《中国产前诊断杂志(电子版)》
2020年第12卷第4期·专题笔谈·
2号染体三体、嵌合体和单亲二体的临床特征及遗传学检测
杨兴坤1 肖鸽飞2 朱钧萍3[1.佛山市妇幼保健院产前诊断中心,广东佛山 528000;2.珠海市妇幼保健院检验科(遗传研究所),广东珠海 519001;3.广州市妇女儿童医疗中心,广东广州
510000]【摘要】 2号染体片段大小约为243.21Mb,共包含1779个基因。2号染体纯合子在活婴中未见报道,在流产绒毛组织检测中,2号染体三体(trisomy
2,T2)的发生率为1.07%~1.57%,T2嵌合体的发生率为0.12%。T2嵌合体的临床表现多变,可表现为宫内生长受限、羊水过少、先天性心脏病、脑室扩大、脊柱裂、肾积水、生殖器畸形、小头畸形、唇/腭裂、面部畸形等。针对染体非整倍体的检测常用
实验室方法有以下几种:染体核型分析、染体微阵列分析、基因组拷贝数变异测序、DNA短串联重复序列分析、荧光原位杂交。当夫妻双方染体核型正常时,T2综合征的再发风险约为0.5%~
1%,若夫妻一方为嵌合体时,再发风险视嵌合比例而定。2号染体单亲二体(uniparentaldisomy
,UPD)临床表现具有异质性,10.5%严重影响胚胎生长发育而导致早期流产,3.5%无任何临床异常症状,52.6%
继发性单基因纯合突变导致隐性遗传病。UPD
常用的诊断技术包括微卫星标记分析、特异性甲基化检测、单核苷酸多态性阵列分析、全外显子测序以及全基因组测序。先证者同胞的发病风险取决于UPD
的不同发病机制
。【关键词】 2号染体;非整倍体;单亲二体【中图分类号】 R714.55 【文献标识码】
A犱狅犻:10.13470/j.cnki.cjp
d.2020.04.001基金项目:珠海市科技计划项目(ZH2202200063HJL);佛山市科技局科研项目(2020001003953、2020001005606) 通信作者:杨兴坤,E mail:185330128@qq
.com1 2号染体三体和嵌合体1.1 2号染体基本特征及概述 2号染体片段大小约为243.21Mb(hg19版本),包含1779个基因,其中1022个OMIM基因。纯合型三体的2号染体三体(trisomy2,T2)细胞一般是由于配子细胞减数分裂时染体不分离所致,通过单核苷酸多态性微阵列(singlenucleotidepolymorphismarray,SNParray)、短串联重复序列(shorttandermrepeats,STR)分析等方法可鉴别三体染体的来源。1.2 T2和嵌合体临床特征1.2.1 T2的临床表现 活婴中未见T2纯合子的报道,目前已报道的文献中,T2病例仅见于流产组织。代小英等[1]对深圳市妇幼保健院就诊的7036例胚胎停育或自然流产患者的绒毛或胎儿组织标本
进行多重连接探针扩增技术(multiplexligationdependentprobeamp
lification,MLPA)分析,检出染体非整倍体异常共2984份,发生率为42.41%
(2984/7036)。其中T2有75
例,占所有染体三体的1.07%(75/2305)。佛山市妇幼保健院和珠海市妇幼保健院细胞遗
传实验室分别对实验室流产绒毛行细胞染体核型分析显示,47,XN,+2病例占1.57%(27/1721),含2号染体三体细胞的嵌合体病例占0.12%(2
/1721),均为孕9~
14+6(11±2)周时超声发现胚胎停育、稽留流产,孕妇年龄为27~
43(30±6)岁,详见表1。1.2.2 T2嵌合体的临床特征 迄今全球已报道过的T2嵌合体妊娠结果多变,临床表现可有胎儿生1
·专题笔谈·《中国产前诊断杂志(电子版)》 2020年第12卷第4期长受限(fetalgrowthrestriction,FGR)、羊水过少、
先天性心脏病、脑室扩大、脊柱裂、肾积水、生殖器畸
形、小头畸形、唇/腭裂、面部畸形等。
表1 作者单位流产绒毛组织2号染体三体及嵌合体情况
