染色体微阵列技术在胎儿超声异常产前诊断中的应用价值

黎洛冰　谭满胜　梁西岚　潘锦梅　陈小乐

[摘要]目的 探討染色体微阵列技术（CMA）在胎儿超声异常产前诊断中的应用价值。方法 选取2017年1月～2019年10月在茂名市妇幼保健院产前诊断中心就诊的146例因胎儿超声异常行介入性产前诊断的孕妇为研究对象，分别进行CMA检测和染色体核型检测。结果146例胎儿染色体核型分析和CMA均检测成功。染色体核型分析22例结果异常，染色体异常检出率为15.07%（22/146）。CMA检测24例致病性拷贝数变异（CNVs），4例临床意义不明确拷贝数变异（VOUS）。与致病性CNVs最相关异常为多发畸形（6/24）、心血管系统异常（6/24）、中枢神经系统异常（4/24），胎儿颈项透明层（NT）增厚（7/24）。CMA染色体异常检出率为19.18%（28/146）。除1例染色体倒位、1例染色体嵌合体外，CMA检测与染色体核型相同异常20例，但对染色体不平衡变异，与传统染色体核型分析技术比较，CMA技术可显示出更精确的异常位点。染色体核型正常而CMA结果异常8例，均为微缺失微重复。CMA阳性检出率增加4.11%。结论 与传统染色体核型分析比较，CMA提高了胎儿超声异常病例染色体阳性检出率，对染色体不平衡变异可显示出更精确异常位点，CMA检测在超声异常胎儿的遗传学分析有重要的应用价值。

[关键词]染色体微阵列技术;染色体核型;胎儿;产前诊断

[中图分类号] R714.55          [文献标识码] A          [文章编号] 1674-4721（2020）6（c）-0130-04

Application value of chromosome microarray technology in prenatal diagnosis of fetal ultrasound abnormalities

LI Luo-bing1   TAN Man-sheng2   LIANG Xi-lan1   PAN Jin-mei1   CHEN Xiao-le1

1. Prenatal Diagnosis Center， Maoming Maternal and Child Health Hospital， Guangdong Province， Maoming   525000， China; 2. Genetic Eugenics and Childcare Center， Maoming Maternal and Child Health Hospital， Guangdong Province， Maoming   525000， China

[Abstract] Objective To explore the application value of chromosomal microarray technology （CMA） in prenatal diagnosis of fetal ultrasound abnormalities. Methods From January 2017 to October 2019， 146 pregnant women diagnosed with ultrasound abnormalities at the prenatal diagnosis center of Maoming Maternal and Child Health Hospital were selected as the research subjects， and the CMA examination and karyotype test were performed. Results The karyotype analysis and CMA of 146 fetuses were successfully detected. 22 cases of chromosome karyotype analysis showed abnormal results. The detection rate of chromosome abnormalities was 15.07% （22/146）， 24 cases of pathogenic copy number variation （CNVs）， 4 cases of clinically unclear copy number variation （VOUS） were detected by CMA. Multiple deformities （6/24）， cardiovascular system （6/24）， central nervous system （4/24）， and fetal neck clear layer （NT） thickening （7/24） were the most relevant to pathogenic CNVs. The detection rate of CMA chromosome abnormalities was 19.18% （28/146）. 1 case of chromosome inversion， 1 case of chromosome chimera， and 20 cases of same chromosome karyotype were detected by CMA. For chromosomal imbalance mutations， abnormalities could be detected by traditional karyotype analysis techniques， and CMA technology can show more accurate abnormality sites. 8 cases with normal karyotype and abnormal CMA results were microdeletions and microduplications. The CMA positive detection rate increased by 4.11%. Conclusion Compared with traditional karyotype analysis， CMA improves the positive detection rate of chromosome karyotype in fetal ultrasound abnormal cases， and can better avoid birth defects.

[Key words] Chromosome microarray technology; Karyotype; Fetus; Prenatal diagnosis

隨着超声技术提高和检查的规范化，越来越多胎儿器官畸形或超声软指标异常被发现，近年来研究表明胎儿超声结构异常与染色体拷贝数变异（copy number variations，CNVs）相关[1-3]。染色体微阵列技术（chromosomal microarray analysis，CMA）作为一项新兴的染色体分析技术，可检测出传统染色体核型分析无法发现的基因组微缺失或微重复，对CNVs的敏感性极高。在胎儿出生前预测其罹患各种先天性疾病风险，为能否继续妊娠提供科学依据，有分辨率好、自动化程度高、检测周期快等优点[4-6]。逐渐成为胎儿超声异常产前诊断的一线检测方法。本研究对我院的146例胎儿超声异常进行CMA检测和染色体核型分析，比较两者在胎儿染色体异常的检出率，旨在探讨CMA在胎儿超声异常产前诊断中的应用价值，为临床遗传咨询提供依据，现报道如下。

1资料与方法

1.1一般资料

选取2017年1月～2019年10月在茂名市妇幼保健院产前诊断中心就诊因胎儿超声异常行介入性产前诊断的146例孕妇为研究对象，自愿进行产前诊断的孕妇进行常规染色体核型和CMA检测。孕妇年龄19～43岁，平均（31.28±3.85）岁;孕龄18～32周，平均（27±2.29）周。入组孕妇签署研究知情同意书，自愿参与研究，接受相关检测。本研究获得医院医学伦理委员会批准。

