1 资料与方法
1.1 一般资料
选取2019年1月至2024年12月在广州市花都区妇幼保健院进行NIPT筛查的20 378例孕妇作为研究对象。纳入标准:① 符合NIPT适应证;② NIPT提示胎儿为CNVs高风险;③ 单胎妊娠。排除标准:① 孕周<12周;② 夫妇一方有明确的染色体异常或明确携带致病性CNVs;③ 孕妇合并恶性肿瘤;④ 一年内接受过异体输血或移植手术;⑤ 接受细胞及免疫治疗者;⑥ 具有侵入性产前检测手术禁忌证者;⑦ 超声检查提示胎儿有结构异常;⑧ 有基因遗传病家族史或提示胎儿存在罹患单基因病高风险。所有研究对象在检测前均被告知风险并签署知情同意书。本研究经广州市花都区妇幼保健院伦理委员会批准。
1.2 试剂与仪器
ABI2720扩增仪(美国ABI公司);DA8600 DNA高通量测序仪;胎儿染色体非整倍体(T13/T18/T21)检测试剂盒购自广州市达瑞生物技术股份有限公司。采用和能生物培养基培养羊水细胞,并利用北昂BEION V4.20染色体分析系统进行核型分析。
1.3 NIPT检测
孕妇孕12~22+6周时,选用EDTA抗凝管采集外周血10 mL,分离血浆后提取DNA。经过DNA文库构建、模板制备和扩增产物富集后,应用DA8600高通量测序仪进行测序。测序数据经过生物信息学处理后,结果判断用Z值来表示,Z值在-3.0~3.0表示低风险,Z值≥3.0或≤-3.0时被评估为高风险。对于高风险者,建议行羊膜腔穿刺术以进行产前诊断。
1.4 染色体核型分析
对NIPT筛查为高风险的孕妇进行召回,经过遗传咨询后,同意接受产前诊断的孕妇签署手术知情同意书。行羊膜腔穿刺术进行染色体核型分析,对羊水进行双人双线培养,培养合格后加秋水仙素处理。按照标准操作流程收集细胞、常规制片、G显带和染色体核型分析。染色体核型描述按照《人类细胞遗传学的国际命名体制(ISCN2016)》进行。
1.5 染色体微阵列分析

委托广东省妇幼保健院对NIPT显示CNVs高风险的产前诊断样本进行染色体微阵列分析(chromosomal microarray analysis,CMA)。样本经过DNA提取、NspⅠ酶消化、接头连接、PCR扩增,经磁珠法纯化、片段化,对产物进行标记、杂交后洗片,并采用美国Affy-metrix公司750K芯片检测CNVs,再利用ChAS 4.0软件进行分析及结果判读。基于本实验室数据库、相关文献和在线公共数据库(OMIM、DECIPHER、DGV、ClinGen、UCSC等)进行综合分析,判定染色体CNVs的致病性。
1.6 随访
对NIPT检测高风险的孕妇进行召回和产前诊断,后续通过电话或查阅本院电子病历的方式进行随访,追踪记录产前检查结果,流产、引产、分娩等妊娠结局及新生儿是否有出生缺陷等资料。建议低风险孕妇接受常规产检,尤其在孕中晚期要通过超声检查密切监测胎儿的宫内生长发育情况;如果后续超声检测发现异常,则直接建议其进行产前诊断,以最大程度降低出生缺陷发生率。
1.7 数据统计分析
采用SSPS 21.0软件进行统计学分析。以CMA结果为金标准,计算NIPT筛查CNVs高风险孕妇的阳性率、PPV等临床数据。以n(%)表示计数资料,组间比较采用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 NIPT筛查结果
从20 378例孕妇中,NIPT筛查出高风险196例(0.96%),包括染色体非整倍体67例、性染色体异常66例、CNVs 54例、其他染色体非整倍体9例。NIPT筛查高风险孕妇中有27例拒绝进行产前诊断;169例孕妇接受了介入性产前诊断,经染色体核型分析或CMA进一步验证,确诊T21 26例、T18 8例、T13 3例、性染色体异常24例、CNVs 21例,其PPV分别是92.86%、40.00%、18.75%、47.06%和45.65%(表1)。NIPT筛查为高风险的常染色体包括Chr2、Chr3、Chr4、Chr7、Chr8、Chr9、Chr10、Chr11、Chr13、Chr15、Chr16、Chr17、Chr18、Chr20、Chr21、Chr22。见图1。
