142例胎儿唇腭裂的超声诊断与遗传因素分析

·论著·《中国产前诊断杂志(电子版)》 
2020年第12卷第1期142
胎儿唇腭裂的超声诊断与遗传因素分析成晨1# 杨颖2# 王卫云1 陈芳2 黄慧1 杨帆1 陈欣林1  郭健2 (1湖北省妇幼保健院,湖北武汉 430070;2深圳华大生命科学研究院,广东深圳 
518083)【摘要】 目的 探讨胎儿唇腭裂的影像学特征与遗传基础。方法 142例病例均接受产前超声系统检查,经过两级医生检查及会诊做出最终诊断。同时收集活产胎儿的胎儿脐带或引产胎儿的大腿肌肉组织,进行全基因组测序(wholegenomesequening,WGS),以发现染体数目异常和拷贝数异常(copy
numbervariations,CNVs)。结果 142例孕妇年龄分布为21~41岁,孕周为12~
35周。142例胎儿中,男性94例,女性48例,男女比例为1∶0.51。根据唇腭裂的类型,单纯唇裂有84/142例(59.15%
),唇裂合并其他系统畸形情况有31/142例(21.83%)。单纯唇腭裂有14/142例
(9.86%),唇腭裂合并其他系统畸形情况有13/142例(9.15%)。9.2%(13/142)的胎儿有染体数目异常,8.4%(12/142)的胎儿检出了致病性CNV。结论 对CNVs的检测可以增加胎儿腭裂的遗传检测诊断率,在临床中应重视检测致病性CNVs
。【关键词】 唇腭裂;染体异常;微缺失/重复;拷贝数变异【中图分类号】 R714.53   【文献标识码】 
A犇犗犐:10.13470/j.cnki.cjp
d.2020.01.002#
共同第一作者基金项目:湖北省卫生健康委项目(WJ2018H0164、WJ2018H0132、WJ2017Z019) 通信作者:陈欣林,E mail:928339431@qq.com;郭健,E mail:guojian@g
enomics.cn犘狉犲狀犪狋犪犾犱犻犪犵狀狅狊犻狊犪狀犱犵犲狀犲狋犻犮犪狀犪犾狔狊犻狊犻狀犪狊犲狉犻犲狊狅犳142犳犲狋狌狊犲狊狑犻狋犺犆犾犲犳狋犔犻狆犪狀犱狆
犪犾犪狋犲犆犺犲狀犵犆犺犲狀1,犢犪狀犵犢犻狀犵2,犠犪狀犵犠犲犻狔狌狀1,犆犺犲狀犉犪狀犵2,犎狌犪狀犵犎狌犻1,犢犪狀犵
犉犪狀1,犆犺犲狀犡犻狀犾犻狀1 ,犌狌狅犑犻犪狀2 1.犕犪狋犲狉狀犻狋狔犪狀犱犆犺犻犾犱犎犲犪犾狋犺犮犪狉犲犎狅狊狆
犻狋犪犾犎狌犫犲犻,犎狌犫犲犻430070,犆犺犻狀犪.2.犅犌犐 犛犺犲狀狕犺犲狀,犛犺犲狀狕犺犲狀518083,犆犺犻狀犪.
