染色體作為基因的載體，其斷裂、缺失、重組是導(dǎo)致嬰幼兒畸形、智力低下及成年男女不孕不育、習(xí)慣性流產(chǎn)等生育異常的重要遺傳因素。根據(jù)患者的臨床癥狀和細(xì)胞遺傳學(xué)核型的分析，可為優(yōu)生優(yōu)育及產(chǎn)前診斷提供明確可靠的依據(jù)。本文的9 例染色體異常核型經(jīng)中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室鑒定為世界首報(bào)，豐富了醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的臨床資料，對(duì)我國(guó)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)研究起到了積極的推動(dòng)作用�，F(xiàn)報(bào)告如下。
1　對(duì)象與方法
1.1　研究對(duì)象
對(duì)2003 年1 月至2014 年7 月來(lái)我院優(yōu)生遺傳科、婦產(chǎn)科、兒科就診或遺傳咨詢的6442 例患者進(jìn)行細(xì)胞遺傳學(xué)檢查。對(duì)不孕不育、不明原因流產(chǎn)、嬰幼兒生長(zhǎng)發(fā)育異常、智力低下的患者行外周血染色體檢查。對(duì)孕婦產(chǎn)前篩查高風(fēng)險(xiǎn)、35 歲以上高齡、曾生育過(guò)染色體病患兒、產(chǎn)前超聲檢查異常、夫婦中有一方為染色體異常攜帶者、有遺傳病家族史及醫(yī)生認(rèn)為有必要進(jìn)行產(chǎn)前診斷的其它情形進(jìn)行羊水細(xì)胞染色體產(chǎn)前診斷。
1.2　方法
1.2.1　將人體外周血接種于 5mL 淋巴細(xì)胞培養(yǎng)液(家輝基因有限公司)，37℃培養(yǎng) 68-72h，進(jìn)行常規(guī)染色體制片G顯帶(必要時(shí)C 顯帶及N 顯帶)分析。
1.2.2　無(wú)菌條件下接種羊水(孕16-246w B 超探頭下穿刺)，37℃培養(yǎng) 5 天后開(kāi)始進(jìn)行觀察，根據(jù)細(xì)胞生長(zhǎng)情況換液或添液，常規(guī)收獲細(xì)胞、制片及核型分析。每例至少計(jì)數(shù)20個(gè)中期分裂相，分析5 個(gè)核型，嵌合體加倍計(jì)數(shù)分析。根據(jù)人類(lèi)遺傳學(xué)國(guó)際命名體制(ISCN 2009)對(duì)染色體核型命名。
2　結(jié)果與分析
6442 例患者共檢出413 例染色體異常核型，異常發(fā)生率為6.41%。其中9 例罕見(jiàn)染色體異常核型，經(jīng)中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院中國(guó)醫(yī)學(xué)遺傳中心國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室鑒定為世界首報(bào)。在這9 例臨床診斷病例中，生長(zhǎng)發(fā)育異常、智力低下3 例;不孕癥1 例;自然流產(chǎn)和胚胎停育2 例;曾生育過(guò)染色體病患兒1 例;孕婦產(chǎn)前篩查高風(fēng)險(xiǎn)2 例。9 例首報(bào)異常核型中有7 例來(lái)自外周血染色體，包括4 例平衡易位、1 例三條染色體的復(fù)雜易位、1 例插入易位、1 例來(lái)自親代的部分單體;另外2 例羊水細(xì)胞染色體異常核型包括1 例相互易位、1 例相互易位伴部分單體。
3.1　染色體相互易位與生育異常
