深入解讀：胎兒醫學之胎兒染色體異常的產前診斷

上海信帆生物：

胎兒(er) 染色體(ti) 異常的產(chan) 前診斷

染色體(ti) 病是指由染色體(ti) 異常引起的疾病。產(chan) 前診斷中zui常見的染色體(ti) 異常有：染色體(ti) 數目異常、染色體(ti) 結構異常和微結構異常染色體(ti) 疾病。據文獻報道我國每年出生染色體(ti) 異常的新生兒(er) 約10萬(wan) 人，在活嬰兒(er) 中染色體(ti) 異常者占0.3%。因此，普及染色體(ti) 疾病的產(chan) 前篩查和產(chan) 前診斷，對降低出生缺陷的發生有著非常重要的意義(yi) 。

下麵就常見的染色體(ti) 疾病及染色體(ti) 病產(chan) 前診斷作簡單的闡述。

一、染色體(ti) 數目異常疾病

染色體(ti) 數目異常是研究上zui主要的染色體(ti) 病，其中以13號、21號、18號，X、Y染色體(ti) 異常zui為(wei) 常見，占染色體(ti) 非整倍體(ti) 畸變95%以上。這些染色體(ti) 異常占全部染色體(ti) 病的80%～90%。常見的可以進行產(chan) 前診斷的染色體(ti) 病有以下幾種。

(一)21三體(ti) 綜合征

21三體(ti) 綜合征(trisomy 21 syndrome)又稱先天愚型綜合征和唐氏綜合征(Down syndrome)，是胎兒(er) 和新生兒(er) 中zui常見的非整倍體(ti) 染色體(ti) 異常。在新生兒(er) 中的發病率為(wei) 1/600，在受精卵中為(wei) 1/150。主要的研究特征為(wei) ：智力低下，特殊麵容，眼裂上斜，鼻梁扁平，舌大、外伸和流涎。約40%患者伴有先天性心髒病。

患者核型絕大多數(92.5%)為(wei) 單純型21三體(ti) ，即47，XX，(xy)，＋21；4.8%為(wei) 易位型(如14/21、21/22易位)；少數為(wei) 嵌合型。單純型21三體(ti) 幾乎都是新突變，與(yu) 父母核型無關(guan) ，它是減數分裂染色體(ti) 不分離所致。單純型21三體(ti) 的發生率與(yu) 母親(qin) 的生育年齡密切相關(guan) ，高齡孕婦生育21三體(ti) 患兒(er) 的比例明顯升高。

(二)18三體(ti) 綜合征

18三體(ti) 綜合征又稱為(wei) Edward綜合征，是一種嚴(yan) 重的畸形，出生後不久死亡。患兒(er) 研究表現為(wei) 頭麵、手足有嚴(yan) 重畸形，頭長而枕部凸出，猶如冬瓜樣，稱冬瓜頭。眼距寬，眼球小，手緊握拳，足突出，向背部翹起，呈帆船狀腳，95%的病例有先天性心髒病。

細胞遺體(ti) 學檢查80%患者核型為(wei) 47，XY(或XX)，＋18；另外10%患者為(wei) 嵌合體(ti) ，即46，XY(或XX)/47，XY(或XX)，＋18；其餘(yu) 為(wei) 各種易位，主要是18號與(yu) D組染色體(ti) 的易位。

(三)13三體(ti) 綜合征

13三體(ti) 綜合征又稱Patau綜合征。新生兒(er) 中的發病率為(wei) 1∶25000。研究表現為(wei) 智力發育障礙、小頭、眼球小、前腦發育缺陷，常伴有齶裂。

細胞遺傳(chuan) 學檢查80%的病例為(wei) 遊離型13三體(ti) ，核型為(wei) 47，XX(或XY)，＋13。其餘(yu) 的為(wei) 嵌合型或易位型。易位型通常以13號和14號染色體(ti) 羅泊遜易位居多。

(四)性染色體(ti) 異常綜合征

1.klinefelter syndrome綜合征：

又稱先天性睾丸發育不全綜合征。研究表現主要是小睪丸、無精子產(chan) 生，97%患者不育。患者男性第二性征發育差，身材高，四肢長，可有智商低，精神異常及精神分裂症傾(qing) 向。細胞遺傳(chuan) 學檢查絕大多數患者核型為(wei) 47，XXY。

大約有15%患者為(wei) 嵌合體(ti) ，其中常見的為(wei) 46，XX/47，XXY；46，XY/48XXXY。額外的X是由於(yu) 親(qin) 代減數分裂時X染色體(ti) 不分離的結果。