1.2方法

染色体核型检测：无菌操作条件下采用羊膜腔穿刺术或脐静脉穿刺术取产妇羊水20 ml、脐血1 ml ，按常规操作培养、收获，常规制片、G显带、显微镜下观察细胞分裂相，分析染色体核型。

CMA检测：分别采用羊膜腔穿刺术或脐静脉穿刺术取产妇羊水10 ml或脐血1 ml，送至广东省妇幼保健院CMA检测，数据分析参照在线公共数据库如OMIM数据库、DGV数据库、UCSC数据库、DECIPHER数据库等。结果判读分为致病性CNVs、良性CNVs、临床意义不明确拷贝数变异（variations of unknown significance，VOUS）。VOUS可进一步分为可能致病CNVs、可能良性CNVs、未分类不明确CNVs。胎儿检测到亚显微结果异常的致病性CNVs和VOUS，建议胎儿父母进行CMA检测。

2结果

2.1不同超声异常胎儿的CNVs检测结果

146例胎儿超声异常，其中多系统超声结构异常组8例（8/146，5.48%），单系统超声结构异常组94例（94/146，64.38%），超声软指标异常组44例（44/146， 30.13%）。单系统超声结构异常占比最高，而该组中以神经系统结构异常（43例）、心血管系统结构异常（39例）最常见。超声软指标异常组以胎儿颈项透明层（nuchal translucecy，NT）增厚（28例）最常见。CMA共检出24例致病性CNVs，与致病性CNVs最相关异常为多发畸形（6/24）、心血管系统异常（6/24）、中枢神经系统异常（4/24），NT增厚（7/24）。具体见表1。

2.2染色体核型分析与CMA检测结果的比较

146例样本染色体核型分析均成功，其中22例结果异常，染色体异常检出率为15.07%（22/146）。入组146例病例中CMA检测均成功。CMA检测出CMA检测出24例致病性CNVs，4例VOUS。CMA染色体异常检出率为19.18%（28/146）。

染色体核型与CMA检测相同异常20例，分别是染色体非整倍体14例，染色体不平衡变异5例，嵌合体1例。传统核型分析技术可检出异常，CMA技术可进一步明确异常位点。染色体核型正常，CMA结果异常8例，均为微缺失微重复。仅有染色体核型异常而无CMA异常2 例：倒位1例，嵌合体1例。具体见表2～3。

3讨论

产前诊断指胎儿出生前采用各种方法检测是否罹患畸形、遗传性疾病等先天性疾病，为能否继续妊娠提供科学依据，也是预防出生缺陷胎儿的主要途径[7-8]。染色体异常是造成胎儿结构异常的重要原因，染色体核型分析作为目前最常用细胞遗传学检测手段，对胎儿先天性疾病的检出率为9%～35%，但其检出率高低受到分辨率的限制，无法发现5Mb以下的染色体异常及亚显微结构变异[9]。探求更精准的产前诊断方法有重要价值。

CMA技术有效解决了这一难题，作为一项快速发展起来染色体分析技术，CMA检测包括比较基因组杂交微阵列和单核苷酸多态微阵列，其特点是在全基因组范围内高分辨检测，可检出传统染色体核型分析所发现大部分异常及较小片段的微缺失、微重复，即拷贝数变异（CNVs），具有高通量、高分辨率和高自动化检测的优势[10-13]。目前关于CMA在超声异常胎儿中的应用研究越来越多。Hillman等[14]研究表明，与细胞遗传学分析技术比，CMA在染色体核型正常的病例中可额外检测出3.6%的异常，包括致病性CNVs及可能是致病性的未知意义CNVs。但在染色体核型正常而超声结构异常病例中，CMA的阳性检出率则增加到5.2%，与既往研究结果一致[15]。

本研究比较CMA和染色体核型诊断检测产前超声检查异常胎儿，显示CMA阳性检出率增加4.11%，与既往研究结论基本相符。146例超声异常胎儿中CMA共检出24例致病性CNVs，与致病性CNVs最相关异常为多发畸形、心血管系统异常、中枢神经系统异常和NT增厚。由此可见，染色体微阵列可提高超声异常胎儿染色体异常检出率，尤其是对于结构异常胎儿检出率更高，CMA成为超声异常胎儿重要遗传学诊断方法。本研究中8例CMA异常无染色体核型异常为微缺失微重复，这是因为传统核型分析无法检测出这种50 Kb以上微缺失、微重片段异常，CMA提高染色体核型正常但超声结构异常病例阳性检出率。通过研究中5例染色体不平衡变异病例发现，与传统染色体核型分析比，CMA不仅能检测出非整倍体和不平衡染色体变异，还可明确染色体不平衡变异异常位点，为临床医师评估胎儿预后提供更多信息。但SNP芯片有其自身局限性，不能检测平衡染色体重组和低比例嵌合等。本研究中1例染色体倒位、1例染色体嵌合体未能检测出来，与既往学者报道[11]相符。

綜上所述，产前超声检查发现胎儿异常是CMA检查适应证，一旦出现超声结构异常或提示多项超声软指标，除行染色体核型分析外，建议进一步CMA检测，排除致病性染色体异常，提高产前诊断检出率，帮助胎儿父母做出相对理性决策，更好地避免出生缺陷。

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（收稿日期：2020-02-14  本文编辑：崔建中）