出生缺陷與產(chǎn)前篩查

出生缺陷也被稱為先天異常，其包括形態(tài)結(jié)構(gòu)異常、生理功能異常及代謝缺陷等，是導(dǎo)致早期流產(chǎn)、死胎、圍產(chǎn)兒死亡、嬰幼兒死亡和先天殘疾的主要原因。遺傳因素導(dǎo)致的出生缺陷目前尚無有效的治療手段，只能通過產(chǎn)前篩查和診斷預(yù)防患兒的出生缺陷。

產(chǎn)前篩查是指通過經(jīng)濟(jì)、便捷及無創(chuàng)的方法，從孕婦群體中發(fā)現(xiàn)某些懷有先天性畸形和遺傳性疾病胎兒的高危孕婦，提前評(píng)估胎兒健康狀況，降低出生缺陷，提高出生人口素質(zhì)。

染色體異常

染色體異常是導(dǎo)致新生兒出生缺陷的主要原因，其包括染色體數(shù)目異常、染色體結(jié)構(gòu)異常（大片段缺失/重復(fù)）、微結(jié)構(gòu)變異（致病性基因組拷貝數(shù)變異）等。據(jù)報(bào)道，我國(guó)每年出生染色體異常的新生兒約10萬人，在活嬰兒中染色體異常者占0.3%。

染色體異常直接影響患兒正常生長(zhǎng)發(fā)育，患兒將終生罹患智力發(fā)育遲緩、多發(fā)畸形、生育障礙等嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)和功能缺陷。因此，普及染色體疾病的產(chǎn)前篩查和產(chǎn)前診斷，對(duì)降低出生缺陷的發(fā)生有著非常重要的意義。

染色體數(shù)目異常是臨床上最主要的染色體病，其中以13號(hào)、21號(hào)、18號(hào)以及X、 Y染色體異常最為常見，占染色體非整倍體畸變95%以上。這些染色體異常占全部染色體病80%-90%。

（一）21三體綜合征

21三體綜合征（trisomy 21 syndrome）又稱唐氏綜合征（Down syndrome），是由染色體異常（多了一條21號(hào)染色體）而導(dǎo)致的疾病，是胎兒和新生兒中最常見的非整倍體染色體異常。在新生兒中的發(fā)病率為1/600，在受精卵中為1/150。60%-80%在胎內(nèi)早期即流產(chǎn)，存活者則明顯的智力低下，特殊面容，生長(zhǎng)發(fā)育障礙和多發(fā)畸形。

按染色體核型分析可將唐氏綜合征患兒分為三型：

（1）標(biāo)準(zhǔn)型（95%）：患兒體細(xì)胞染色體為47條，有一個(gè)額外的21號(hào)染色體，核型為47，XX（或XY），+21。

（2）易位型（2.5~5%）：患兒的染色體總數(shù)為46條。多為羅伯遜易位，是指發(fā)生在近端著絲粒染色體的一種相互易位，多為D/G易位，D組中以14號(hào)染色體為主，即核型為46，XX（或XY），-14，+t（14q21q）；少數(shù)為15號(hào)染色體易位；另一種為G/G易位，較少見。

（3）嵌合體型（2%~4%）：患兒體內(nèi)有2種或者2種以上細(xì)胞株（以2種為多見），一株正常，另一株為21-三體細(xì)胞。

（二）18三體綜合征

18三體綜合征（Trisomy 18 Syndrome）又稱愛得華斯（Edwards）綜合征，是第二大常見的常染色體三體綜合征。活產(chǎn)新生兒中的發(fā)病率約為1/6000，是僅次于21-三體綜合征的第二大常見三體綜合征，男女比例約1:3。患兒壽命很短，多于生后不久死亡，存活者有嚴(yán)重智力障礙和生理畸形。

