李嬌 丁麗娜 林彭思遠(yuǎn)

(1.廣西壯族自治區(qū)婦幼保健院 優(yōu)生遺傳科， 廣西 南寧 530003； 2.廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院 產(chǎn)前診斷科，廣州 廣東 510010；3.長(zhǎng)沙市婦幼保健院 遺傳優(yōu)生科，湖南 長(zhǎng)沙410007)

4號(hào)染色體屬于B組的亞中著絲粒染色體，全長(zhǎng)共約191Mb，含154 276個(gè)堿基，包含1347個(gè)基因，其中OMIM基因約618個(gè)，致病性O(shè)MIM基因約176個(gè)(https:∥decipher.sanger.ac.uk)。除完全型4號(hào)染色體三體和嵌合型4號(hào)染色體三體外，4p16.3微缺失可導(dǎo)致Wolf-Hirschhorn綜合征(OMIM#194190)。因4號(hào)染色體上沒(méi)有明確的與疾病相關(guān)的印記基因，具有表型的4號(hào)染色體單親二體(uniparental disomy，UPD)患者絕大多數(shù)是由于隱性基因暴露而導(dǎo)致相應(yīng)的單基因疾病。本綜述匯總既往的文獻(xiàn)報(bào)道，對(duì)完全型4號(hào)染色體三體、嵌合型4號(hào)染色體三體、4號(hào)染色體單親二體的產(chǎn)生機(jī)制、發(fā)生率、臨床特征、治療與預(yù)后、再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等進(jìn)行總結(jié)，以期對(duì)4號(hào)染色體產(chǎn)前遺傳學(xué)診斷和遺傳咨詢提供幫助。

1 完全型4號(hào)染色體三體

1.1 產(chǎn)生機(jī)制及發(fā)生率 完全型4號(hào)染色體三體主要是由于配子形成過(guò)程中染色體減數(shù)分裂錯(cuò)誤造成的[1]，可能是同源染色體不分離或姐妹染色單體不分離所致，其發(fā)生率可能與母親高齡妊娠相關(guān)，但不會(huì)隨母親年齡的增加而顯著增加。完全型4號(hào)染色體三體在染色體異常所致的妊娠丟失達(dá)3%[2]，目前尚未見(jiàn)活產(chǎn)病例報(bào)道。

1.2 臨床特征 完全型4號(hào)染色體三體是一種致死性染色體異常，多在胚胎形成時(shí)期發(fā)生流產(chǎn)，因此幾乎只存在于妊娠早期自然流產(chǎn)的標(biāo)本中[3,4]。Choi等[5]分析了250例流產(chǎn)胚胎的染色體核型發(fā)現(xiàn)染色體異常數(shù)為138例，其中有3例為4號(hào)染色體三體，占染色體異?？倲?shù)的2.2%(3/138)，流產(chǎn)孕周均發(fā)生在妊娠10周前。Grande等[6]分析了353例流產(chǎn)胚胎，染色體核型異常230例，其中4例4號(hào)染色體三體占染色體異?？倲?shù)的1.7%(4/230)，且其中3例為母親高齡妊娠。1993年Van等[7]報(bào)道1例孕18周的胎兒，其產(chǎn)前超聲表現(xiàn)包括獨(dú)眼畸形、全前腦畸形、復(fù)雜性先天性心臟畸形、肛門(mén)閉鎖、少趾畸形、骨骼異常、頸部水囊瘤、小下頜、并指和屈指畸形等，羊水染色體核型分析檢查提示4號(hào)染色體三體，此例胎兒確診后被引產(chǎn)，目前未見(jiàn)其他胎兒或活產(chǎn)的4號(hào)染色體三體報(bào)道。

1.3 治療與預(yù)后 由于完全型4號(hào)染色體三體胎兒可合并嚴(yán)重多發(fā)畸形，常為致死性，難以存活，目前尚未見(jiàn)活產(chǎn)病例報(bào)道。

1.4 再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 4號(hào)染色體三體的復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)尚不清楚，據(jù)以往文獻(xiàn)分析，至今尚無(wú)同一孕婦兩次妊娠均發(fā)生胎兒4號(hào)染色體三體的病例報(bào)道，且流產(chǎn)胚胎研究中檢出的4號(hào)染色體三體也均為散發(fā)狀態(tài)，因此評(píng)估其再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)極低[8,9]。如果流產(chǎn)組織樣本或產(chǎn)前染色體核型分析結(jié)果為4號(hào)染色體三體，無(wú)需進(jìn)行父母染色體核型檢查。