2. XYY綜合征：

在男嬰中發生率為(wei) 1∶900。患者男性表型正常，身材高大，易興(xing) 奮，常有攻擊行為(wei) 。睪丸發育不全，生精過程障礙。

XYY核型是父親(qin) 精子形成過程中第二次減數分裂時發生Y染色體(ti) 不分離的結果。

3. Turner綜合征：

又稱為(wei) 45，X，女性先天性性腺發育不全綜合征。染色體(ti) 為(wei) X單體(ti) 。在新生兒(er) 女嬰中的發病率為(wei) 0.2%～0.4%，患者表型為(wei) 女性，身材矮小，智力一般，頸部發際低，女性第二性征發育不全。細胞遺傳(chuan) 單方麵Turner綜合征的核型典型的是45，X；約占55%。其他核型常見有嵌合體(ti) 46，XX和46，X和X等臂染色體(ti) X，i(xq)。本病發病機製是雙親(qin) 配子形成過程中的不分離，其中75%的染色體(ti) 丟(diu) 失發生在男方，絕大部分是由於(yu) 精卵細胞的染色體(ti) 不分離所致。

4. 47，XXY和多X女性綜合征：

本病又稱多雌綜合征，其外形、性功能與(yu) 生育能力都是正常，有少數患者有繼發閉經。約2/3的患者有智力低下。多X綜合征是由於(yu) 細胞的減數分裂時染色體(ti) 的不分離所致。X染色體(ti) 數目愈多，智力損害和發育畸形愈嚴(yan) 重。

其他染色體(ti) 三體(ti) 綜合征能活到出生的非常少見。大部分的7-三體(ti) 、8-三體(ti) 、10-三體(ti) 和14-三體(ti) 綜合征都在早孕期流產(chan) ，除非是嵌合體(ti) 。

二、染色體(ti) 結構異常

(一)常染色體(ti) 結構異常

包括染色體(ti) 部分缺失、環狀染色體(ti) 、等臂染色體(ti) 、倒位、易位、重複、插入等染色體(ti) 結構的改變。

(二)性染色體(ti) 結構異常

X染色體(ti) 結構畸變包括X短臂缺失(XXP-)；X染色體(ti) 長臂缺失(XXq-)；X等臂染色體(ti) 、X環形染色體(ti) ；易位染色體(ti) 和X脆性綜合征。Y染色體(ti) 結構異常包括Y的長臂或短臂缺失；等臂染色體(ti) i(yq)和i(yp)；環形染色體(ti) 和雙著絲(si) 粒染色體(ti) 等。

(三)染色體(ti) 微結構異常綜合征

染色微結構異常疾病是由於(yu) 染色體(ti) 微小片段缺失或重複，使正常基因組劑量發生改變而導致研究可識別的一組疾病。染色體(ti) 微結構異常是用常規的染色體(ti) 顯帶方法不能或不容易被發現的染色體(ti) 結構異常。隨著分子細胞遺傳(chuan) 技術的發展，特別是zui近兩(liang) 年CGH微陣列方法的引進，被發現的染色體(ti) 微結構引起的疾病將會(hui) 越來越多。下麵簡單介紹幾種常見的染色體(ti) 微缺失綜合征。

1.22q11.2微缺失綜合征：22q11.2微缺失綜合征是由於(yu) 22號染色體(ti) 長臂近著絲(si) 粒端微片段22q11.21缺失引起的遺傳(chuan) 綜合征，其遺傳(chuan) 病理基礎是22q11.2片段的微缺失。主要研究表現為(wei) 心髒畸形、麵容異常、胸腺發育不良、齶裂及低鈣血症5個(ge) 症狀。

又稱DiGeorge綜合征(DiGeorgesyndrome，DGS)和齶心麵綜合征(velocardiofacial syndrome，VCFS)。近年研究認為(wei) 22q11.2微缺失綜合征與(yu) 學習(xi) 認知障礙、精砷異常、發育遲緩等有關(guan) 。其發病率為(wei) 活產(chan) 新生兒(er) 的1/4000～1/3000，是人類zui常見的染色體(ti) 微缺失綜合征。

2.22q11微重複綜合征：22q11微重複綜合征是由22q11.2區域所含的DNA微重複所致。研究表現與(yu) 22q11.13缺失綜合征相似，但有其特殊表型，其中包括上位眉毛，眼眶下斜、輕度小頜、臉部細長等。