数据来源单位总例数(例)T2例数(例)T2发生率(%)T2M例数(例)T2M发生率(%)佛山市妇幼保健院1439231.6000.00
珠海市妇幼保健院28241.4220.71
合计1721271.5720.12
注:T2M为2号染体三体嵌合体
Shaffer等[2]报道了9例2号染体限制性胎盘嵌合体病例,9例病例2号染体父母来源都有,其中6例生后未见异常,2例表现为FGR,1例终止妊娠。其中2例病例绒毛取样显示均为T2细胞,然而,其中1例生后未见异常,并且终末期胎盘T2细胞比例很低。因此,绒毛膜穿刺时检测到的三体水平不能应用于预测生后的表型。局限于胎盘的T2主要发生于有丝分裂期,这也解释了为什么预后较好。2003年,Roberts等[3]报道了1例可能限制于胎盘的T2,出生后未见异常。该病例绒毛组织核型分析结果:47,XY+2,17周时表现FGR,20周时行羊膜腔穿刺术,结果为T2嵌合体(8/89),单亲二体(uniparentaldisomy,UPD)检测显示三体来源于父母双方。后续超声发现羊水过少以及舒张末期血流消失。这些表现在26周时仍有表现,家属选择剖宫产。出生后表现为表型正常的男婴,然而生后3天死于早产并发症。该男婴外周血染体核型为46,XY,胎盘和脐血细胞为T2嵌合体。由于出生后的婴儿表型及染体核型未见异常,真性胎儿嵌合体可能性不大,但也不能完全排除。局限于胎盘的2号的染体三体嵌合体多为限制性胎盘嵌合体,胎儿为真性T2的可能性较小。
绒毛组织为T2而胎儿染体核型正常的报道另外还有几篇。例如,Fryburg等[4]报道了1例婴儿于孕37周出生,生长和发育未见异常;DeAndre is等[5]报道了2例这种病例,其中1例胎死宫内,1例于20周终止妊娠,终止妊娠的那例胎儿表型未见明显异常;Sago等[6]报道了1例超声表现为FGR、肾盂积水、心脏异常的活产婴儿,出生后表现为重度生长发育落后,外周血和皮肤染体核型正常,然而,肝组织活检发现T2细胞。
当羊水细胞发现T2嵌合时,预后不良的风险增加。Hsu等[7]总结了11例羊膜腔穿刺发现的T2嵌合体病例,其中,1例生后未见异常,该病例羊水细胞核型分析结果:T2嵌合比例4%,生后血液或胎盘组织均未发现T2嵌合;2例死产;1例胎死宫内;4例选择行终止妊娠(均有异常表现,包括尿道畸形/肢体畸形脊柱裂等);另外3例活产,其中1例孕期仅有FGR表现,出生后14个月时表现为发育落后,另1例活产儿孕期表现为FGR合并多发畸形(先天性心脏病等),还有1例生后有高腭弓、低耳位、乳距宽等表现。1997年Robinson等[8]报道了1例真性T2嵌合体病例,超声发现左肾异常、心包积液、左肾盂肾盏扩张、单侧马蹄内翻足。孕19周羊水穿刺发现T2嵌合体(50%左右),孕妇及家属选择终止妊娠,引产胎儿外观轻微畸形(包括耳位稍低、鼻周皱褶、右侧轻微足部畸形)、内脏异常(包括胆囊缺失、左肾轻微增大且表面有很多囊肿、肾盏扩张、输尿管细且弯曲)。引产后,不同组织(包括皮肤、脑、睾丸、双肾等)的细胞核型分析结果确认了T2嵌合体,在不同组织中,异常细胞嵌合比例差异很大。
2004年,Sifakis等[9]报道了1例羊膜腔穿刺发现的T2嵌合体,羊水细胞核型分析结果为47,XY,+2[4]/46,XY[21],超声结构筛查未发现明显结构畸形,孕妇及家属最终选择终止妊娠,尸检未发现明显异常。2011年Prontera等[10]报道1例T2嵌合体病例,该病例为7岁男孩,临床表现为多发畸形(面部畸形、小头畸形、小眼畸形、腭裂、双侧隐睾、小阴茎、脸和身体不对称、双侧足部畸形、骶骨和部分尾骨缺失、先天性巨结肠等)、双侧耳聋和智力发育异常,外周血染体培养细胞核型分析及荧光原位杂交(fluorescentinsituhybridization,FISH)检测均未发现异常,但在皮肤组织细胞中发现T2细胞
2
《中国产前诊断杂志(电子版)》 2020年第12卷第4期·专题笔谈·