犆狅狉狉犲狊狆狅狀犱犻狀犵犪狌狋犺狅狉:犆犺犲狀犡犻狀犾犻狀,犈 犿犪犻犾:928339431@狇狇.犮狅犿,犌狌狅犑犻犪狀,犈 犿犪犻犾:犵狌狅犼
犻犪狀@犵犲狀狅犿犻犮狊.犮狀【犃犫狊狋狉犪犮狋】 犗犫犼
犲犮狋犻狏犲 Tostudytheimagingfeaturesof142fetuseswithcleftlipandexplorethegeneticbasisofthesefetuses.犕犲狋犺狅犱狊 Acohortof142fetuseswithcleftlip(includingcleftpalate),whichweredetectedbyprenatalultrasoundandconfirmedbysp
ecialistconsultants,werecollected.Theavailabletissues,includingfetalumbilicalcordfromlive bornfetusesorthig
hmusclefromabortedfetuses,weresubjecttolowpasswhole genomesequencing(WGS),toidentifychromosomalanomaliesandcopy
numbervariations(CNVs).犚犲狊狌犾狋狊 Theagedistributionof142pregnantwomenrang
edfrom21to41yearsoldandgestationalweeksrang
edfrom12to35weeks.Ofthese142fetuses,thereare94malefetusesand48femalefetuses,andthemaletofemaleratiowas1∶0.51.Accordingtothetypesofcleftlip
andpalate,therewere84/142cases(59.15%)ofcleftlipalone,and31/142cases(21.83%)ofcleftlip
combinedwithothersystematicmalformations.Therewere14/142casesofcleftlipandp
alatealone(9.86%),and13/142casesofcleftlipandpalatecombinedwithothersystemmalformations(9.15%).9.2%(13/142)offetuseshadchromosomeanomalies,and8.4%(12/142)offetuseshadapathog
enicCNV.犆狅狀犮犾狌狊犻狅狀 Theoverallgeneticdiag
nosisrateis17.6%(25/142).Thedetectionrateofchromosomeanomalieswas9.2%(13/142).ThedetectionrateoftheCNVwas8.4%(12/142).
《中国产前诊断杂志(电子版)》 2020年第12卷第1期·论著·  IdentificationofpathogenicCNVscanincreasethegeneticdiagnosisofcleftlipandpalate,andthus
attentionsshouldbepaidtoCNVsanalysis.
【犓犲狔狑狅狉犱狊】 Cleftlipandpalate;Chromosomalanom
alies;Microduplication/deletions;Copynumbervariations
  先天性唇腭裂(包括腭裂)是人类最常见的先天出生缺陷,每500~1000例新生儿中就有1例是唇腭裂[1]。遗传和流行病学研究表明了唇腭裂是一个多因素的疾病,遗传模式很复杂,遗传和环境因素都会导致疾病风险[2]。从胚胎发生学来看,唇腭裂的类型包括4种,单纯唇腭裂、唇腭裂合并其他系统畸形、单纯唇裂、唇裂合并其他系统畸形。总体来说,亚洲和美洲印第安人的出生患病率最高,在不同人中的易感位点可能有所不同,然而,最近的流行病学资料表明,唇裂可能具有独特的病因特征,包括很强的遗传相关性[3]。本研究对142名唇腭裂胎儿的染体数目异常以及拷贝数变异进行分析,探讨其临床应用价值。
1 资料与方法
1.1 对象 2014年1月至2017年12月在湖北省妇幼保健院就诊,胎儿超声提示唇裂或唇腭裂的孕妇,知情同意自愿留取活产胎儿的脐带或引产胎儿的大腿肌肉组织样本进行全基因组测序(whole genomesequencing,WGS)的142例孕妇。孕妇年龄分布为21~41岁,孕周为12~35周。1.2 方法 
