李燕青,傅婉玉,吳素霞,江矞穎,王元白,莊建龍
17p13.3是一個基因組不穩(wěn)定區(qū)域,與多種罕見神經(jīng)發(fā)育遺傳疾病相關,主要包含Miller-Dieker綜合征(Miller-Dieker syndrome,MDS)、孤立性無腦回序列(isolated lissencephaly sequence,ILS)、Ⅰ類17p13.3微重復綜合征和Ⅱ類17p13.3微重復綜合征。分類取決于該區(qū)域是否發(fā)生了關鍵基因CRK、PAFAH1B1和YWHAE缺失或重復[1]。研究表明,ILS和MDS患者的基因缺失區(qū)域存在相當大的重疊,但MDS患者的缺失通常延伸至17p13.3更末端區(qū)域,且具有更典型的臨床表型[2]。筆者利用單核苷酸多態(tài)性微陣列(single nucleotide polymorphism array,SNParray)檢測對1例產前超聲及磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)檢查發(fā)現(xiàn)顱腦畸形的胎兒進行遺傳學診斷及家系分析,明確胎兒為MDS,報告如下。
患者 女,20歲,因孕25周血清學篩查提示開放性神經(jīng)管缺陷(open neural tube defect,ONTD)高風險,Ⅲ級彩色超聲示胎兒雙側腦室增寬、胎兒脊髓圓錐位置偏低(位于第4腰椎下緣),于2021年6月10日就診于福建省泉州市婦幼保健院·兒童醫(yī)院(我院)產前診斷中心。患者孕1產0,妊娠早期因先兆流產口服地屈孕酮片安胎治療?;颊呒罢煞蚱剿伢w健,否認妊娠前及妊娠期有毒有害物質接觸史,否認家族遺傳疾病史。孕25+5周胎兒顱腦MRI示:胎兒雙側腦室增寬,左側10.8 mm,右側12.2 mm。充分告知患者及家屬相關風險并簽署知情同意書后,于孕26+1周行羊膜腔穿刺術,取羊水細胞進行胎兒染色體核型及SNP-array檢測。2021年7月8日(孕29周)羊水染色體核型分析示:胎兒染色體結構及數(shù)目均未見明顯異常。父母外周血染色體核型分析示:父母雙方核型未見異常。SNP-array檢測示:胎兒在17號染色體17p13.3p13.2區(qū)段存在4.3 Mb片段的缺失[GRCh37]17p13.3p13.2(526~4 388 381)x1(見圖1),內含YWHAE(605066)、PAFAH1B1(601545)、VPS53(615850)和BHLHA9(615416)等59個OMIM基因。該片段缺失涵蓋MDS疾病區(qū)域,臨床表型包括無腦回畸形、小頭畸形、面部異常、先天性心臟病、發(fā)育遲緩及智力障礙等。夫妻雙方SNP-array檢測結果未見拷貝數(shù)異常,提示胎兒17號染色體17p13.3p13.2微缺失為新發(fā)突變。本研究已經(jīng)我院倫理委員會批準(編號:2020No.31)。
圖1 胎兒SNP-array檢測結果
孕28+2周彩色超聲檢查示:雙頂徑6.74 cm,頭圍23.72 cm,腹圍20.43 cm,股骨徑5.03 cm,羊水指數(shù)17.57 cm,胎兒雙側側腦室擴張,胎兒外側裂池較平直,頂枕溝平直,腦溝腦回顯示較少:腦溝腦回發(fā)育遲緩,其他疾病待排除,胎兒脊髓圓錐位置偏低。孕28+5周復查胎兒顱腦MRI示:胎兒腦溝、腦裂異常改變,考慮神經(jīng)元移行障礙——無腦回畸形可能;胎兒雙側腦室增寬(見圖2)。于孕29+2周轉上級醫(yī)院復查彩色超聲示:胎兒超聲孕齡約26+1周,胎兒平滑腦可能,胎兒室間隔膜周部缺損1.8 cm。
圖2 孕28+5周胎兒顱腦MRI圖像
經(jīng)過充分遺傳咨詢,患者及家屬選擇終止妊娠,于2021年7月16日孕30+1周給予米非司酮+利凡諾羊膜腔注射引產一男無生機兒,體質量1 060 g,外觀未見明顯異常,因患者及家屬拒絕,未行尸檢。