2 嵌合型4號(hào)染色體三體

2.1 產(chǎn)生機(jī)制和發(fā)生率 嵌合型4號(hào)染色體三體發(fā)生于合子形成后在有絲分裂時(shí)出現(xiàn)染色體不分離，單體細(xì)胞常常丟失，三體細(xì)胞系與整倍體細(xì)胞系共同存活而形成嵌合體，另有部分嵌合體為三體自救(trisomy rescue)或新的體細(xì)胞突變所產(chǎn)生[10]。嵌合型4號(hào)染色體三體的發(fā)生是非常罕見(jiàn)的，據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道，迄今為止僅有9例散發(fā)病例(詳見(jiàn)表1)，其中1例為產(chǎn)后診斷的患者，8例為產(chǎn)前病例，多數(shù)產(chǎn)前診斷指征為孕婦高齡妊娠。

表1 已報(bào)道嵌合型4三體病例匯總表

續(xù)表

2.2 臨床特征 產(chǎn)前和產(chǎn)后的臨床表現(xiàn)度差異性較大，從表型正常到多發(fā)性先天畸形或胎兒宮內(nèi)死亡均有報(bào)道。匯總文獻(xiàn)報(bào)道，嵌合型4號(hào)染色體三體的臨床特征可能表現(xiàn)為宮內(nèi)生長(zhǎng)受限、出生低體重、先天性心臟畸形、特征性拇指發(fā)育異常、皮膚異常色素沉著、輕度運(yùn)動(dòng)和語(yǔ)言發(fā)育遲緩等。

2.2.1 產(chǎn)前絨毛活檢 文獻(xiàn)一共報(bào)道了3例提示嵌合型4號(hào)染色體三體，Kuchinka等[11]報(bào)道1例絨毛活檢核型分析為47,XX,+4[15]/46,XX[5]，后續(xù)羊水核型分析正常，但孕29周時(shí)提示羊水過(guò)少合并胎兒宮內(nèi)生長(zhǎng)受限，于妊娠30周胎死宮內(nèi)，引產(chǎn)后行DNA等位基因連鎖分析證實(shí)胎兒存在母源性UPD(4)；另1例產(chǎn)前絨毛活檢核型分析為47,XX,+4[2]/46,XX[28]，孕婦拒絕羊水檢查，孕期超聲隨訪未見(jiàn)異常，于妊娠38周分娩一女?huà)耄a(chǎn)后胎盤(pán)組織DNA等位基因連鎖分析提示為雙親來(lái)源，外周血檢查未發(fā)現(xiàn)4號(hào)染色體三體細(xì)胞，考慮為限制性胎盤(pán)嵌合(confined placental mosaicism，CPM)可能，隨訪至1歲時(shí)整體發(fā)育尚在正常范圍內(nèi)。Wieczorek等[12]報(bào)道了1例產(chǎn)前絨毛活檢使用長(zhǎng)期培養(yǎng)法核型分析為47,XX,+4[16]，而隨后的羊水檢查核型分析則為47,XY,+4[2]/47,XY,+6[2]/46,XY[8](6號(hào)染色體三體細(xì)胞僅在一線培養(yǎng)發(fā)現(xiàn))，該胎兒孕早期超聲表現(xiàn)為中度水腫，孕16周時(shí)水腫消退，出生時(shí)表現(xiàn)為體重/身長(zhǎng)/頭圍均小于-2.5 SD、右拇指發(fā)育不良、低耳位，小下頜、右側(cè)腹股溝疝、動(dòng)脈導(dǎo)管未閉、右腿皮膚色素沉著異常以及運(yùn)動(dòng)發(fā)育輕度異常。產(chǎn)后臍帶血和外周血核型分析均正常，皮膚活檢提示47,XY,+4[49]/47,XY,+6[2]/46,XY[49]，由于6號(hào)染色體三體細(xì)胞僅存在于2%的皮膚組織，考慮與臨床表現(xiàn)相關(guān)性不大。