3. Prader-Willi綜合征：Prader-Willi綜合征(PWS)又稱張力減退-智力減退-性腺功能減退與(yu) 肥胖綜合征，是Angelman綜合征同係15q11～q13的缺失所致。

4. Williams綜合征：Williams綜合征是指因7號染色體(ti) 長臂近著絲(si) 端片段7q11.23微缺失引起，主要研究表現有動脈狹窄，精神發育不良和認知缺陷。發病率為(wei) 1/10 000。

5. 其他常見已知的染色體(ti) 微缺失綜合征：1P36單體(ti) 綜合征，1q部分單體(ti) 綜合征，1q部分三體(ti) 綜合征，4P部分單體(ti) 綜合征，5P部分單體(ti) 綜合征，18q24.1～q24.13缺失和16號、7號染色體(ti) 短臂部分缺失綜合征。

染色體(ti) 微缺失是不能通過核型分析檢測出來的，需用高分辨染色體(ti) 核型分析，現可用特異探針進行FISH探測和QF-PCR通過擴增短串聯重複序列檢測和CGH微陣列方法檢測。

三、染色體(ti) 病的產(chan) 前篩查及產(chan) 前診斷方法

(一)產(chan) 前唐氏綜合征篩查

目前唐氏綜合征的篩查方法主要有：

(1)孕中期二聯篩查：指以中孕期(15～20周)血清甲胎蛋白(AFP)和遊離B-HCG為(wei) 指標，結合孕婦年齡等參數計算胎兒(er) 患唐氏綜合征風險的方法。

(2)三聯篩查：以中孕(15～20周)血清AFP、遊離B-HCG、非結合雌三醇(μE3)為(wei) 指標，結合孕婦年齡等參數計算胎兒(er) 患唐氏綜合征風險的聯合篩查方法。

(3)聯合篩查：早孕(11～13周)超聲測定胎兒(er) 頸後透明層(nuchal translcenc，NT)厚度，結合孕婦血清遊離B-HCG和妊娠相關(guan) 血漿蛋白A(pregnancyassociated plasma protein-A，PAPP-A)水平以及孕婦年齡以計算胎兒(er) 患唐氏綜合征的風險。

據報道，單用年齡(≥35歲)Down綜合征的檢出率僅(jin) 為(wei) 49%；中孕二聯篩查檢出率為(wei) 73%；中孕三聯篩查檢出率為(wei) 78%；早孕NT＋B-HCG＋PAPP-A檢出率為(wei) 86%。用NT＋NB(鼻骨)＋B-HCG＋PAPP-A＋AFP＋μE3的方案則Down綜合征的檢出率可>95%。

在我國目前廣泛開展的是中孕二聯篩查，其方法簡單，價(jia) 格低廉。有條件的地區已開展早孕NT＋PAPP-A＋B-HCG的方案。唐氏篩查隻是一種篩查方法，不能作為(wei) 診斷，篩查高風險患者還須進一步做染色體(ti) 檢查才能確診。

(二)細胞遺傳(chuan) 學技術

細胞遺傳(chuan) 學技術主要從(cong) 染色體(ti) 的數目、形態、結構和行為(wei) 來研究人類的遺傳(chuan) 現象，主要應用常規G顯帶技術。每個(ge) 單倍體(ti) 都可以顯示150～550條帶，每條帶大約代表(5～10)×106 bP的DNA。高分辨顯帶是采用細胞同步化等方法，獲得大量的有絲(si) 分裂晚前期或早中期的顯帶核型。高分辨顯帶染色體(ti) 的優(you) 點是染色體(ti) 細長，顯出的帶紋多可達500～1000條帶，從(cong) 而極大地提高了識別染色體(ti) 細胞微結構改變的能力。可以檢出常規G顯帶技術難以發現的染色體(ti) 缺陷，提高了染色體(ti) 病的檢出率。

利用染色體(ti) 顯帶技術可對經過培養(yang) 的絨毛、羊水、臍血中的胎兒(er) 細胞進行核型鑒定，以發現染色體(ti) 數目及結構的改變。目前該技術仍是診斷13,18,21三體(ti) 等染色體(ti) 病的金標準。應用胎兒(er) 細胞培養(yang) 作核型鑒定細胞遺傳(chuan) 學檢測的適應證有：