1.2.1 仪器使用 德国SiemensS2000彩多普勒超声诊断仪,相控阵腹部6C2
探头,频率3~5MHz,韩国SamsungWS80,探头频率6~10MHz,筛查胎儿各系统。
1.2.2 测序 ①提取胎儿DNA:DNA提取试剂盒由QIAGEN公司生产;②全基因组测序:使用华大基因BGISEQ 500测序平台对收集的样本进行低深度WGS以检测染体数目异常以及大于100kb以上的拷贝数变异(copynumbervariations,CNV)。2 结果
塑料空心球2.1 一般情况 142例胎儿中,男性94例,女性48例,男女比例为1∶0.51。孕妇的年龄分布和孕周分布见图1。单纯唇裂、单纯唇腭裂合并其他系统畸形的分类及数目情况见图2。唇裂与唇腭裂合并畸形涉及的疾病种类见表1。
图1 收集的142例唇腭裂胎儿例本的孕妇信息
a.孕妇年龄(岁)分布情况;b.孕周分布情况
雾化吸入器图2 单纯唇裂、单纯唇腭裂及合并其他系统畸形情况
未检出染体数目异常或致病性CNVs病例可进行高深度的基因组测序分析
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2020年第12卷第1期2.2 
低深度全基因组测序检出唇腭裂胎儿的情况 单纯性唇裂和合并唇腭裂染体及CNV情况见表2,唇腭裂合并畸形的染体及CNV情况见表3。表1 唇裂与唇腭裂及合并畸形情况疾病分类唇裂(例)
占总例本数(%
)唇腭裂(例)
占总例本数
(%
)神经系统畸形53.52
16
11.27
先天性心脏病42.821510.56其他颜面畸形42.8277.45骨骼异常42.8264.23腹壁缺损42.8242.82泌尿系统异常10.7032.11胸腔异常10.7010.70胎儿水肿10.7010.70胎儿附属物异常10.7010.70多胎异常0021.41脊柱异常0011.41消化系统畸形0010.70合计13
9.15
3121.83
表2 
单纯性唇裂和单独性唇腭裂染体及CNV情况唇腭裂类型染体异常(例)检出率(%)致病性CNV(例)检出率(%
)单纯性唇裂(狀=14)0000单纯性唇腭裂(狀=84)0078.33
合计07表3 
唇腭裂合并畸形的染体及CNV情况唇腭裂类型染体异常(例)占比(%)致病性CNV(例)占比(%)唇裂合并其他系统畸形(狀=13)323.0817.69唇腭裂合并其他系统畸形(狀=31)1032.26412.9合计135
2.3 检出致病性CNV的阳性病例 
在患者中所检出致病性CNV的具体情况见下表4
。3 
讨论唇腭裂是一种多基因参与的遗传病,并且伴有
表4 
检出致病性CNV的阳性病例病人编号孕妇年龄(岁
)孕周(W)胎儿性别胎儿表现致病性CNV病例123-女上唇偏左侧唇腭裂DEL(1p36.32p
36.33)(2.9Mb)病例22723.1女上唇偏左侧唇腭裂DEL(9q31.1q
32)(12.4Mb)病例32223.6男上唇偏左侧唇腭裂DEL(22q
11.21)(2.6Mb)病例426-女上唇双侧唇腭裂DEL(22q11.21q
11.23)(2.1Mb)病例52321.4女上唇双侧唇腭裂DEL(Xp11.3p
11.4)(3.9Mb)病例62727.2男上唇双侧唇腭裂,AC
及四肢长骨均位于正常值百分之五位以下,小脑蚓部发育不良,小脑蚓部缺失,小脑延髓池增宽(DandyWalker),脊柱颈胸段排列紊乱,双手叠指;羊水过多胎儿先天性心脏病,法洛四联症;
心律不齐D
EL(3p26.3p14.3)(57.7Mb)病例72825.5女双侧侧脑室位于正常值上限,上唇正中唇裂伴双侧腭裂;脐膨出可能胎儿FL、HL
均位于正常值的第五个百分位数以下;羊水过多DEL(3p26.3)(1.9Mb)病例82725.1男脑膜膨出,双侧侧脑室增宽,上唇偏左侧唇腭裂;单脐动脉(左侧缺如)DEL(6q25.3q
水牌制作
27)(10.3Mb)病例92629.3女上唇偏左侧唇腭裂;右位主动脉弓,左锁骨下动脉迷走,气管后导管(先天性血管环)属于唇裂合并其他系统畸形DUP(16p11.2)(0.8Mb)病例102926.2男上唇双侧唇腭裂DUP(22q11.22q11.23)(1.3Mb);DUP(22q11.23)(0.6Mb)病例112721.5男上唇偏右侧唇腭裂,永久性右位脐静脉DUP(17p
13.3)(0.4Mb)病例123421.3男上唇正中稍偏左侧唇腭裂,眼距明显增宽、两鼻孔分离、面部中线融合异常、
