陳美佳 呂福通 黃 霈 趙 綺
(廣西壯族自治區(qū)生殖醫(yī)院檢驗(yàn)科優(yōu)生遺傳實(shí)驗(yàn)室,南寧市 530021,電子郵箱:48174994@qq.com)
人類染色體檢測(cè)中,經(jīng)??梢?jiàn)到個(gè)別染色體上的微小變異,表現(xiàn)為同源染色體大小、形態(tài)或著色等方面的變異,這些變異區(qū)域一般位于遺傳上不活躍的含高度重復(fù)DNA序列的異染色質(zhì)區(qū)。9號(hào)染色體異染色質(zhì)區(qū)的改變包括9號(hào)染色體臂間倒位和次縊痕的增加或減少,其中9號(hào)染色體臂間倒位的發(fā)生率約為1%[1]。9號(hào)染色體異態(tài)性攜帶者的外貌、智力與生長(zhǎng)發(fā)育基本正常,但目前9號(hào)染色體異態(tài)性與生育結(jié)局的相關(guān)性爭(zhēng)議較多。有學(xué)者認(rèn)為9號(hào)染色體異態(tài)性屬于正常變異,不會(huì)影響生育[1-2];也有研究表明9號(hào)染色體異態(tài)性會(huì)產(chǎn)生不良的遺傳效應(yīng)[3-4]。本文探討不孕不育或不良妊娠結(jié)局患者的9號(hào)染色體異態(tài)性類型及其與生育結(jié)局的關(guān)系,旨在為生育指導(dǎo)和遺傳咨詢、改善生育結(jié)局提供參考。
1.1 臨床資料 選取2016年1月至2020年12月在我院進(jìn)行遺傳咨詢并行外周血染色體檢測(cè)的8 030例不孕不育或不良妊娠結(jié)局的患者作為研究對(duì)象。其中男性6 860例,平均年齡36.5歲,女性1 170例,平均年齡31.0歲。不孕不育的診斷標(biāo)準(zhǔn):已婚夫婦未采用避孕措施達(dá)1年以上仍未生育者。不良妊娠結(jié)局的定義:不明原因的自然流產(chǎn)、胚胎停止發(fā)育、死胎、死產(chǎn)、難產(chǎn)、胎兒畸形或胎兒發(fā)育不良等非正常妊娠結(jié)局。均由??漆t(yī)生排除男女雙方存在生殖器官的器質(zhì)性病變,以及內(nèi)分泌疾病、免疫和感染等因素。本研究經(jīng)廣西壯族自治區(qū)生殖醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(KY-LW-2020-1號(hào))。向研究對(duì)象詳細(xì)介紹本研究的具體內(nèi)容、可能的受益和風(fēng)險(xiǎn)后,研究對(duì)象均簽署知情同意書(shū)。
1.2 試劑與儀器 外周血淋巴細(xì)胞培養(yǎng)基、秋水仙素(廣東達(dá)輝生物技術(shù)有限公司)、胰蛋白酶(Gibco公司)。Olympus CX21型顯微鏡(日本Olympus公司)、上海北昂醫(yī)療技術(shù)有限公司的醫(yī)學(xué)圖像分析識(shí)別系統(tǒng)(版本號(hào):BEION V 4.20)。
1.3 研究方法 (1)采血與接種:常規(guī)消毒研究對(duì)象肘部的皮膚,抽取2 mL肘靜脈血至肝素鈉抗凝管中,將0.5 mL抗凝血接種至外周血淋巴細(xì)胞培養(yǎng)瓶進(jìn)行培養(yǎng)。(2)外周血淋巴細(xì)胞培養(yǎng):將培養(yǎng)瓶放置在37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)69~72 h。(3)細(xì)胞收集:培養(yǎng)完成前30 min加入2滴100 μg/mL的秋水仙素進(jìn)行阻斷分裂以收集中期細(xì)胞。