(1)年齡≥35歲的孕婦；

(2)有染色體(ti) 病的孕婦；

(3)家族中有遺傳(chuan) 病的孕婦；

(4)出生過先天畸形兒(er) 和宮內(nei) 死胎的孕婦，有習(xi) 慣性流產(chan) 史的孕婦；

(5)接觸過放射線的孕婦；

(6)出生過染色體(ti) 病兒(er) 的孕婦；

(7)Down篩查陽性的孕婦；

(8)超聲檢查胎兒(er) NT≥3 mm的孕婦；

(9)早、中孕超聲檢查有胎兒(er) 結構異常和胎兒(er) 宮內(nei) 發育不良的孕婦等。

(三)熒光原位雜交技術(fluorescence in situ hybridization，FISH)

FISH是分子遺傳(chuan) 學和免疫學相結合，采用已知核酸序列作為(wei) 探針，用熒光素直接標記或非放射性物質標記後與(yu) 靶DNA進行雜交，在熒光顯微鏡下對標本中待測核酸進行定性、定位分析。FISH具有快速、準確的優(you) 點。可用於(yu) 外周血細胞、臍血、未經培養(yang) 的間期細胞染色檢查；快速的性染色體(ti) 檢查；快速的染色體(ti) 產(chan) 前診斷；染色體(ti) 微缺失綜合征(需製備特定的探針)；胚胎植入前診斷；孕婦外周血分離胎兒(er) 細胞進行產(chan) 前診斷時具有*性。

FISH探針種類有：

(1)α-衛星DNA序列探針，位於(yu) 毎條染色體(ti) 的著絲(si) 粒區域；

(2)β-衛星DNA序列探針位於(yu) 近端著絲(si) 粒染色體(ti) (即13、14、15、21和22號染色體(ti) )的短臂；

(3)端粒DNA探針位於(yu) 染色體(ti) 端粒；

(4)染色體(ti) 全塗染探針；

(5)具有特異性的一些染色體(ti) 微缺失探針，如染色體(ti) 22q11.2微缺失綜合征；7q11.23微缺失綜合征；15q11～q13微缺失綜合征等。

目前國產(chan) 的已用於(yu) 研究的染色體(ti) 診斷的FISH探針有：21、18、13/21、13/18號和X、Y等探針。

(四)定量熒光多聚酶鏈反應染色體(ti) 技術(quantitative fluorescence polymerase chain reaction，QF-PCR)和多重連接探針擴增(multiplexligation-dependent probe amplification，MLPA)等方法它們(men) 對常見21、18、13號常染色體(ti) 和性染色體(ti) X、Y的非整倍體(ti) 異常檢測的靈敏度和特異性已為(wei) 許多大樣本的研究所證實。它通過擴增短串聯重複序列(short tanden repeat，STR)，然後通過分析這些STR的拷貝數來判斷檢測樣品的染色體(ti) 數目是否正常。這些方法檢出常見非整倍體(ti) 的敏感性很高。

1993年，Mansfield等首先將STR作為(wei) 遺傳(chuan) 標記，用QF-PCR對唐氏綜合征患者進行基因診斷。STR位點是QF-PCR中檢測染色體(ti) 數目異常的標記，其數量多、穩定，具有高度的多態性，可提供較多的信息量，而且在上下代的傳(chuan) 遞過程中遵循孟德尓共顯性遺傳(chuan) 定律。Lee等用QF-PCR擴增21號染色體(ti) 上的4個(ge) STR位點，結果顯示診斷的敏感性、特異性和有效率在95.4%～99.5%。但QF-PCR不能對嵌合體(ti) 或易位型唐氏綜合征作出正確的診斷。

QF-PCR對常見非整倍體(ti) 檢出的準確性已在大量研究中被證實與(yu) FISH相似，而QF-PCR和MLPA的檢測需要DNA測序儀(yi) ，設備昂貴，但自動化程度高，易於(yu) 操作。

FISH和QF-PCR是兩(liang) 種比較成熟的檢測技術，對常見非整倍體(ti) 的研究準確率相似，不論FISH方法還是QF-PCR方法得出錯誤的診斷結果的概率都相當小。目前在西方*國家已較廣泛使用，這僅(jin) 用於(yu) 快速非整倍體(ti) 的檢測，隨後仍需常規染色體(ti) G顯帶檢測，以進一步確定染色體(ti) 核型。

(五)快速染色體(ti) 異常檢測(rapid aneuploidy detection，RAD)