(占25%)。的Chen等[11 14]也报道过数例产前诊断胎儿核型为T2嵌合体。其中1例胎儿出生后可见面部畸形和手的前轴多指畸形,该病例的培养羊水细胞和脐血均未发现T2核型,未培养的羊水细胞间期FISH检测到11.1%(13/117)的T2细胞,比较基因组杂交(arraybasedcomparativege nomichybridization,aCGH)分析结果为arr[hg19]2p25.3q37.3(0 242,936,883)×2.46。土耳其的Tug等[15]报道过1例2号染体三体嵌合体胎儿,核型结果为47,XX,+
2[12]/46,XX[73],孕中期查出超声有单脐动脉、心脏右侧扩张、膈疝等,于孕22周终止妊娠。
因此,羊膜腔穿刺发现的T2嵌合体,胎儿一般为真性2号染体三体嵌合体,常合并胎儿结构异常。1.2.3 和预后 目前文献中记录的T2纯合体病例均为妊娠早期已停止发育的流产胚胎。1.2.4 实验室检查 针对染体非整倍体的检测常用的实验室方法有以下几种:细胞染体核型分析、aCGH、SNParray、基因组拷贝数变异测序(copynumbervariationsequencing,CNV seq)、STR、FISH等。
染体核型分析被认为是确诊染体畸变的“金标准”,但其检测周期长、分辨率较低、操作复杂,并且受温、湿度等环境因素、制片者的技术水平等多重因素影响[16]。aCGH和SNParray均属于染体微阵列分析(chromosomalmicroarrayanalysis,CMA)技术对全基因组的检测,具有快速、特异性强的优点,但检测位点受探针密度和位置的影响,通量小且价格昂贵,对异常细胞比例<30%的嵌合体检测结果不可靠[17]。CNV seq是基于下一代测序技术(nextgenerationsequencing,NGS)对全基因组的检测,所需样本量很少,对检测标本要求低,无需细胞培养,出报告周期大大缩短,适用于妇产科对自然流产的遗传学因素查分析[18]。DNA短串联重复序列荧光定量PCR检测、MLPA都是目前基于STR技术上检测染体非整倍体常用的方法,具有操作简便快速、所需样本量少、准确率高、检测通量大等
优点,能诊断出99.2%~100.0%目标染体的非整倍体异常,还能检测出三倍体和母体细胞污染[19]。但此类方法是一种目标靶向检测手段,仍然存在不能检测出目标范围外的其他染体异常,无法可靠地检测出<20%的嵌合体[20],更适合作为细胞染体核型分析的一种补充检查。FISH技术具有快速、经济、安全、灵敏度高和特异性强的特点。对于非整倍体嵌合体的检测具有良好的稳定性和检出率[21,22]。但实验所用到的探针具有靶向性和数量限制,检测通量小,因此,更多地用于有方向地对染体的可疑变异做验证。1.2.5 再发风险评估及遗传咨询意见 当夫妻双方染体核型正常时,2号染体三体综合征的再发风险约为0.5%~1%。如果连续或多次妊娠T2胚胎致流产的夫妻还应注意生殖系统染体畸变嵌合现象的可能。若夫妻一方为嵌合体时,再发风险视嵌合比例而定。
2 2号染体单亲二体
2.1 2号染体单亲二体概述 经检索文献及数据库(http:∥upd tl.com/DB/CA/UPD/0 Start.html),目前尚未发现2号染体存在印迹基因,已报道2号染体单亲二体病例数有57例。按来源统计,母源性单亲二体28例,父源性单亲二体21例,未知来源8例。按累及片段大小统计,整条2号染体单亲二体有20例(见表2,其中5例为亲子鉴定检出,5例为复发性流产孕前检查时发现,7例为隐性遗传致病基因纯合变异),部分单亲二体有22例,产后患儿隐性遗传纯合致病变异有30例(见表3)。按染体结构异常统计,存在染体结构异常有6
例(见表4)。
2.2 2号染体UDP导致疾病的临床特征及诊疗措施 从现有报道病例数可见,2号染体单亲二体临床表现具有异质性。10.5%(6/57)严重影响胚胎生长发育而导致早期流产,3.5%(2/57)无任何临床异常症状,52.6%(30/57)继发性单基因纯合突变导致隐性遗传病。具体见表2~4。
3