生育異常包括不孕不育、反復(fù)流產(chǎn)、胚胎停育、生育畸形兒、后代智力低下及發(fā)育遲緩等。相互易位是人類(lèi)染色體結(jié)構(gòu)重組最常見(jiàn)的類(lèi)型，人群中發(fā)生概率是1/673-1/1000。由于遺傳物質(zhì)并沒(méi)有丟失，個(gè)體表型及智力發(fā)育未見(jiàn)異常，但對(duì)生育有很大的影響。據(jù)資料分析，3.5% 的反復(fù)流產(chǎn)是由于夫妻雙方之一為平衡易位或羅伯遜易位。染色體平衡易位沒(méi)有遺傳物質(zhì)的丟失，患者本人無(wú)異常臨床表型屬于攜帶者，但其生殖細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)，易位染色體與正常同源染色體完成配對(duì)和交換，理論上形成 18 種配子。只有概率為 1/18 的配子與正常配子結(jié)合后為正常的合子，1/18 的可能性為平衡易位攜帶者，其余均為異常的合子形成的胚胎多在懷孕早期自然流產(chǎn)或死胎。非平衡的配子與正常染色體配子結(jié)合導(dǎo)致不平衡易位的胎兒，有2%-10% 的可能性幸存至出生，均伴有嚴(yán)重畸形、智力低下、發(fā)育遲緩等。所產(chǎn)生的胚胎存活時(shí)間長(zhǎng)短，取決于非平衡片段的大小及其所含基因的性質(zhì)。通常非平衡基因片段越小，所含的基因越少，胎兒易存活，但容易生畸形兒。非平衡片段越大，所攜帶的遺傳基因越多，形成合子后越易流產(chǎn)。病例1 和病例7 均為自然流產(chǎn)的平衡易位攜帶者，病例6 為13 號(hào)與18 號(hào)染色體平衡易位，曾生育過(guò)一個(gè)21- 三體綜合征患兒和不明原因流產(chǎn)1 次，推論平衡易位攜帶者易造成自身的染色體不穩(wěn)定，而致染色體畸變生出一個(gè)21- 三體患兒和不明原因流產(chǎn)。病例3 的母親是5 號(hào)和18 號(hào)染色體平衡易位攜帶者，患兒遺傳了親代的一條易位的衍生染色體，形成5 號(hào)染色體短臂部分缺失，出現(xiàn)發(fā)育落后、智力低下、四肢無(wú)力，無(wú)法正常行走，哭聲似貓叫等“貓叫綜合征”癥狀。其母親還曾生育過(guò)一個(gè)與先證者臨床表現(xiàn)一樣的男孩，但3 歲時(shí)溺水夭折。鑒于平衡易位攜帶者生育正常孩子概率較低，反復(fù)流產(chǎn)嚴(yán)重影響患者的身心健康，可采用產(chǎn)前診斷或胚胎植入前診斷技術(shù)指導(dǎo)該類(lèi)型患者的再次妊娠，如早期出現(xiàn)流產(chǎn)先兆，切不可盲目保胎。
近年來(lái)，通過(guò)對(duì)男性不育癥病因的研究發(fā)現(xiàn)：精子發(fā)生相關(guān)基因的異常不僅出現(xiàn)在Y 染色體，而且還可以出現(xiàn)在常染色體及線粒體DNA 上。常染色體上可能存在與睪丸發(fā)育及其功能相關(guān)的基因，某些常染色體易位時(shí)染色體斷裂造成這些基因的缺失或失活，導(dǎo)致無(wú)精子、少精子。Guo[8] 等從文獻(xiàn)中檢索了119 例常染色體核型進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)生精異常和睪丸功能低下的患者中，常染色體結(jié)構(gòu)異常發(fā)生頻率最高的染色體依次為13、14、9、21、22、l，說(shuō)明精子發(fā)生可能是由位于多條染色體上的多個(gè)基因共同調(diào)控的。病例4 是9 號(hào)和12 號(hào)染色體平衡易位攜帶者，其臨床表現(xiàn)為少弱精癥，證實(shí)9 號(hào)常染色體上存在有精子發(fā)生相關(guān)基因。
3.2　染色體復(fù)雜重排與出生缺陷