2.2.2 產(chǎn)前羊水核型分析 文獻(xiàn)報(bào)道了5例嵌合型4號(hào)染色體三體。Marion等[2]在1990年報(bào)道了首例，羊水核型為47,XX,+4[19]/46,XX[43]，三體細(xì)胞嵌合比例為31%，后續(xù)臍血核型分析正常，產(chǎn)后臍帶血、外周血核型均正常，但胎盤(pán)組織、手臂皮膚和口腔黏膜細(xì)胞均檢出不同比例的嵌合異常。孕期系統(tǒng)超聲評(píng)估基本正常，于妊娠38周剖腹產(chǎn)，出生時(shí)體重、身長(zhǎng)均低于第5百分位，可見(jiàn)多發(fā)異常，如大理石紋皮、前額突出、低耳位、右手拇指闕如、室間隔缺損、短頸，漏斗胸，隨訪至1歲無(wú)明顯發(fā)育落后。Brady等[13]更新了該患兒14歲時(shí)的隨訪情況，患兒存在輕度發(fā)育異常，智力發(fā)育處于正常偏低水平，體格發(fā)育處于正常第5～10百分位。Hsu等[14]報(bào)道了1例羊水產(chǎn)前診斷提示10%的三體嵌合比例(47,XY,+4[2]/46,XY[18])，產(chǎn)前超聲未見(jiàn)異常，產(chǎn)前臍血核型分析及熒光原位雜交(fluorescent in situ hybridization，F(xiàn)ISH)檢查均正常，產(chǎn)后包皮、胎盤(pán)組織檢查亦未見(jiàn)異常，隨訪至1歲發(fā)育正常。Zaslav等[15]報(bào)道1例羊水核型分析47,XY,+4[3]/46,XY[33]，孕期超聲未見(jiàn)異常，足月分娩后行臍血、外周血、包皮、臍帶核型分析均正常，F(xiàn)ISH實(shí)驗(yàn)在羊水樣本中檢出8%的4號(hào)染色體三體細(xì)胞、臍帶成纖維細(xì)胞約2%的4號(hào)染色體三體細(xì)胞，臍血FISH分析100個(gè)細(xì)胞核均正常。患兒出生體重、身長(zhǎng)、頭圍均正常，隨訪至1歲發(fā)育正常。Chen等[16]報(bào)道了1例妊娠21周胎兒法洛四聯(lián)癥，羊水診斷為47,XX[4]/46,XX[16]，引產(chǎn)后胎盤(pán)、羊膜、臍帶、胎兒肝臟、肺、皮膚均證實(shí)為嵌合體，但臍帶血正常。引產(chǎn)胎兒外觀眼距寬、低位畸形耳、小下頜、拇指末端指節(jié)重復(fù)、腳趾重疊，尸體解剖證實(shí)心臟法洛四聯(lián)癥，胎兒DNA等位基因連鎖分析證實(shí)4號(hào)染色體三體來(lái)源于父親減數(shù)分裂Ⅰ期的同源染色體不分離。Bouman等[17]報(bào)道了1例孕34周因胎兒宮內(nèi)生長(zhǎng)受限、鼻骨發(fā)育不良、可疑心臟擴(kuò)張性心肌病行羊水比較基因組芯片檢查檢出14%的4號(hào)染色體三體嵌合，培養(yǎng)后羊水FISH未檢出4號(hào)染色體三體細(xì)胞，產(chǎn)后口腔黏膜FISH檢出13%的4號(hào)染色體三體細(xì)胞，患兒出生體重、身長(zhǎng)、頭圍均小于-2.5 SD，肌張力低、鼻梁寬、小腭、右拇指近側(cè)骨發(fā)育不良，2個(gè)月時(shí)檢查提示心臟雙側(cè)心室肥厚、冠狀動(dòng)脈擴(kuò)張等，隨訪至17個(gè)月運(yùn)動(dòng)和語(yǔ)言發(fā)育稍有遲緩，右手拇指發(fā)育輕微異常。

2.2.3 產(chǎn)后病例 Lal等[18]報(bào)道1例2歲的兒童因皮膚科診斷為“線狀和漩渦狀痣樣過(guò)度黑色素沉著病”，行染色體檢查外周血淋巴細(xì)胞核型正常，但皮膚組織活檢為47,XY,+4[40]/46,XY[60]，臨床表現(xiàn)除皮膚改變外還合并運(yùn)動(dòng)功能亢進(jìn)和語(yǔ)言發(fā)育障礙、熱性驚厥，患兒經(jīng)語(yǔ)言功能訓(xùn)練3歲時(shí)評(píng)估語(yǔ)言發(fā)育取得了比較好的療效。

