4号染体三体、嵌合体及单亲二体的产前遗传学诊断及临床特征

4号染体三体、嵌合体及单亲二体的产前遗传学诊断及临床特征
李娇1 丁丽娜2 林彭思远3 (1.广西壮族自治区妇幼保健院优生遗传科,广西南宁 
胡富国简历530003;2.广州医科大学附属第三医院产前诊断科,广州广东 
510010;3.长沙市妇幼保健院遗传优生科,湖南长沙410007
)【摘要】 4号染体属于亚中着丝粒染体,常因同源染体不分离或妹染单体不分离导致三体现象。完全型4号染体三体是致死性异常,可导致胚胎停育或自然流产;嵌合型4
号染体三体的发生是非常罕见的,因嵌合比例和嵌合部位的不同,其临床表现差异性较大,从表型正常到多发性先天畸
形或胎儿宫内死亡均有报道。4号染体上没有明确的与疾病相关的印记基因,具有表型的4
号染体单亲二体患者绝大多数是由于隐性基因纯合突变所导致。本综述汇总既往的文献报道,对完全型4
号染体三体、嵌合型4号染体三体、4号染体单亲二体的产生机制、发生率、临床特征、
与预后、再发风险评估等进行总结,以期对4号染体产前遗传学诊断和遗传咨询提供帮助。【关键词】 4号染体;三体;嵌合体;单亲二体【中图分类号】 R714.53   【文献标识码】 
A犇犗犐:10.13470/j.cnki.cjp
d.2020.02.004 通信作者:林彭思远,E mail:linpengsiy
水葫芦之灾uan@163.com 
4号染体属于B组的亚中着丝粒染体,全长共约191Mb,含154276个碱基,包含1347个基因,其中OMIM基因约618个,致病性OMIM基因约176个(https:∥decipher.sanger.ac.uk)。除完全型4号染体三体和嵌合型4号染体三体外,4p16.3微缺失可导致Wolf Hirschhorn综合征(OMIM#194190)。因4号染体上没有明确的与疾病相关的印记基因,具有表型的4
号染体单亲二体(uniparentaldisomy,UPD)患者绝大多数是由于隐性基因暴露而导致相应的单基因疾病。本综述汇总既往的文献报道,对完全型4
号染体三体、嵌合型4号染体三体、4号染体单亲二体的产生机制、发生率、临床特征、与预后、再发风险评估等进行总结,以期对4号染体产前遗传学诊断和遗传咨询提供帮助。1 
完全型4号染体三体1.1 产生机制及发生率 完全型4号染体三体主要是由于配子形成过程中染体减数分裂错误造成的[1],
可能是同源染体不分离或妹染单体不分离所致,其发生率可能与母亲高龄妊娠相关,但不会随母亲年龄的增加而显著增加。完全型4号染体三体在染体异常所致的妊娠丢失达3%[2],目前尚未见活产病例报道。1.2 临床特征 完全型4号染体三体是一种致死性染体异常,多在胚胎形成时期发生流产,因此几乎只存在于妊娠早期自然流产的标本中[3,4]。Choi等[5]分析了250例流产胚胎的染体核型发现染体异常数为138例,其中有3例为4
号染体三体,占染体异常总数的2.2%(3/138),流产孕周均发生在妊娠10周前。Grande等[6]分析了353例流产胚胎,染体核型异常230例,其中4例4号染体三体占染体异常总数的1.7%(4/230),且其中3例为母亲高龄妊娠。1993年Van等[7]报道1例孕18周的胎儿,其产前超声表现包括独眼畸形、全前脑畸形、复杂性先天性心脏畸形、肛门闭锁、少趾畸形、骨骼异常、颈部水囊瘤、小下颌、
并指和屈指畸形等,羊水染体核型分析检查提示4号染体三体,此例胎儿确诊后被引产,目前未见其他胎儿或活产的4号染体三体报道。1.3 与预后 由于完全型4号染体三体胎儿可合并严重多发畸形,常为致死性,难以存活,目前尚未见活产病例报道。
1.4 再发风险评估 4号染体三体的复发风险尚不清楚,据以往文献分析,至今尚无同一孕妇两次妊娠均发生胎儿4号染体三体的病例报道,且流产胚胎研究中检出的4号染体三体也均为散发状态,因此评估其再发风险极低[8,9]。如果流产组织样本或产前染体核型分析结果为4号染体三体,无需进行父母染体核型检查。