染色體復(fù)雜重排是一類(lèi)涉及兩條以上染色體、至少有3 個(gè)斷裂位點(diǎn)的罕見(jiàn)的染色體結(jié)構(gòu)異常的總稱(chēng)。其發(fā)生率低，但種類(lèi)繁多。最常見(jiàn)的復(fù)雜重排為涉及3 條染色體或以上的單純相互易位，其他的復(fù)雜重排包括插入易位、易位的同時(shí)伴有倒位或其他染色體的結(jié)構(gòu)異常等。病例2為涉及7 號(hào)、21 號(hào)、8 號(hào)三條染色體的復(fù)雜易位，病例5是3 號(hào)和6 號(hào)染色體易位的同時(shí)又伴有3 號(hào)與5 號(hào)染色體的插入。兩個(gè)患兒的父母外周血染色體檢查均正常。他們智力低下、發(fā)育異常有可能是一種隱匿的非平衡染色體。表面的“平衡”實(shí)質(zhì)上存在染色體微小片段的缺失或重復(fù)，破壞了關(guān)鍵的基因或者導(dǎo)致了遺傳物質(zhì)丟失或重復(fù)。也可能是斷裂位點(diǎn)正好破壞了某個(gè)結(jié)構(gòu)基因或調(diào)節(jié)基因。其具體原因有待于進(jìn)一步的檢測(cè)，基因芯片技術(shù)如微陣列比較基因組雜交(Array-CGH)和單核苷酸多態(tài)芯片(SNP-array)等技術(shù)通過(guò)對(duì)全基因組拷貝數(shù)變異(copy number variants，CNVs)進(jìn)行高通量、高分辨率分析，能夠快速、精確地檢測(cè)基因組的不平衡，從而預(yù)測(cè)表型或疾病的嚴(yán)重程度。
3.3　染色體異常與產(chǎn)前診斷
產(chǎn)前診斷的對(duì)象多為母孕期血清學(xué)產(chǎn)前篩查高風(fēng)險(xiǎn)、高齡妊娠、胎兒超聲異常、夫婦一方為平衡易位攜帶者、家族有異常遺傳史、生育過(guò)染色體病患兒等，以上的臨床指征是產(chǎn)前診斷檢出胎兒染色體異常率較高的指征。而胎兒染色體異常時(shí)，又往往需要溯源檢查親代的染色體是否異常，來(lái)幫助選擇是否繼續(xù)妊娠或?yàn)橄麓稳焉镒雠R床指導(dǎo)。臨床診斷高危的胎兒，可根據(jù)孕周的大小，采集胎兒絨毛、羊水或臍帶血標(biāo)本，針對(duì)性的進(jìn)行產(chǎn)前診斷，可有效地控制和減少出生缺陷。
病例8 為3 號(hào)和18 號(hào)染色體易位，由于其父母外周血染色體正常，胎兒的染色體異常系新生的突變，其羊水中CMV-DNA 陽(yáng)性，翁亞光等發(fā)現(xiàn)HCMV 感染可能引起胚胎染色體著絲點(diǎn)的畸變，不排除母孕期感染CMV 引起胎兒的染色體突變。其有可能在易位的過(guò)程中存在染色體微小片段缺失或重復(fù)導(dǎo)致基因的異常，胎兒出生后可能會(huì)出現(xiàn)生長(zhǎng)發(fā)育異常、智力低下等，其父母知情選擇終止妊娠。病例9 的7 號(hào)和11 號(hào)染色體易位雖遺傳自父親，但5 號(hào)染色體短臂末端部分缺失，系新生的突變，可以引起發(fā)育異常、智力低下、哭聲似貓叫等“貓叫綜合征”癥狀，故胎兒父母知情選擇終止妊娠。
綜上所述，9 種人類(lèi)染色體新核型的檢出，對(duì)不孕不育、流產(chǎn)、死胎、新生兒生長(zhǎng)發(fā)育異常、智力低下等臨床指征的患者有重要的臨床指導(dǎo)意義。對(duì)孕期母血清學(xué)產(chǎn)前篩查高風(fēng)險(xiǎn)、高齡妊娠、胎兒超聲異常、夫婦一方為平衡易位攜帶者，有針對(duì)性的進(jìn)行產(chǎn)前診斷，可有效地控制和減少出生缺陷，提高出生人口素質(zhì)。本文通過(guò)研究染色體異常與臨床表型的關(guān)系，為闡明遺傳病發(fā)病機(jī)制以及基因診斷奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為推動(dòng)我國(guó)的醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義和研究?jī)r(jià)值。