染色體核型分析：標(biāo)準(zhǔn)型絕大多數(shù)病例（80%）為全部細(xì)胞整條18號(hào)染色體三體型（核型為47,XY（或XX），+18），少數(shù)（10%）為嵌合型（46,XY（或XX）/47,XY（或XX），+18）和染色體斷裂異位型（主要是18號(hào)與D組染色體的易位）造成的18號(hào)染色體的部分三體。

（三）13三體綜合征

13三體綜合征又稱Patau綜合征。新生兒中的發(fā)病率為1∶25000?；純旱幕魏团R床表現(xiàn)要比21三體性嚴(yán)重得多，臨床表現(xiàn)為智力發(fā)育障礙、小頭、眼球小、前腦發(fā)育缺陷，常伴有腭裂。智力發(fā)育障礙見于所有的患者，而且程度嚴(yán)重，存活較久的患兒還有癲癇樣發(fā)作，肌張功力低下等。

染色體核型分析：80%的病例為游離型13三體，核型為47,XX（或XY），+13。其余的為嵌合型或易位型。易位型通常以13號(hào)和14號(hào)染色體羅泊遜易位居多。

（四）性染色體異常綜合征

1. klinefelter syndrome綜合征

又稱先天性睪丸發(fā)育不全或原發(fā)性小睪丸征，1942年Klinefelter等首先報(bào)道而命名，是一種較常見的一種性染色體畸變的遺傳病。本病特點(diǎn)為患者有類無睪身材、男性乳房發(fā)育、小睪丸、無精子及尿中促性腺激素增高等。絕大多數(shù)本病患者性染色體為47，XXY，即比正常男性多了1條X染色體，因此本病又稱為47，XXY綜合征。大約有15%患者為嵌合體，其中常見的為46，XX/47，XXY；46XY/48XXXY。額外的X是由于親代減數(shù)分裂時(shí)X染色體不分離的結(jié)果。

2. XYY綜合征

又稱超雄綜合征（super-man syndrome），是一種人類男性的性染色體疾病?；颊吣行缘诙哉靼l(fā)育差，身材高，四肢長(zhǎng)，可有智商低，精神異常及精神分裂癥傾向。XYY核型是父親精子形成過程中第二次減數(shù)分裂時(shí)發(fā)生Y染色體不分離的結(jié)果。

3. Turner綜合征

又稱女性先天性卵巢發(fā)育不全綜合征，是一種由于全部或部分體細(xì)胞中一條X染色體完全或部分缺失或結(jié)構(gòu)發(fā)生改變所致。臨床特點(diǎn)為身矮、生殖器與第二性征不發(fā)育和一組軀體的發(fā)育異常。發(fā)生率為新生嬰兒的10.7/10萬或女嬰的22.2/10萬，占胚胎死亡的6.5%。

染色體核型分析：①單體型：由于父親的精子或母親的卵子異常導(dǎo)致胎兒的體細(xì)胞只有一條X染色體，另一條缺失（45，X）。這種核型的個(gè)體絕大部分在妊娠早期自然流產(chǎn)，其余存活的個(gè)體具有典型的臨床癥狀。②嵌合型：部分體細(xì)胞有兩條X染色體，部分僅有一條X染色體（46，XX和46，X）。③結(jié)構(gòu)變異型：X染色體的某一部分結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)異常（X等臂染色體X，i（xq））。

4. 47,XXY和多X女性綜合征

又稱多雌綜合征，染色體核型表現(xiàn)為比正常女性多一條及以上的X染色。超雌綜合征是一種發(fā)病率極低的染色體疾病，新生嬰兒發(fā)病的幾率僅為1/1000~1/1200。沒有明顯的臨床表現(xiàn)，體態(tài)正常，約70%有正常月經(jīng)，第二性征正常，智力、外貌亦正常，有少數(shù)患者有繼發(fā)閉經(jīng)。

30%患者可有異常表現(xiàn)。約2/3的患者有智力低下。超雌綜合征的染色體核型表現(xiàn)為性染色異常，為47XXX，還有少數(shù)患者存在48XXXX的情況。X染色體數(shù)目越多，智力損害和發(fā)育畸形越嚴(yán)重。

染色體異常檢測(cè)方法

1. G顯帶核型分析

● 標(biāo)本類型：培養(yǎng)后的細(xì)胞?