2.3 實(shí)驗(yàn)室檢查 產(chǎn)前絨毛、羊水，或產(chǎn)后胎盤(pán)、臍帶，以及皮膚等組織均可選擇進(jìn)行核型分析了解嵌合比例，4號(hào)染色體三體細(xì)胞在血液組織中尚未有檢出的報(bào)道，在皮膚等成纖維細(xì)胞中檢出率較高，故對(duì)于嵌合型4號(hào)染色體三體不建議單獨(dú)使用臍血或外周血進(jìn)行核型分析或驗(yàn)證檢查。產(chǎn)前絨毛活檢提示嵌合型4號(hào)染色體三體時(shí)應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行羊水復(fù)核以排除CPM，可選擇羊水培養(yǎng)核型分析、原始羊水細(xì)胞SNP array和FISH間期核聯(lián)合檢查，并建議同時(shí)行等位基因連鎖分析排查UPD風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)產(chǎn)前胎兒建議進(jìn)行詳細(xì)的超聲評(píng)估，4號(hào)染色體三體細(xì)胞嵌合比例較低時(shí)產(chǎn)前超聲表現(xiàn)可能正常，產(chǎn)后多組織成纖維細(xì)胞核型分析結(jié)合FISH檢查可進(jìn)一步核實(shí)嵌合比例。產(chǎn)后疑似病例可直接行皮膚組織活檢進(jìn)行核型分析或FISH檢查。

2.4 治療與預(yù)后 嵌合型4號(hào)染色體三體患者臨床表型差異性較大，需要根據(jù)其產(chǎn)后表型制定相應(yīng)的治療方案，若存在語(yǔ)言或智力發(fā)育遲緩可以進(jìn)行特殊教育和語(yǔ)言訓(xùn)練。在產(chǎn)前檢查發(fā)現(xiàn)胎兒為嵌合型4號(hào)染色體三體時(shí)預(yù)后評(píng)估較為復(fù)雜，需了解是否為CPM、4號(hào)染色體三體體細(xì)胞嵌合比例、胎兒系統(tǒng)超聲檢查、是否存在UPD等多方面進(jìn)行綜合評(píng)估。

2.5 再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 目前產(chǎn)前檢出的嵌合型4號(hào)染色體三體多為散發(fā)病例，且與高齡妊娠相關(guān)，提示母親高齡是一個(gè)獨(dú)立的高危因素，但再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)極低。

3 4號(hào)染色體單親二體

3.1 產(chǎn)生機(jī)制和發(fā)生率 UPD是指一對(duì)同源染色體均來(lái)自父親或者母親一方，可以進(jìn)一步分為單親同二體(uniparental isodisomy，iUPD)和單親異二體(uniparental heterodisomy，hUPD)，其中iUPD是指2條染色體均來(lái)自同一親本的同一染色體，而hUPD指來(lái)自同一親本的2條同源染色體，UPD的發(fā)生常見(jiàn)于三體自救。迄今為止，整條4號(hào)染色體UPD文獻(xiàn)報(bào)道的例數(shù)不多，其中母源性15例、父源性3例、來(lái)源未知的2例，產(chǎn)前病例共4例(詳見(jiàn)表2)，均為散發(fā)病例。