2 嵌合型4号染体三体
2.1 产生机制和发生率 嵌合型4号染体三体发生于合子形成后在有丝分裂时出现染体不分离,单体细胞常常丢失,三体细胞系与整倍体细胞系共同存活而形成嵌合体,另有部分嵌合体为三体自救(trisomyrescue)或新的体细胞突变所产生[10]。嵌合型4号染体三体的发生是非常罕见的,据现有文献报道,迄今为止仅有9例散发病例(详见表1),其中1例为产后诊断的患者,8例为产前病例,多数产前诊断指征为孕妇高龄妊娠。2.2 临床特征 产前和产后的临床表现度差异性较大,从表型正常到多发性先天畸形或胎儿宫内死亡均有报道。汇总文献报道,嵌合型4号染体三体的临床特征可能表现为宫内生长受限、出生低体重、先天性心脏畸形、特征性拇指发育异常、皮肤异常素沉着、轻度运动和语言发育迟缓等。2.2.1 产前绒毛活检 文献一共报道了3例提示嵌合型4号染体三体,Kuchinka等[11]报道1例绒毛活检核型分析为47,XX,+4[15]/46,XX[5],后续羊水核型分析正常,但孕29周时提示羊水过少合并胎儿宫内生长受限,于妊娠30周胎死宫内,引产后行DNA等位基因连锁分析证实胎儿存
在母源性UPD(4);另1例产前绒毛活检核型分析为47,XX,+4[2]/46,XX[28],孕妇拒绝羊水检查,孕期超声随访未见异常,于妊娠38周分娩一女婴,产后胎盘组织DNA等位基因连锁分析提示为双亲来源,外周血检查未发现4号染体三体细胞,考虑为限制性胎盘嵌合(confinedplacentalmosaicism,CPM)可能,随访至1岁时整体发育尚在正常范围内。Wiec zorek等[12]报道了1例产前绒毛活检使用长期培养法核型分析为47,XX,+4[16],而随后的羊水检查核型分析则为47,XY,+4[2]/47,XY,+6[2]/46,XY[8](6号染体三体细胞仅在一线培养发现),该胎儿孕早期超声表现为中度水肿,孕16周时水肿消退,出生时表现为体重/身长/头围均小于-2.5SD、右拇指发育不良、低耳位,小下颌、右侧腹股沟疝、动脉导管未闭、右腿皮肤素沉着异常以及运动发育轻度异常。产后脐带血和外周血核型分析均正常,皮肤活检提示47,XY,+4[49]/47,XY,+6[2]/46,XY[49],由于6号染体三体细胞仅存在于2%的皮肤组织,考虑与临床表现相关性不大。2.2.2 产前羊水核型分析 文献报道了5例嵌合型4号染体三体。Marion等[2]在1990年报道了首例,羊水核型为47,XX,+4[19]/46,XX[43],三体细胞嵌合比例为31%,后续脐血核型分析正常,产后脐带血、外周血核型均正常,但胎盘组织、手臂皮肤和口腔黏膜细胞均检出不同比例的嵌合异常。孕期系统超声评估基本正常,于妊娠38周剖腹产,出生时体重、身长均低于第5百分位,可见多发异常,如大理石纹皮、前额突出、低耳位、右手拇指阙如、室间隔缺损、短颈,漏斗胸,随访至1岁无明显发育落后。Br
ady等[13]更新了该患儿14岁时的随访情况,患儿存在轻度发育异常,智力发育处于正常偏低水平,体格发育处于正常第5~10百分位。Hsu等[14]报道了1例羊水产前诊断提示10%的三体嵌合比例(47,XY,+4[2]/46,XY[18]),产前超声未见异常,产前脐血核型分析及荧光原位杂交(fluo rescentinsituhybridization,FISH)检查均正常,产后包皮、胎盘组织检查亦未见异常,随访至1岁发育正常。Zaslav等[15]报道1例羊水核型分析47,XY,+4[3]/46,XY[33],孕期超声未见异常,足月分娩后行脐血、外周血、包皮、脐带核型分析均正常,FISH实验在羊水样本中检出8%的4号染体三体细胞、脐带成纤维细胞约2%的4号染体三体