● 報(bào)告周期：14-21天?

● 檢測(cè)原理：染色體核型分析是對(duì)羊水細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)、制片，以分裂中期染色體為研究對(duì)象，根據(jù)染色體的長(zhǎng)度、著絲點(diǎn)位置、長(zhǎng)短臂比例、隨體的有無等特征，并借助顯帶技術(shù)對(duì)染色體進(jìn)行分析、比較、排序和編號(hào)，根據(jù)染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異情況來進(jìn)行診斷。?

● 儀器：顯微鏡?

● 方法缺點(diǎn)：細(xì)胞培養(yǎng)耗時(shí)長(zhǎng)，技術(shù)操作復(fù)雜，培養(yǎng)失敗和制片效果不佳的可能性較高。核型分析分辨率為5-10Mb，不能檢出5Mb以下的亞顯微結(jié)構(gòu)異常。

2. 熒光原位雜交分析（FISH）

● 標(biāo)本類型：DNA?

● 技術(shù)原理：利用堿基互補(bǔ)的性質(zhì)，將熒光素標(biāo)記的探針與組織、細(xì)胞核或染色體DNA進(jìn)行雜交，對(duì)細(xì)胞中待測(cè)核酸進(jìn)行定性、定位及定量，將染色體復(fù)雜和細(xì)微的畸變或基因突變清楚顯現(xiàn)的細(xì)胞遺傳學(xué)技術(shù)。該檢測(cè)無需細(xì)胞培養(yǎng)，分析周期短，靈敏度和特異度均較高常。?

● 儀器：顯微鏡?

●?方法缺點(diǎn)：檢測(cè)染色體上有限的已知位置，不能對(duì)染色體進(jìn)行全局分析。結(jié)果可能會(huì)存在假陽性和假陰性，需與核型分析或其他檢測(cè)技術(shù)結(jié)合。

3. 微陣列分析(CMA)

● 樣本類型：DNA?

● 報(bào)告周期：7-14天?

● 檢測(cè)原理：一種高分辨率、高通量檢測(cè)人類基因組DNA拷貝數(shù)變異（CNV）的分子核型分析技術(shù)。能夠檢出所有引起基因組不平衡改變的染色體異常，包括所有核型分析能夠檢出的染色體不平衡變異，以及核型分析無法檢出的染色體微缺失與微重復(fù)。?

● 儀器：芯片、芯片掃描儀?

●?方法缺點(diǎn)：成本高、臨床意義判讀能力不足、不同檢測(cè)平臺(tái)和芯片檢測(cè)結(jié)果會(huì)有一定差異。

4. QF-PCR

● 樣本類型：DNA?

● 報(bào)告周期：1周?

● 檢測(cè)原理：一種通過檢測(cè)遺傳標(biāo)記短串聯(lián)重復(fù)序列(STR)進(jìn)行快速靶向分子診斷的產(chǎn)前診斷技術(shù)。基于PCR擴(kuò)增和毛細(xì)管電泳分離技術(shù)，通過定性、定量分析STR的多態(tài)性，診斷出13、18、21、X、Y染色體非整倍體異常以及三倍體和母體細(xì)胞污染，是一項(xiàng)性價(jià)比較高的產(chǎn)前分子診斷技術(shù)。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，QF-PCR結(jié)果與核型分析相比，對(duì)非嵌合型非整倍體檢出率為100%，特異性和敏感性均為100%。?

●?儀器：PCR儀、CE（基因分析儀/Sanger測(cè)序儀）

5. CNV-seq

● 樣本類型：DNA?

● 報(bào)告周期：2~3周?