2.2 不同类型CNVs的PPV比较
NIPT筛查出CNVs高风险孕妇共54例,其中微缺失CNVs 31.48%,微重复CNVs 66.67%,微缺失合并微重复1.85%,具体例数分布见表2。微缺失CNVs和微重复CNVs PPV间的差异无统计学意义(χ2=3.240,P>0.05)。见表2。
2.3 NIPT筛查提示CNVs高风险孕妇的产前诊断结果
在20 378例样本中,NIPT检出CNVs 54例,其中46例接受了产前诊断,8例拒绝产前诊断。在21例CNVs真阳性样本中,根据美国医学遗传学与基因组学学会(American College of Medical Genetics and Genomics,ACMG)致病性分析,最终诊断致病性变异13例(61.90%)、可能致病性变异3例(14.29%)和意义不明变异5例(23.81%)。21例CNVs真阳性样本的产前诊断结果及妊娠结局见表3。病例17经羊水产前诊断致病性评级为意义不明CNVs,其染色体核型分析和CMA结果如图2所示。
2.4 随访结果
在NIPT筛查提示高风险的196例孕妇中,27例拒绝行产前诊断,169例进行了产前诊断,最终82例被验证为真阳性。在NIPT检出的54例CNVs高风险孕妇中,46例接受了介入性产前诊断,确诊真阳性CNVs 21例,其中,13例因胎儿CNVs存在致病性,孕妇均选择终止妊娠;3例可能致病性CNVs胎儿中,1例孕妇选择终止妊娠,2例选择继续妊娠至活产,出生时未见明显的表型异常;5例意义不明CNVs胎儿中,2例父母选择引产;2例已出生,电话随访至1岁,新生儿身高/体重、遗传代谢病筛查、神经系统发育及体重等方面均发育良好;另1例意义不明CNVs孕妇目前妊娠35周,孕期产检正常,待后续随访妊娠及胎儿出生情况。在8例拒绝行产前诊断的孕妇中,有2例孕期内胎儿胎死宫内;1例外院自行引产;其余5例胎儿出生后除1例语言发育迟缓外,其他4例胎儿出生后至今,家属自述新生儿生长发育良好,未见明显异常。随访25例假阳性样本显示,胎儿后期常规产检正常,出生后发育正常。而流产、引产孕妇因家庭经济或传统观念等原因,家属均拒绝对胎儿做进一步尸体解剖或遗传学检测。
3 讨论
在产前诊断实践中,越来越多的证据表明,致病性CNVs与新生儿重大出生缺陷及出生后的神经发育障碍等不良妊娠结局有关,是导致新生儿终身残疾甚至死亡的主要因素。针对致病性CNVs,目前还没有效的治疗方法,给患者自身及其家庭带来了沉重的经济与心理负担。目前检测胎儿CNVs的主要途径是产前诊断,但常规介入性产前诊断会有感染和流产的风险,在一定程度上影响了受检者的依从性,而NIPT因其无创性越来越受到孕妇的青睐。大量的临床研究提示,NIPT的检测范围已从原来的常染色体三体扩展到了性染色体、染色体微缺失/微重复和罕见染色体非整倍体等,并逐渐成为胎儿CNVs筛查的首选方法。
本研究中NIPT筛查CNVs高风险孕妇54例,其中46例接受了产前诊断,21例确诊,NIPT检出CNVs的阳性率是0.27%,PPV是45.65%。既往研究显示,NIPT检出CNVs的阳性率是0.175%~1.60%,PPV是28.99%~49.22%,与本研究结果相一致。本研究在NIPT筛查为高风险的样本中,除去三大目标染色体21、18、13外,其他15条常染色体筛查结果也为高风险,其中Chr7、Chr22、Chr15号占前三位。Chr7号检出10例,拒绝产前诊断2例,假阳性6例,只有2例为真阳性,PPV为25.00%;Chr22号检出7例,假阳性5例,只有2例为真阳性,PPV为28.57%;Chr15号染色体检测6例,其中4例为真阳性,具有较高的检出率和PPV(66.67%);其他染色体的检出率和PPV较低,这可能与本检测平台对不同染色体的靶向探针设计和覆盖度有关。