·专题笔谈·《中国产前诊断杂志(电子版)》
2020年第12卷第4期表2
整条2号染体单亲二体(不包含隐性遗传致病基因纯合变异)病例性别
年龄临床表现来源检测平台染体核型分析
/嵌合体参考文献02 OmU N/1 2男N/A无(亲子鉴定)母源性STRN/A[23]02 OpU N/1 2男N/A无(亲子鉴定)母源性STRN/A[24]02 WU N/1 1N/AN/AFGR、产后发育迟缓N/ASNParrayN/A[25]病例1302 WU seg/1 1N/AN/AFGR、产后发育迟缓N/ASNParray
N/A[26]病例1402 WmU N/7 1
女
21岁KlippelFeil综合征(严重FGR、产后中度发育迟缓、骨骼异常、
右肾发育不良、免疫球蛋白低下
)母源性SNParray
、WES46,XX[27]02 WmU N/9 1N/AN/A尿道下裂、重叠趾、二叶主动脉瓣、发育迟缓、梅克尔憩室、湿疹、胃食管反流。
母源性外显子测序及UPD toolN/A[28
],病例25901002 WmU imb/1 1N/A产前N/A母源异源性染体核型分析及STR胎盘:47,XX,+2/46,XX羊水:46,XX
[29
]02 WpU N/4 1男新生儿严重智力障碍、特殊面容、心脏病、小脑发育不良、小头畸形、
肺动脉高压父源性SNParray
N/A[30],病例202 WU Nimb/1 1N/A流产物N/AN/ASNParray
46,XY[31],病例C 036
注:N/A资料未获得;WES全外显子测序表3
2号单亲二体已知致病基因纯合变异列表基因变异位点
染体位置综合征/
疾病发病年龄
来源参考文献
犜犘犗(OMIM#606765)exon142512delT2p
25.3先天性甲状腺功能减退症新生儿期母源甲状腺素替代[32,33]犃犔犛2(OMIM#
205100)IVS9 2A>T2q
33.1婴幼儿发作性痉挛性麻痹6.9岁母源左旋多巴无效[34
]犎犃犇犎犃/犔犆犎犃犇(OMIM#
600890)病例A:exon17
,(1793 94delAT,R593ter)病例B:389T>
C,L94P2p
23.3致死性三功能蛋白缺乏症
均在新生儿期夭折
母源避免饥饿,左旋肉碱,
生玉米淀粉[35]犛犉犜犘犅(OMIM#178640)g.1549C>GAA(121ins2)2p
11.2肺表面活性物质缺乏症新生儿期夭折母源高频通气、肺表面活性物质等
[36]犔犎犚(OMIM#
152790)Ala568Val2p
16.3家族性性早熟NA母源醋酸环丙孕酮、GnRHa
[37]犆犃犕犓犕犜(OMIM#609559)83kb
纯和缺失2p
21低钾 胱氨酸尿症新生儿期母源 限制钠及蛋白质摄入,碱化尿液等对症支持
[38]犇犌犝犗犓(OMIM#601465)c.352C>Tp.Arg118Cy
s(exon3)2p
13.1肝脑线粒体DNA耗竭综合征新生儿期,9月龄夭折母源控制饮食。预防低血糖,辅酶Q10、左卡尼汀等对症支持。
[39
]犛犜犃犕犅犘(OMIM#
606247)c.1005+358A>G2p
13.1小头毛细血管畸形综合征5岁4个月母源N/A[40]犛犆犖9犃(OMIM#
603415)frameshift2q
24.37型全身性癫痫伴高热惊厥NA母源抗癫痫药物[41],病例449犜犜犖(OMIM#
188840)exon197,c.38661_38665dellGAAAA,p.(Ly
s12887Asnfs 6)2q
31.2多发性先天性关节炎和肌病不伴心脏受累5岁母源N/A42犛犚犇5犃2(OMIM#
607306)exon197,c.591G>TE197D2p
23.1假阴道会阴尿道下裂14岁父源矫形手术43犔犚犘2(OMIM#600073)exon60,c.11469_11472delTTTG(p.Cys3823Trp