表2 已報(bào)道UPD(4)病例統(tǒng)計(jì)表

3.2 臨床特征 除了一個(gè)父源性表達(dá)的印記基因NAP1L5外，4號(hào)染色體上沒(méi)有其他明確的印記基因。目前沒(méi)有關(guān)于NAP1L5與印記疾病相關(guān)性的報(bào)道。已報(bào)道的UPD(4)具有表型的患者絕大多數(shù)是由于隱性基因暴露導(dǎo)致(詳見(jiàn)表3)。在這些病例中，有7例經(jīng)外顯子測(cè)序檢測(cè)證實(shí)是由于位于4號(hào)染色體上的隱性遺傳基因純合突變導(dǎo)致的單基因病，所涉及的基因有WFS1(4p16.1)、SGCB(4q12)、PKD2(4q22.1)、PPM1K(4q22.1)、MTTP(4q23)、FGA(4q31.3)和FGB(4q31.3)(參考基因組GRCh37/hg19)。在這7個(gè)病例中，3例為iUPD(4)，其余4例為iUPD(4)合并hUPD(4)，且致病基因位于iUPD(4)區(qū)域內(nèi)。其余未明確致病原因的病例主要表現(xiàn)為抑郁癥、 智力低下或自閉癥等遺傳異質(zhì)性很高的疾病，因未行進(jìn)一步的分子檢測(cè)，故無(wú)法確定UPD(4)是否是導(dǎo)致其表型的原因。已報(bào)道的15例母源性UPD(4)中，3例為產(chǎn)前病例，其中1例因胎死宮內(nèi)引產(chǎn)，其余2例順利出生且出生時(shí)外觀無(wú)異常；12例為兒童或成人病例，僅1例無(wú)臨床表現(xiàn)，其余均表現(xiàn)出臨床癥狀且彼此之間癥狀并不重疊。3例父源性UPD(4)病例中，1例產(chǎn)前表現(xiàn)為羊水過(guò)多和腎臟異常，其余2例為具臨床表型的現(xiàn)癥患者。此外，還有2例UPD(4)患者未明確UPD的來(lái)源。已報(bào)道的4例產(chǎn)前UPD(4)病例中，有2例孕期B超顯示胎兒存在異常，其中1例胎兒17周B超檢測(cè)時(shí)未發(fā)現(xiàn)異常，但在29周時(shí)出現(xiàn)了宮內(nèi)生長(zhǎng)受限和羊水過(guò)少，隨后在30周胎死宮內(nèi)[11]。引產(chǎn)后遺傳學(xué)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)存在4號(hào)染色體三體的胎盤(pán)嵌合，嵌合比例為37%，胎兒存在母源性UPD(4)，但未進(jìn)行全外顯子測(cè)序檢測(cè)，因此無(wú)法明確是否是由于該UPD區(qū)域的隱性基因純合突變導(dǎo)致的胎兒異常。另1例胎兒產(chǎn)前B超顯示存在羊水過(guò)多和腎臟異常，染色體核型分析顯示胎兒為正常男性核型，染色體微陣列芯片分析(chromosomal microarray analysis，CMA)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)胎兒存在父源性UPD(4)，孕婦決定繼續(xù)妊娠，患兒出生后表現(xiàn)出腎功能異常、高額頭、小瞼裂、手腳“粗糙”、遠(yuǎn)端趾骨突出、寬膝蓋等畸形，精神運(yùn)動(dòng)發(fā)育正常，未進(jìn)行全外顯子測(cè)序檢測(cè)[19]。另外2例攜帶有母源性UPD(4)的胎兒孕期B超未見(jiàn)異常，均已出生，且出生時(shí)未見(jiàn)明顯畸形。

表3 已報(bào)道UPD(4)病例匯總表

續(xù)表

3.3 治療與預(yù)后 攜帶UPD(4)的患者彼此之間沒(méi)有表型重疊，不同臨床表型的患者其治療與預(yù)后各不相同，應(yīng)對(duì)其特有疾病進(jìn)行對(duì)癥治療。

3.4 再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 UPD(4)屬于新發(fā)染色體變異，再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)極低，接近正常人群。在產(chǎn)前診斷中，胎兒檢出UPD(4)時(shí)，其預(yù)后評(píng)估較為復(fù)雜，需綜合系統(tǒng)超聲檢查、UPD的種類(lèi)、是否合并胎盤(pán)4號(hào)染色體三體、是否在UPD區(qū)域內(nèi)攜帶有隱性基因純合突變等多方面進(jìn)行綜合評(píng)估。

4 小結(jié)

4號(hào)染色體非整倍體異常的發(fā)生概率是極低的，筆者匯總廣西壯族自治區(qū)婦幼保健院2014～2018年期間共約3萬(wàn)例的產(chǎn)前絨毛、羊水和臍血病例，均未檢出4號(hào)染色體三體或嵌合型4號(hào)染色體三體核型；在282例流產(chǎn)絨毛的芯片檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)異常核型171例，其中3例為4號(hào)染色體三體，占染色體異?？倲?shù)的1.8%(3/171)，與國(guó)外文獻(xiàn)報(bào)道的發(fā)生率基本一致。完全型4號(hào)染色體三體為致死性異常，嵌合型4號(hào)染色體三體偶爾能在產(chǎn)前病例中發(fā)現(xiàn)，但胎兒預(yù)后的評(píng)估需要對(duì)嵌合比例和嵌合部位進(jìn)行詳細(xì)分析并結(jié)合系統(tǒng)超聲檢查進(jìn)行綜合評(píng)估，臨床特征可能表現(xiàn)為宮內(nèi)生長(zhǎng)受限、出生低體重、先天性心臟畸形、特征性拇指發(fā)育異常、皮膚異常色素沉著、輕度運(yùn)動(dòng)和語(yǔ)言發(fā)育遲緩等。當(dāng)實(shí)驗(yàn)室檢出UPD(4)時(shí)需要警惕4號(hào)染色體上隱性遺傳基因純合突變導(dǎo)致相應(yīng)疾病的風(fēng)險(xiǎn)。