人類染色體17p13.3區(qū)段拷貝數(shù)變異會導致多種疾病,包括ILS和MDS[3]。MDS的關鍵基因為PAFAH1B1,有研究認為如果缺失片段同時含有YWHAE基因,往往會導致更嚴重的無腦回畸形等臨床表型[4-5]。與ILS患者相比,MDS患者具有更大的17p13.3片段缺失,其中至少包括PAFAH1B1和YWHAE,通常伴有其他基因[5],其中VPS53基因復合雜合突變與常染色體隱性遺傳的腦橋小腦發(fā)育不全相關,臨床表型包括智力障礙、進行性小頭畸形、痙攣和癲癇等[6]。BHLHA9基因純合突變與常染色體隱性遺傳的骨性融合并指聯(lián)合指骨骨量減少癥相關,臨床表型包括四肢骨骼發(fā)育異常等[7]。因此,MDS患者表現(xiàn)出更嚴重的無腦回畸形(光滑腦)以及小頭畸形和顱面畸形[8]。顱面畸形及胎兒生長受限也是17p13.3微缺失綜合征的常見特征,有研究顯示這些癥狀可能與CRK基因單倍劑量不足有關[9]。此外,多項研究發(fā)現(xiàn)PAFAH1B1基因以劑量依賴性方式對神經(jīng)元遷移起至關重要的作用,其單倍劑量不足可導致MDS和ILS[4-5]。而所有MDS的個體都發(fā)現(xiàn)了編碼14-3-3ε的YWHAE基因缺失,但ILS個體則未受影響[4,10]。Toyo-Oka等[4]通過基因敲除小鼠實驗證實14-3-3ε對正常大腦神經(jīng)元遷移至關重要,14-3-3ε通過與CDK5/p35磷酸化的Ndel1結合并維持Ndel1的磷酸化來調節(jié)神經(jīng)元遷移,這提供了MDS與ILS患者表型嚴重程度具有明顯差異的分子依據(jù)。本例患者通過SNP-array檢測確診胎兒在17p13.3p13.2片段存在微缺失,包含MDS疾病區(qū)域,表現(xiàn)出典型的無腦回畸形、心臟異常及胎兒生長受限等。
有研究顯示,約80%的MDS具有17p13.3區(qū)域缺失新發(fā)突變,20%是由于父母染色體平衡易位所致[11]。MDS產前常見的影像學表現(xiàn)包括無腦回畸形、胼胝體發(fā)育不全、腦室擴大、小頭畸形、胎兒生長受限、羊水過多和單臍動脈等[12]。其中,腦室擴大和羊水過多是MDS最常見的超聲特征,大多數(shù)患者的結構異常超聲表現(xiàn)在妊娠晚期被發(fā)現(xiàn)[13]。腦皮質發(fā)育異常多在孕24周以后才有表現(xiàn),腦室擴張常是無腦回畸形的線索之一[14]。本例患者于妊娠中期行彩色超聲及MRI僅提示胎兒雙側腦室擴張,未見明顯結構異常,這可能是由于妊娠中期彩色超聲時間較早,未能發(fā)現(xiàn)腦結構異常所致。單純依靠產前超聲檢查對胎兒神經(jīng)元移行障礙的檢出情況并不理想,MRI擁有多參數(shù)、多序列、多平面的成像優(yōu)勢,可彌補產前超聲對胎兒神經(jīng)系統(tǒng)診斷的部分不足[15]。本例患者于妊娠晚期行彩色超聲示顱腦異常、室間隔缺損、胎兒生長受限,胎兒顱腦MRI考慮神經(jīng)元移行障礙(無腦回畸形),基因型與影像學表現(xiàn)相符。MDS的主要臨床表型還包括突出的前額、雙顳凹陷、短鼻子、鼻孔上翹、上唇加厚、上緣薄朱紅色、眼睛間距大、低耳位、小頜畸形等特征性的畸形面部外觀[16],但這些特征缺乏特異性,產前難以通過影像學檢查發(fā)現(xiàn)[17]。除了顯著的面部畸形外,MDS有時與其他先天性異常有關,例如腎臟、胃腸道和心臟缺陷[2]。17p13.3缺失的臨床表型取決于缺失片段的大小,目前國內報道的相關病例缺失范圍從1.4~5.2 Mb不等[11,17-18]。本例胎兒缺失范圍較大,累及MDS疾病關鍵區(qū)域,結合超聲及MRI結果,胎兒出生后可出現(xiàn)智力低下、難治性癲癇、通常于2歲內夭折[1-3,16],考慮預后不良,經(jīng)遺傳咨詢后孕婦及家屬選擇引產。
綜上,由于胚胎發(fā)育的特點,胎兒神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育隨孕周逐漸完善,孕32~33周胎兒腦溝回的發(fā)育基本完成,因此MDS胎兒在不同孕周的影像學表現(xiàn)輕重程度不等。絕大部分確診的MDS胎兒有2種及2種以上的超聲檢查異常,少數(shù)MDS胎兒僅表現(xiàn)為輕微的超聲異常改變[18]。由此可見,臨床上利用影像學技術聯(lián)合SNP-array檢測進行胎兒產前遺傳學診斷具有重要價值,尤其能夠減少致病性染色體微缺失/微重復綜合征胎兒的出生,減輕家庭及社會負擔。