將培養(yǎng)液放入離心管內(nèi),1 500 r/min離心10 min,棄上清液;加入5 mL 0.075 mol/L的氯化鉀固定液,在37 ℃水浴中低滲30 min;使用2 mL甲醇:冰醋酸(3 ∶1)配置的固定液預(yù)固定5 min;1 500 r/min離心10 min,棄上清液,加入8 mL固定液后1 500 r/min離心10 min,棄上清液,再重復(fù)上述固定操作2次。(4)滴片:1 500 r/min離心10 min,棄上清液,加1~2 mL固定液,混勻制成細(xì)胞懸液,將2~3滴細(xì)胞懸液分散滴在洗凈的冰凍玻片上,自然晾干。(5)烤片:將玻片置于70 ℃~80 ℃烤箱內(nèi)烤片2.5 h。(6)G顯帶消化與染色:烤片后第2天,在37 ℃水浴箱中用0.5%的胰蛋白酶消化,放入吉姆薩染液內(nèi)染色,染色完成后取出玻片,自然晾干后即可鏡檢。(7)染色體核型分析:用染色體分析軟件(上海北昂公司,版本:V4.20)進(jìn)行染色體核型分析。每份標(biāo)本在油鏡下計(jì)數(shù)30個(gè)分裂相,分析10個(gè)染色體核型,對(duì)異常者加倍計(jì)數(shù)和核型分析,并按照《人類細(xì)胞基因組學(xué)國(guó)際命名體系》(ISCN2016)[5]的規(guī)定對(duì)結(jié)果進(jìn)行描述,有高度重復(fù)DNA序列的區(qū)域?yàn)楫惾旧|(zhì)區(qū),染色體異常檢測(cè)結(jié)果均由2名遺傳學(xué)專家進(jìn)行分析與復(fù)核。
8 030例不孕不育或不良妊娠結(jié)局患者中,共檢出9號(hào)染色體異態(tài)性攜帶者118例,占1.47%。其中9號(hào)染色體臂間倒位共97例,占全部患者的1.21%,占9號(hào)染色體異態(tài)性攜帶者的82.20%,核型均為inv(9)(p12;q13);9號(hào)染色體次縊痕增加(核型為9qh+)20例,占9號(hào)染色體異態(tài)性攜帶者的16.95%;9號(hào)染色體次縊痕減少(核型為9qh-)1例,占9號(hào)染色體異態(tài)性攜帶者的0.85%。見(jiàn)表1。
表1 不同生育結(jié)局患者的9號(hào)染色體異態(tài)性類型
染色體倒位是指一條染色體內(nèi)同時(shí)發(fā)生兩處斷裂而形成的3個(gè)片段,翻轉(zhuǎn)180°后重新連接形成一條重排染色體,倒位發(fā)生在長(zhǎng)臂和短臂之間稱為臂間倒位。臂間倒位以9號(hào)染色體最為常見(jiàn)[6],9號(hào)染色體臂間倒位在國(guó)外人群中的發(fā)生率為0.95 %~1.02 %,在國(guó)內(nèi)人群中的發(fā)生率約為1%[7-8]。本研究在8 030例不孕不育或不良妊娠結(jié)局的受檢者中,檢出9號(hào)染色體異態(tài)性攜帶者共118例,檢出率為1.47%,其中9號(hào)染色體臂間倒位的檢出率最高,為1.21%,較一般人群[7-8]略高。目前有關(guān)9號(hào)染色體臂間倒位區(qū)帶的研究較多,Starke等[9]報(bào)告9號(hào)染色體臂間倒位斷裂熱點(diǎn)區(qū)域位于9p12或9q13-21.1,本研究檢出的9號(hào)染色體臂間倒位斷裂位點(diǎn)均發(fā)生在9p12與9q13之間,說(shuō)明9號(hào)染色體的這段區(qū)域易發(fā)生斷裂。有文獻(xiàn)報(bào)告9號(hào)染色體pter到q12片段上存在松弛素基因,而松弛素可影響女性卵泡的成熟過(guò)程,也影響男性的精子運(yùn)動(dòng)和穿卵能力;9號(hào)染色體臂間倒位產(chǎn)生的位置效應(yīng)可能會(huì)影響松弛素基因的表達(dá),從而導(dǎo)致生殖障礙[7],當(dāng)臂間倒位發(fā)生在9q12遠(yuǎn)端時(shí)對(duì)生育的影響尤其明顯[10]。本研究中有41例不孕不育患者、56例不良妊娠結(jié)局患者檢出9號(hào)染色體臂間倒位,倒位均發(fā)生在9q12的遠(yuǎn)端區(qū)域,但未檢測(cè)9號(hào)染色體臂間倒位攜帶者是否有松弛素基因表達(dá)異常,今后仍需進(jìn)一步研究。