细胞,脐血FISH分析100个细胞核均正常。患儿出生体重、身长、头围均正常,随访至1岁发育正常。Chen等[16]报道了1例妊娠21周胎儿法洛四联症,羊水诊断为47,XX[4]/46,XX[16],引产后胎盘、羊膜、脐带、胎儿肝脏、肺、皮肤均证实为嵌合体,但脐带血正常。引产胎儿外观眼距宽、低位畸形耳、小下颌、拇指末端指节重复、脚趾重叠,尸体解剖证实心脏法洛四联症,胎儿DNA等位基因连锁分析证实4号染体三体来源于父亲减数分裂Ⅰ期的同源染体不分离。Bouman等[17]报道了1例孕34周因胎儿宫内生长受限、鼻骨发育不良、可疑心脏扩张性心肌病行羊水比较基因组芯片检查检出14%的4号染体三体嵌合,培养后羊水FISH未检出4号染体三体细胞,产后口腔黏膜FISH检出13%的4号染体三体细胞,患儿出生
体重、身长、头围均小于 2.5SD,肌张力低、鼻梁宽、小腭、右拇指近侧骨发育不良,2个月时检查提示心脏双侧心室肥厚、冠状动脉扩张等,随访至17个月运动和语言发育稍有迟缓,右手拇指发育轻微异常。2.2.3 产后病例 Lal等[18]报道1例2岁的儿童因皮肤科诊断为“线状和漩涡状痣样过度黑素沉着病”,行染体检查外周血淋巴细胞核型正常,但皮肤组织活检为47,XY,+4[40]/46,XY[60],临床表现除皮肤改变外还合并运动功能亢进和语言发育障碍、热性惊厥,患儿经语言功能训练3岁时评估语言发育取得了比较好的疗效。
2.3 实验室检查 产前绒毛、羊水,或产后胎盘、脐带,以及皮肤等组织均可选择进行核型分析了解嵌合比例,4号染体三体细胞在血液组织中尚未有检出的报道,在皮肤等成纤维细胞中检出率较高,故对于嵌合型4号染体三体不建议单独使用脐血或外周血进行核型分析或验证检查。产前绒毛活检提示嵌合型4号染体三体时应进一步进行羊水复核以排除CPM,可选择羊水培养核型分析、原始羊水细胞SNParray和FISH间期核联合检查,并建议同时行等位基因连锁分析排查UPD风险。对产前胎儿建议进行详细的超声评估,4号染体三体细胞嵌合比例较低时产前超声表现可能正常,产后多组织成纤维细胞核型分析结合FISH检查可进一步核实嵌合比例。产后疑似病例可直接行皮肤组织活检进行核型分析或FISH检查。
2.4 与预后 嵌合型4号染体三体患者临床表型差异性较大,需要根据其产后表型制定相应的方案,若存在语言或智力发育迟缓可以进行特殊教育和语言训练。在产前检查发现胎儿为嵌
合型4号染体三体时预后评估较为复杂,需了解是否为CPM、4号染体三体体细胞嵌合比例、胎儿系统超声检查、是否存在UPD等多方面进行综合评估。
2.5 再发风险评估 目前产前检出的嵌合型4号染体三体多为散发病例,且与高龄妊娠相关,提示母亲高龄是一个独立的高危因素,但再发风险极低。3 4号染体单亲二体
3.1 产生机制和发生率 UPD是指一对同源染体均来自父亲或者母亲一方,可以进一步分为单亲同二体(uniparentalisodisomy,iUPD)和单亲异二体(uniparentalheterodisomy,hUPD),其中iUPD是指2条染体均来自同一亲本的同一染体,而hUPD指来自同一亲本的2条同源染体,UPD的发生常见于三体自救。迄今为止,整条4号染体UPD文献报道的例数不多,其中母源性15例、父源性3例、来源未知的2例,产前病例共4例(详见表2),均为散发病例。
纳米技术论文3.2 临床特征 除了一个父源性表达的印记基因犖犃犘1犔5外,4号染体上没有其他明确的印记基因。目前没有关于犖犃犘1犔5与印记疾病相关性的报道。已报道的UPD(4)具有表型的患者绝大多数是由于隐性基因暴露导致(详见表3)。在这些病例中,有7例经外显子测序检测证实是由于位于4号染体上的隐性遗传基因纯合突变导致的单基因病,所涉及的基因有犠犉犛1(4p16.1)、犛犌犆犅(4q12)、犘犓犇2(4q22.1)、犘犘犕1犓(4q22.1)、