● 檢測(cè)原理：對(duì)樣本DNA進(jìn)行全基因組測(cè)序，將測(cè)序結(jié)果與人類參考基因組堿基序列進(jìn)行比對(duì)，通過生物信息分析以發(fā)現(xiàn)受檢樣本存在的基因拷貝數(shù)變異?？蓹z測(cè)覆蓋23對(duì)染色體非整倍體和300余種微缺失/微重復(fù)。具有檢測(cè)范圍廣，通量高，高分辨率，兼容性好，所需DNA樣本量低等優(yōu)點(diǎn)。?

● 儀器：高通量測(cè)序平臺(tái)?

●方法缺點(diǎn)：無法檢測(cè)三倍體及多倍體；無法發(fā)現(xiàn)染色體相互易位，倒位等染色體平衡性結(jié)構(gòu)重排，也無法區(qū)分游離型三體和異位型三體，建議結(jié)合核型分析進(jìn)行診斷；檢測(cè)提示性染色體拷貝數(shù)異常時(shí)，為明確是否為嵌合體以及細(xì)胞系組成情況，建議進(jìn)一步行FISH檢測(cè)等。

* 2019年《低深度全基因組測(cè)序技術(shù)在產(chǎn)前診斷中的應(yīng)用專家共識(shí)》明確，CNV-seq在產(chǎn)前診斷過程中，建議將CNV-seq技術(shù)與熒光定量PCR（QF-PCR）或者短串聯(lián)重復(fù)序列（STR）檢測(cè)進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用，QF-PCR或STR可對(duì)樣本的母源污染情況進(jìn)行判斷，確保檢測(cè)反映胎兒的真實(shí)情況。

染色體檢測(cè)適用人群

● 高齡產(chǎn)婦?

● 產(chǎn)前血清學(xué)篩查高風(fēng)險(xiǎn)孕婦?

● NIPT提示高風(fēng)險(xiǎn)的孕婦?

● 超聲提示懷疑胎兒存在21/18/13、X和Y異常的孕婦?

● 不良孕產(chǎn)史的孕婦?

● 孕期有致畸因素接觸史者?

● 夫婦的近親中有染色體異常者

檢測(cè)平臺(tái)

Sanger測(cè)序儀T400是一款體積小巧的創(chuàng)新卡夾式測(cè)序儀，基于毛細(xì)管電泳平臺(tái)技術(shù)，可幫助客戶在實(shí)驗(yàn)室開展Sanger測(cè)序和片段分析工作，覆蓋包括感染性疾病、腫瘤、生殖健康及藥物基因組學(xué)檢測(cè)等臨床領(lǐng)域，是核酸檢測(cè)“金標(biāo)準(zhǔn)”平臺(tái)。

產(chǎn)品特點(diǎn)：

即插即用的卡夾式耗材體積小巧，空間利用率高4通道毛細(xì)管，支持6色熒光通道平臺(tái)開放，應(yīng)用廣泛Sanger測(cè)序儀T400可搭配市面上的21、18、13、性染色體倍型檢測(cè)試劑盒（QF-PCR），基于多重?zé)晒釶CR聯(lián)合毛細(xì)管電泳片段分析技術(shù)，可體外定性檢測(cè)人羊水樣本基因組21/18/13、性染色體上特異性STR遺傳位點(diǎn)和性染色體特異性非STR位點(diǎn)。通過對(duì)STR遺傳標(biāo)記進(jìn)行基因分型，依據(jù)STR峰型對(duì)目標(biāo)染色體平均每細(xì)胞中的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)。1個(gè)PCR反應(yīng)檢測(cè)幾十個(gè)目標(biāo)遺傳標(biāo)記，依據(jù)遺傳標(biāo)記峰型判斷染色體倍型。

除了主要檢測(cè)21、18、13、X和Y共5種染色體的非整倍體異常，QF-PCR還能檢測(cè)出三倍體、鑒定母體DNA污染、根據(jù)STR等位基因的個(gè)性化信息判別多余染色體的親本來源，為臨床提供更多的遺傳信息。

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