RAD能在1～3 d內(nei) 診斷包括唐氏綜合征在內(nei) 的常見染色體(ti) 數目異常，顯著縮短了報告時間，對常見21、18、13號常染色體(ti) 和性染色體(ti) X、Y的非整體(ti) 異常探測的敏感度和特異度已為(wei) 許多大規模的研究證實。但是RAD無法對所有染色體(ti) 進行探測。對於(yu) 核型分析檢測到的所有染色體(ti) 異常，RAD隻能檢出70%～85%。但是在診斷常見的染色體(ti) 異常方麵，他們(men) 可與(yu) 傳(chuan) 統的核型分析技術相媲美，且方法簡單，容易操作。美國遺傳(chuan) 學會(hui) 認為(wei) RAD是“相對成熟的技術"；英國國家篩查委員會(hui) 建議對於(yu) 唐氏篩查高風險孕婦可以不采用核型分析的方法，直接通過FISH或QF-PCR的快速產(chan) 前診斷確診胎兒(er) 是否有唐氏綜合征。

(六)染色體(ti) 異常的產(chan) 前超聲診斷

隨著超聲技術的提高，能發現染色體(ti) 異常的結構畸形。很多胎兒(er) 結構畸形都伴有染色體(ti) 異常。目前發現不少的胎兒(er) 結構異常伴有染色體(ti) 微缺失；21、18、13號染色體(ti) 三體(ti) 等異常有早期超聲改變。因此，超聲檢測可以作為(wei) 胎兒(er) 染色體(ti) 異常的軟指標，在篩查胎兒(er) 染色體(ti) 異常中起到一定的作用，常用的胎兒(er) 染色體(ti) 畸形產(chan) 前超聲有以下的指標。

1. NT：在孕11～14周NT增厚與(yu) 很多染色體(ti) 異常有關(guan) 。通常標準為(wei) ≥2.5～3.0 mm。美國FMF報道：NT對21三體(ti) 綜合征胎兒(er) 檢出率為(wei) 82%，其他染色體(ti) 異常的檢出率為(wei) 78%。目前在西方國家NT已作為(wei) 常規超聲檢查。

2. 胎兒(er) 鼻骨：在孕11～14周胎兒(er) 鼻骨缺失與(yu) 21三體(ti) 綜合征及其他染色體(ti) 異常有很高的相關(guan) 性。在21三體(ti) 胎兒(er) 中鼻骨缺失比率可達60%～70%。而在染色體(ti) 正常兒(er) 中，鼻骨缺失隻有1.4%。

3. 單臍動脈：18三體(ti) 綜合征中，75%有單臍動脈，在有單臍動脈的胎兒(er) 中，18三體(ti) 的風險增加7倍。

4. 心搏過速：在13三體(ti) 中約有70%心搏過速。在特納綜合征中約有50%的個(ge) 案有心搏過速。

5. 孕中期常見染色體(ti) 異常的相關(guan) 超聲改變：腦室擴大、全前腦、脈絡膜囊腫、Dandy-Walker複合體(ti) (小腦蚓部發育不全及後窩腦增大等一係列小腦蚓部病變)、顏麵裂、下頜過小、頸水腫、水囊瘤、膈疝、心髒畸形、臍膨出、十二指腸閉鎖、食管閉鎖、腸回聲增強、腎髒畸形、肢體(ti) 短小、手指內(nei) 彎、手指交選、多指、並指、馬蹄足內(nei) 翻、胎兒(er) 生長遲緩等。不管單獨存在或合並其他畸形，其染色體(ti) 異常在15%～40%。

6. 輕微畸形或軟性標記：輕微胎兒(er) 畸形或軟性標記很常見，如腎盂擴張，心室灶狀強回聲等在10%～15%的染色體(ti) 正常胎兒(er) 中可見，通常不伴明顯的畸形，除非合並有其他畸形，或在有染色體(ti) 異常疾病中合並存在。有學者提出以流行病學為(wei) 基礎的邏輯，根據似然比推算出風險率。軟性標記與(yu) 染色體(ti) 異常的相關(guan) 性有待進一步探討。

四、結語

染色體(ti) 病是出生缺陷的重要組成部分之一。隨著醫學遺傳(chuan) 學、分子生物學及影像醫學的發展為(wei) 產(chan) 前染色體(ti) 病的篩查和診斷提供了不少快速、準確、有效、可行的*方法。在各種方法中胎兒(er) 細胞染色體(ti) 核型分析目前仍是染色體(ti) 病產(chan) 前診斷的金標準。研究醫師應加深對染色體(ti) 病的認識，綜合各種篩查、診斷方法，提高染色體(ti) 病的產(chan) 前診斷水平，對降低出生缺陷很有必要，亦是社會(hui) 的需求。

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