犕犜 犜犘(4q23)、犉犌犃(4q31.3)和犉犌犅(4q31.3)(参考基因组GRCh37/hg19)。在这7个病例中,3例为iU PD(4),其余4例为iUPD(4)合并hUPD(4),且致病基因位于iUPD(4)区域内。其余未明确致病原因的病例主要表现为抑郁症、智力低下或自闭症等
表1 
已报道嵌合型4三体病例汇总表序号核型分析产前绒毛产前羊水产前脐血产后验证
产前指征产前超声妊娠结局产后表型文献来源1-47,XX,+4[19]/46,XX[43]脐血:46,XX[100]核型分析:产后脐血(50细胞)正常外周血(52细胞)正常右前臂皮肤47,+4(56
自动驾驶系统)/46(44)左前臂皮肤47,+4
(49)/46(51)胎盘位点1
:47,+4(18)/46(42)胎盘位点2:47,+4(34)/46(30)口腔黏膜FISH左侧2/362口腔黏膜FISH右侧20/328
AMA,38
岁28周前超声未见异常;晚期超声提示较正常孕周偏小,未具体描述38周剖腹产,女出生体重、身长均<
第5百分位;多发异常(大理石皮、前额突出、低耳位、右手拇指阙如、室间隔缺损、短颈,漏斗胸);随访至1
岁无明显发育落后;随访至14
岁存在轻度发育异常,智力发育处于正常偏低水平,体格发育也是处于正常第5~
10百分位[2,13]2-47,XY,+4[2]/46,XY[18]脐血:46,XY[150]FISH正常(100核
)包皮核型分析:46,XY[20]包皮FISH正常(460核)胎盘正常,6点,FISH(2841
核)AMA,41
岁正常活产,男随访至1岁正常[14
]3-47,XY,+4[3]/46,XY[33]-核型:脐血(50细胞)、外周血(50细胞)、包皮(50细胞)、脐带成纤维细胞(50
细胞)均正常;FISH三体细胞:羊水4/50、脐血0/100、脐带成纤维细胞2/102
AMA,39岁19周和23周超声均未见异常37周分娩,男出生体重、身长、头围均正常随访至1
岁正常[15
]447,XX,+4[15]/46,XX[5
]46,XX[30]-UPD(4)mat父母焦虑,母亲年龄34岁、父亲年龄42岁孕17周超声正常,孕29周胎儿IUGR
、羊水过少
孕30周胎死宫内引产胎儿大小约相当于26周大小,未见明显发育畸形[11
]547,XX,+4[2]/46,XX[28
]拒绝羊水穿刺-产后胎盘组织等位基因连锁分析提示双亲来源,且无明显剂量差异,提示4号染体三体细胞处于低水平嵌合;产后血液未见三体细胞AMA,42岁;易位携带者t(10;15
)(q22.3;q
26.1)超声检查未见异常38周活产,女,随访至1岁正常出生时肌张力稍高随访至1岁正常产后未发现异常的4三体细胞,不除外限制性胎盘嵌合可能[11
]647,XY,+4[16]47,XY,+4[2]/47,XY,+6[2]/46,XY[8]-核型分析脐带血:46,XY[100];核型分析外周血:46,XY[50];皮肤活检:47,XY
,+4[49]/47,XY,+6[2]/46,XY[49
]AMA,39岁早期超声胎儿中度水肿,孕16周水肿消失;后期每4周一次超声仅提示胎儿较孕
周偏小1周
40周剖腹产出生体重、身长、头围均<
-2.5SD;右拇指发育不良、低耳位,小下颌、右侧腹股沟疝、动脉导管未闭、右腿皮肤素沉着异常,运动发育轻度异常6 三体细胞仅存在于2%
的皮肤组织,考虑与临床相关性不大[12]7-孕21周羊水核型:47,XX,+4[4]/46,XX[16]孕23周重抽羊水:47,XX,+4[4]/46,XX[19]-引产后核型分析:羊膜:47,XX,+4[40]肝脏:47,XX,+4[11]/46,XX[29]肺:47,XX,+4[8]/46,XX[32
]皮肤:47,XX,+4[9]/46,XX
[31]胎盘:47,XX,+4[31]/46,XX[9]脐带:47,XX,+4[8]/46,XX[32]脐带血:46,XX[30]引产胎儿DNA
连锁分析证实4号染体三体来源于父亲减数分裂1期同源染体不分离