9號(hào)染色體臂間倒位與不孕不育、不良妊娠結(jié)局的關(guān)系一直有爭(zhēng)議。有文獻(xiàn)顯示,9號(hào)染色體臂間倒位與生育結(jié)局異常沒(méi)有直接關(guān)系,屬于遺傳學(xué)多態(tài)性[1-2]。但也有學(xué)者報(bào)告,9號(hào)染色體臂間倒位在不孕不育或不良妊娠結(jié)局人群中的檢出率較高[3-4],9號(hào)染色體臂間倒位可干擾減數(shù)分裂時(shí)同源染色體的配對(duì)或造成其他染色體的配對(duì)異常,從而引起臨床效應(yīng)[11]。9號(hào)染色體的倒位重排還可能導(dǎo)致部分基因的順序發(fā)生改變,影響基因的正常表達(dá),表現(xiàn)為胚胎發(fā)育異常或不孕不育[7]。然而,9號(hào)染色體的臂間倒位是否對(duì)生育結(jié)局有影響,筆者認(rèn)為應(yīng)該從發(fā)生臂間倒位的區(qū)帶判斷:若9號(hào)染色體臂間倒位發(fā)生在異染色質(zhì)區(qū)內(nèi),如9q12的次縊痕區(qū),由于該區(qū)域?yàn)楦叨戎貜?fù)的DNA序列,不編碼主要遺傳信息,因此該區(qū)域發(fā)生的臂間倒位不屬于結(jié)構(gòu)異常,理論上對(duì)患者的表型、智力、生長(zhǎng)發(fā)育不會(huì)造成嚴(yán)重的影響。但如果9號(hào)染色體臂間倒位發(fā)生在異染色質(zhì)區(qū)外,由于這種異常屬于染色體的結(jié)構(gòu)異常,這類倒位染色體在減數(shù)分裂時(shí)形成倒位環(huán),正常的染色體和倒位的染色體之間發(fā)生交叉互換,導(dǎo)致配子染色體上某一片段缺失或重復(fù),此時(shí)其遺傳效應(yīng)主要取決于重復(fù)或缺失片段的長(zhǎng)短及其所含基因的致死效應(yīng),倒位片段越短,則重復(fù)或缺失片段就越長(zhǎng),其配子和合子正常發(fā)育的可能越小,臨床表現(xiàn)為不孕不育、流產(chǎn)、死胎等癥狀[12]。
目前,在傳統(tǒng)的細(xì)胞遺傳學(xué)層面上,一般采用G顯帶技術(shù)結(jié)合C顯帶技術(shù)對(duì)9號(hào)染色體異態(tài)性進(jìn)行分析,但該方法受細(xì)胞遺傳水平的核型分辨率及操作者人為主觀因素的影響,定位并不完全準(zhǔn)確,難以明確區(qū)分9號(hào)染色體臂間倒位是否涉及異染色質(zhì)區(qū)外。Starke等[9]發(fā)現(xiàn)9號(hào)染色體臂間倒位主要發(fā)生在9q13-21.1,國(guó)內(nèi)也有學(xué)者報(bào)告9號(hào)染色體臂間倒位片段多定位于p11及q12遠(yuǎn)端[10],這都表明了9號(hào)染色體臂間倒位發(fā)生在異染色質(zhì)區(qū)外的情況不容忽視。采用G顯帶技術(shù)進(jìn)行分析時(shí),對(duì)于5M以下的變異難以用肉眼判別,因此也不能完全排除9號(hào)染色體發(fā)生臂間倒位的同時(shí)斷裂位點(diǎn)周圍是否存在基因突變或微小缺失和重復(fù)等情況,需要通過(guò)基因測(cè)序等分子檢測(cè)技術(shù)進(jìn)一步鑒定,以明確9號(hào)染色體不同位點(diǎn)的斷裂及其與臨床表現(xiàn)的相關(guān)性,從而更好地進(jìn)行生育指導(dǎo)和遺傳咨詢。由此推斷,目前眾多文獻(xiàn)報(bào)告的9號(hào)染色體臂間倒位所涉及的斷裂點(diǎn)可能在異染色質(zhì)區(qū)外,應(yīng)考慮為結(jié)構(gòu)異?;蚧蜃儺?,這或可為9號(hào)染色體臂間倒位攜帶者表現(xiàn)出不同臨床癥狀的結(jié)論提供合理的解釋。
