筛查方法。染色体核型分析联合FISH及CMA检测有助于复杂性染色体异常的明确诊断。

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（本文编辑周晓彬）