车道被占用对城市道路通行能力的影响29岁,孕妇焦虑孕21周羊穿23周超声提示胎
儿心脏法洛四联症孕24周终止妊娠引产胎儿:外观宽眼距、低位畸形耳、小下颌、拇指末端指节重复、脚趾重叠,尸体解剖证实心脏法洛四联症,其他器官不明显[16]
续表8-
羊水aCGH(未培养):14%嵌合4三体羊水FISF:培养后细胞正常0/217
口腔黏膜FISH:26/204外周血正常:0/200(FISH+ar ray
,未培养)0/100(培养后)AMA,36岁孕34周2天超声提示胎儿IU GR、轻度短头畸形、鼻骨发育不良、扩张性心肌病
胎儿IUGR、轻度短头畸形、鼻骨发育不良、扩张性心肌病孕35周1天剖腹产(臀位、胎心减慢)出生体重、身长、头围均<-2.5SD,肌张力低、鼻梁宽、小腭、右拇指近侧骨发育不良;2
个月时检查提示心脏双室肥厚、冠状动脉扩张等。随访至17个月运动和语言发育稍有迟缓,右手拇指发育轻微异常[17
]9--外周血淋巴细胞核型正常皮肤活检:47,XY,+4[40]/46,XY[60
]---2岁患儿,诊断为“线状和漩涡状痣样”过度黑素沉着病”,合并运动亢进和语言发育障碍,热性惊厥病史,脑电图
正常
[18] 
注:AMA高龄孕妇;aCGH比较基因组杂交基因芯片;mat母系来源表2 
已报道UPD(4)病例统计表检测结果母源
有表型无表型父源
有表型无表型来源未知
有表型无表型核型正常(例)613010核型异常(例)220010核型未检测(例)40
0000
表3 
已报道UPD(4)病例汇总表序号来源表型或产前超声发现
产前/产后
结局/预后检测方法及结果文献来源
1母源无表型产前1岁内未见异常羊水核型:46,XY羊水CMA:未见致病性CNV
;iUPD(4),母源羊水WES
:未见明确致病变异[19]2母源无表型产后成人,女性,多次流产史
核型:46,XX,i(4)(p10),i(4)(q
10)[20]3
母源无表型
产前出生时无表型绒毛:47,XY,+4羊水核型:46,XY
[21
]4母源重度抑郁症,家系中有两名兄弟患有精神分裂症产后成年女性,已生育两个小孩CMA:iUPD(4
,母源[21]5母源轻度智力低下和语言延迟产后10岁男孩CMA:iUPD(4),母源微卫星分析:验证母源UPD[22]6
母源
先天性纤维蛋白原缺乏,AR,致病基因犉犌犃位于4q
31.3产后>1岁女性Sanger测序+长片段PCR:FGA基因15kb纯合缺失,包括5号外显子及其下游,遗传自母亲,父亲没有该位点。微卫星亲子鉴定:2,3,4,8,11,12,16,18,19,21号染体位点,亲生4号染体微卫星STR分析:iUPD(4),母源(23
个位点
)[23
]7
母源
肢带型肌营养不良2E型(LGMDs),AR,致病基因犛犌犆犅位于4q12产后22岁男性Sanger测序:犛犌犆犅基因c.452C>G(p.T151R)纯合突变,遗传自母亲,父亲未检测到该突变微卫星分析:母源UPD(4),4p
13位点为iUPD,4q32.1和4q35.2位点为hUPDCMA:4p
15.2 q
12区域约30.6MbLOH,包含犛犌犆犅基因[24
]8
固液分离装置母源
常染体显性遗传多囊肾(ADPKD),致病基因犘犓犇1位于16p
13.3,犘犓犇2位于4q22.1产后新生儿多囊肾,发育迟缓,余正常。犘犓犎犇1基因(ARPKD
)测序:未见致病突变犘犓犇1和犘犓犇2基因测序:犘犓犇2基因c.1967T
>G(p.Leu656Trp
)纯合突变多重STR证实为亲生,但4号染体位点遗传了两个母源信号SNParray
:iUPD(4)+hUPD(4),母源[25

本文发布于:2024-09-20 17:47:34,感谢您对本站的认可!

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