fsX159)2q31.1Donnai Barrow综合征9岁父源N/A44犝犌犜1犃1(OMIM#191740)exon1,c.170_171A(TA)6TAA(启动子)2q37.11型Crig
ler Najj
ar综合征新生儿起病,1岁夭折父源光照疗法,血浆置换,肝移植45犕犈犚犜犓(OMIM#
604705)IVS10 2A>G2q
1338型素性视网膜炎成人父源N/A46犆犢犘1犅1(OMIM#
601771)c.783C>A,F261L2p
22.2原发性先天性青光眼新生儿父源手术干预47犎犃犇犎犃/犔犆犎犃犇(OMIM#600890)c.1526G>C(p.Glu510Gln)2p23.3长链3 羟基酰基 CoA脱氢酶(LCHAD
)缺陷1岁10个月父源避免空腹,中链甘油三酯,左旋肉碱484
《中国产前诊断杂志(电子版)》
2020年第12卷第4期·专题笔谈·
续表3犃犅犆犅11(OMIM#
603201)exon21,c.2494C>T,p
.R832C2q
31.12型进行性家族性肝内胆汁淤积症5岁6个月父源肝移植49,50犆犎犚犖犌(OMIM#
100730)frameshift2q
37.1Escobar综合征10岁父源N/A42,case432犌犌犆犡(OMIM#137167)intron1,(c.44 1G>
A)2p
11.2维生素K依赖性凝血因子缺乏1岁2个月父源维生素K51犖犈犅(OMIM#161650)c.24681C>G,p.(Ty
r8227 )2q
23.2杆状体肌病2型2岁父源N/A52犃犅犆犃12(OMIM#607800)exon7,c.859C>T,p
.R287X2q
染体多态性35丑角鱼鳞病新生儿父源NICU监护,润肤,多学科会诊[53]犇犌犝犗犓(OMIM#601465)c.533G4A(p
.W178X)2p
13.1肝脑线粒体DNA耗竭综合征N/A父源控制饮食;预防低血糖,辅酶Q10、左卡尼汀等对症支持
[54,55]patient1
注:N/A资料未获得;exon外显子;frameshift移码变异; 1个家系,2个患者,7岁,弟弟5岁表4
2号染体单亲二体染体结构异常病例病例性别年龄临床表现来源检测平台染体核型分析/
嵌合体参考文献02 OmU bal/1 1女36岁孕早期复发性流产N/ASTR46,XX,i(2)(p10),i(2)(q
10)[56]02 OmU seg q11/1 1女36岁孕早期复发性流产部分母源部分父源STR、SNParray
46,XX,i(2)(p10),i(2)(q
10)[57 59]02 OmU seg q11/1 2男34岁妻子孕早期复发性流产部分母源部分父源STR46,XY,i(2)(p10),i(2)(q
10)[60]02 WmU bal/2 1男新生儿FGR、羊水过少、产后发育迟缓母源STR46,XY,i(2)(p10),i(2)(q
10)[61]02 OpU seg pter/1 1女36岁孕早期复发性流产部分母源部分父源STRGeneChipsHumanMapping10KArray
46,XX,i(2)(p
10),i(2)(q10);2pterto2p11;母亲:46,XX;父亲:46,XY[57 59]02 OpU seg pter/1 2男34岁妻子孕早期复发性流产父源STR46,XY,i(2)(p
10),i(2)(q
10);2pterto2p11[60]
注:N/A资料未获得2.3 再发风险评估及遗传咨询意见
先证者同胞的发病风险取决于UPD的不同发病机制:如果先证者为整条染体UPD型患者,则其同胞发病概率非常小,通常小于1%。对于先证者为隐性遗传纯合变异的情况,其同胞的再发风险仍较低,等同于新发突变[62]。若先证者父母为染体结构重排的携带者,那么在此妊娠时,其后代的再发风险为50%。目前,关于2
号染体单亲二体患者生育报道不多,其后代的遗传咨询应视具体情况而定
。参考文献[1]
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