胼胝体缺失DUP(22q11.21)(3.2Mb)环境因素的影响。唇腭裂与许多因素相关,
冰醋酸溶液比如唇腭裂家族遗传史,主/被动吸烟,饮酒等不良生活习惯,孕早期患病和用药,孕妇叶酸服用不足,感染史
,孕妇早期精神压力大等[4 6]。因此,产前诊断胎儿唇
腭裂具有非常重要的意义。到该病的遗传原因,了解该病的发病机制。本研究利用低深度全基因组测序技术手段对唇
腭裂胎儿进行了测序。我们选取了大样本量唇腭裂胎儿样本,并对其进行了系统而精准的分类与统计。在我们142例胎儿中,女性胎儿唇腭裂发生率低于男性胎儿,男女比例为1∶0.51
。根据唇腭裂的类型,我们对唇腭裂胎儿样本进行了分类,包括单纯唇裂、唇裂合并其他系统畸形情况;单纯唇腭裂、唇腭
裂及合并其他系统畸形情况。单纯性唇腭裂发生率
最高,占总数的59%(84/142),其次依次是唇腭裂及合并其他系统畸形,占比22%(31/142)、单纯唇裂占比10%(14/142)、唇裂及合并其他系统畸形占比9%(13/142
)。我们发现,唇裂和唇腭裂伴发其他系统畸形情况的病种排名几乎是一致的
。与唇腭裂合并出现的系统畸形种类高达12
种。唇裂和唇8
《中国产前诊断杂志(电子版)》 2020年第12卷第1期·论著· 
腭裂伴发其他系统畸形情况的病种发生率最高的3个病种依次是神经系统畸形、先天性心脏病和其他颜面异常。因此,当我们遇到唇腭裂的病例时,应留心是否有其他系统的畸形,尤其关注神经系统畸形、先天性心脏病和其他颜面异常。
空气质量流量142例胎儿中,单纯性唇腭裂胎儿共98例(69%,98/142),唇腭裂合并其他系统畸形胎儿总共42例(31%,44/142)。唇腭裂合并其他系统畸形的发生率低于单纯性唇腭裂。98例唇腭裂胎儿中,未发现染体数目异常,其中7例检出致病性CNVs(7%,7/98),提示我们对于单纯性唇腭裂胎儿,只进行染体遗传检查,可能会漏检,应重视对CNV的检查。而
对于42例唇腭裂合并其他系统畸形胎儿,有13例染体异常,占比31%(13/42),5例胎儿检出致病性CNV,占比12%(5/42)。对于这类胎儿,临床中应首先注重对染体异常的检查,其次关注CNV异常。总体而言,阳性诊断率为17.6%(25/142),我们总共发现了13例染体异常,占总例本数的9.2%(13/142),而12例胎儿致病性CNV的检出,增加了8.4%的诊断率(12/142)。从病因学出发,对唇腭裂胎儿行单纯的染体检查是有局限性的,需要增加CNV的检查以提高总检出率。
传统的染体核型检查,也就是G 显带检查,是目前常用的方法,可检查大片段的染体数目异常,包括非整倍体和三倍体。近年来,染体微阵列分析技术(chromosomalmicroarrayanalysis,CMA)也成为常见的产前出生缺陷筛查的遗产学检测手段,该方法能检测出染体结构异常,包括染体微缺失和微重复。随着遗传检测手段的不断更新,更多的遗传学检测手段投入到对唇腭裂的研究当中。周仁等[7]利用二代测序数据探索发现SPRY基因家族中的单核苷酸多态性与中国人非综合征型唇腭裂的发病风险存在关联,但未发现该家族具有亲源效应。彭莉等[8]通过二代测序进行基因型分型染10q25区域的rs7078160和rs4752028位点与中国人非综合征性唇腭裂的发病相关。基于全基因组连锁分析发现了包括犜犗犡3和犆犗犔21犃1基因在内的4p15.2 p16.1、6p11.2 p12.3、14q13 q21,和16q12.1这4个不同的位点,这两个基因的CNV低拷贝增加了唇腭裂的风险[9]。
Yu等[10]通过全基因组关联分析到两个大人队列的6个唇腭裂的新易感位点,包括1p36、2p21、3p11.1、8q21.3、13q31.1和15q22,14个新的关联基因座(RAD54B、TMEM19、KRT18、WNT9B、GSC/DICER1、PTCH1、RPS26、OFCC1/TFAP2A、TAF1B、FGF10、MSX1、LINC00640、FGFR1和SPRY1)。与以上常规方法不同,我们的研究尝试采用了全基因组低深度分析,对142例胎儿例本进行了分析,总诊断率在17.6%。对于142例胎儿样本中的大多数CNV阴性例本,我们将再通过高深度测序探索单个碱基水平的改变,并扩大样本量,拟到更多的唇腭裂的基因突变和denovo突变,以揭示更多唇腭裂发生的遗传学基础,帮助产前唇腭裂出生缺陷的筛查和产前诊断。
参考文献
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编辑:宋文颖

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