本研究NIPT检测CNVs的PPV为45.65%,低于T21(PPV为92.86%)和性染色体异常(PPV为47.06%),但是高于T18(PPV为40.00%)、T13(PPV为18.75%)和其他常染色体非整倍体。虽然本研究结果与文献的报道存在差异,但也证明NIPT筛查CNVs具有较高的准确性。本研究中T13的PPV只有18.75%,可能主要与染色体结构差异(如GC含量)及检测平台的计算方法等因素有关。本研究采用的是半导体测序法,NIPT筛查CNVs的PPV是45.65%,高于YANG等采用的基于半导体测序平台的NIPT筛查CNVs的PPV(30.96%),也高于薛莹等采用的边合成边测序平台NIPT筛查CNVs的PPV(34.5%)。研究显示,胎儿DNA水平、不同染色体结构差异、CNVs片段的位置和长度、检测技术平台、测序深度以及不同的生物信息学方法等,均可影响NIPT对胎儿CNVs的检出率与准确性,这在一定程度上造成了NIPT筛查CNVs的阳性率和PPV分布在不同的区间范围。本研究由于收集的CNVs样本量偏少,因此没有对NIPT筛查CNVs片段长度进行统计分析。课题组将在后续的研究中不断积累样本量,并对不同长度染色体片段CNVs进行更精细的分析,以真实反映NIPT检测CNVs的效能。本研究中NIPT检测微缺失CNVs和微重复CNVs的PPV虽然有一定的差异,但并无统计学意义,可能与样本量偏少造成偏差有关,今后将收集更多的样本,以便得出更准确的研究结果。
NIPT筛查出的CNVs并非都具有致病性,在CNVs真阳性样本中,经过ACMG致病性分析,最终诊断致病性变异13例、可能致病性变异3例和意义不明变异5例。意义不明变异占一定的比例(23.81%),该类CNVs胎儿出生后表型的不确定性给临床医生的遗传咨询带来挑战,也增加了孕妇及家属的焦虑和心理负担,甚至有的孕妇直接选择了引产处理。本研究中的病例17,NIPT提示胎儿9号染色体重复CNVs,染色体核型分析结果为46,XN,dup(9)(p22.3p21.2),inv(9)(p12q13),提示胎儿染色体异常,一条9号染色体短臂发生重复,另一条9号染色体为倒位多态。经CMA及ACMG致病性评级,判定为意义不明CNVs:在染色体9p22.3.p21.2位置发生重复(拷贝数为4),片段长约12.58 Mb,涉及35个蛋白编码基因,不含明确致病三倍剂量敏感基因,通常9p段重复与“9p重复综合征”(9p三体)有关,患儿特征包括智力低下、面部畸形、身材矮小、肢体异常(如指节发育不全、指甲发育不全、弯指)。文献检索未见类似区域重复病例报道,但有研究认为9p重复综合征的语言延迟关键区域定位在9p21.2.p21.3位置,颅面畸形特征的关键区域定位在9p22.1.p22.3位置(PMID:19161157);检索DECIPHER、DGV数据库未见类似重复;现有数据不能明确该CNVs是否致病,故评级为意义不明变异。临床医生建议对胎儿父母行CMA,以追溯变异来源,但孕妇及其家属拒绝进一步进行亲源验证,最终经过家属的综合考虑后终止妊娠。意义不明CNVs的检出,在临床上不仅增加了孕妇的焦虑心理,而且增加了医生遗传咨询解读的难度和产前诊断的压力,故在进行遗传咨询时应慎重解释CNVs结果,以免影响最终的妊娠决策。
本研究显示,NIPT对于胎儿CNVs筛查具有一定的价值,尤其对于15号染色体或其他染色体大片段的异常有较高的检出率,但存在假阳性率高、小片段致病性CNVs漏检的可能。所以目前在胎儿CNVs筛查中,NIPT需要结合多中心筛查结果进行,对CNVs高风险者应进行有创产前诊断手术以获取胎儿检材,进一步进行染色体核型分析或CMA等其他染色体检测,综合评价CNVs的致病性后再指导孕妇做出妊娠决策,以防止未做产前诊断导致缺陷儿出生或直接引产正常胎儿的情况发生。即便NIPT提示胎儿CNVs低风险,也有一定的漏诊残余风险,应当结合孕期超声监测等其他检查,综合考虑是否需要进一步进行产前诊断。
排版:李政萍
统筹:顾 艳
审核:徐云峰