9號(hào)染色體次縊痕區(qū)為染色體長(zhǎng)臂上凹陷縮窄的異染色質(zhì)區(qū),該區(qū)域?yàn)楦叨戎貜?fù)的非編碼DNA序列,次縊痕部位的DNA松散,容易自發(fā)和誘發(fā)斷裂,其增加或減少可導(dǎo)致次縊痕的增加或減少,從而干擾染色體的運(yùn)動(dòng)和分離,造成減數(shù)分裂過(guò)程中同源染色體配對(duì)困難或分離異常,進(jìn)而影響配子的形成,導(dǎo)致不孕不育或自然流產(chǎn)等不良生育結(jié)局[12]。此外,有研究報(bào)告次縊痕區(qū)大量重復(fù)的DNA可能會(huì)導(dǎo)致在胚胎早期調(diào)控細(xì)胞分化的基因發(fā)生異常或劑量效應(yīng),從而造成有絲分裂錯(cuò)誤,最終導(dǎo)致不孕不育、胚胎停育或自然流產(chǎn)等臨床結(jié)局[13]。Minocherhomji等[14]研究發(fā)現(xiàn),原發(fā)性不孕不育患者的9號(hào)染色體次縊痕增加檢出率升高,提示9號(hào)染色體次縊痕增加與不孕不育有關(guān);王桂玲等[15]報(bào)告復(fù)發(fā)性流產(chǎn)者9號(hào)染色體次縊痕增加的檢出率明顯升高,提示9號(hào)染色體異態(tài)性與復(fù)發(fā)性流產(chǎn)可能存在相關(guān)性。但也有學(xué)者認(rèn)為9號(hào)染色體次縊痕的增加或減少屬于正常的染色體變異,不會(huì)導(dǎo)致不孕不育或不良妊娠結(jié)局[16]??梢?jiàn),對(duì)于9號(hào)染色體次縊痕增加或減少與生育結(jié)局的相關(guān)性,目前尚無(wú)統(tǒng)一定論,本研究中共檢出9號(hào)染色體次縊痕增加20例,其中17例出現(xiàn)不良妊娠結(jié)局、3例臨床表現(xiàn)為不孕不育;檢出9號(hào)染色體次縊痕減少1例,為有不良妊娠結(jié)局的患者。但由于本研究缺乏對(duì)正常生育人群9號(hào)染色體次縊痕增加或減少發(fā)生率的研究,加之9號(hào)染色體次縊痕減少的患者樣本量少,因此僅能得出次縊痕變化可能存在潛在臨床效應(yīng)的結(jié)論,今后仍需擴(kuò)大樣本進(jìn)一步研究。
綜上所述,不孕不育、不良妊娠結(jié)局患者中9號(hào)染色體異態(tài)性中臂間倒位的發(fā)生率較高,其對(duì)生育結(jié)局的影響取決于發(fā)生倒位的區(qū)帶,不能一概而論歸為正常的多態(tài)性變異。由于染色體核型分析技術(shù)的局限性,以及各實(shí)驗(yàn)室人員對(duì)斷裂位點(diǎn)的判斷不統(tǒng)一,9號(hào)染色體臂間倒位是否會(huì)引起不良的遺傳效應(yīng),如造成不孕不育、自然流產(chǎn)、胚胎停育等,仍需要更多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證,并結(jié)合細(xì)胞與分子技術(shù)手段進(jìn)一步研究。9號(hào)染色體次縊痕增加或減少可能存在潛在的臨床效應(yīng),也需進(jìn)一步研究證實(shí)。若能進(jìn)一步研究正常生育人群與9號(hào)染色體異態(tài)性攜帶者生殖細(xì)胞減數(shù)分裂和胚胎形成過(guò)程中染色體的變化情況,可為探討9號(hào)染色體異態(tài)性對(duì)生育結(jié)局的影響提供更多的參考。