边旭明-流产遗传学

流产的遗传学,北京协和医院 妇产科 边旭明,自然流产的流行病学,在临床可识别的妊娠中，最终失败的比例为 10-20植入后1-19天流产率18（Sweeney etal)在美国的已婚妇女中4%曾经经历过2次失败的可识别妊娠1%曾经经历过3次或3次以上失败的可识别妊娠,隐性流产,定义：指在受孕至有明确停经史之前发生的流产，表现为没有任何症状，临床 上不可识别临床前的隐性妊娠失败率：22%临床可识别的妊娠失败率：12% （wilcox 1988）,着床时间和妊娠,排卵后的8-10天内着床，84能以妊娠为结局受精12天后胚胎仍未着床，流产的风险大大的增加着床发生时间 流产比例 9天 13% 10天 20% 11天 52 12天 82,有临床表现的流产率,可识别的妊娠在前3个月内的流产率为10-12（Simpon 1993）只有3%的自然流产是发生在妊娠8周以后的（ Simpon 1987 ）维持妊娠至16周后，发生自然流产的几率是1%所以大多数9-12周发生的流产，往往已胎死宫内数周（过期流产）,流产的高危因素,母亲的年龄 40岁的孕妇发生自然流产的危险是20岁妇女的2倍 （Stein 1980）母亲既往孕史 流产发生的比例随着母亲既往流产次数的增加而上升；有过3次或以上流产的母亲再次妊娠失败率为25-30（Warburton 1984）,临床不可识别妊娠失败的病因,胚胎形态异常染色体异常,胚胎形态异常,形态表现多种多样，偏大或偏小，不均匀很可能是遗传学因素所致异常形态胚胎中，57-78存在染色体异常 非整倍体异常 25% 嵌合异常 22% 多倍体异常 13 Munne 1995,染色体异常,多为非整倍体异常： 三倍体、 嵌合 、多倍体异常等正常形态的胚胎中25%仍然存在染色体异常* 近年来采用更为敏感的荧光原位杂交（FISH）技术，发现形态正常胚胎中染色体异常可高达50 * Plachot 1987,染色体异常的类型,单细胞嵌合异常 发生嵌合的细胞数目少，类型单一，异常细胞会被清除，不影响胚胎的发育混杂的多细胞嵌合异常 几乎所有的细胞都有嵌合的异常，而且发生嵌合的类型多而混乱，会发生不可避免的流产非整倍体异常 多在形态异常的胚胎中发生多倍体异常,特殊胚胎异常和染色体异常的关系,有三个生殖核和一个双极细胞体： 三倍体异常形态不均匀的生殖核： 嵌合三倍体多核分裂球： 多倍体异常单个细胞占优势的胚胎组织： 多倍体异常来自大卵子细胞的胚胎组织： 三倍体异常,临床不可识别自发流产的染色体类型,常染色体三体的类型,小结,着床前的胚胎中 染色体异常的比例很高（50）在形态正常的胚胎中 有25%存在染色体的异常在形态异常的胚胎中 有5070%存在染色体异常类型可以为单细胞合嵌体，混杂的多细胞嵌合异常，非混杂性非整倍体异常隐型流产胚胎中染色体异常最多为常染色体三体异常,临床可识别流产的病因,染色体异常,是临床可识别流产的最主要原因妊娠前3个月的自然流产胎儿中，染色体异常占50-60%,染色体异常,在妊娠4-6月及以后的流产中，染色体异常的类型与足月活产的情况相似：13,18,21三体X染色体单体性染色体多体异常,不同妊娠阶段流产的染色体异常比例,Frequency of CHR anomalies %,常染色体三体,早期妊娠流产中最常见的染色体异常除1号染色体三体外，其余的三体都在流产胚胎中发现过，但13,16,18,21和22号染色体三体最常见90%的常染色体三体是在母亲生殖细胞减数分裂时发生的，其中75-90%发生在第一次减数分裂过程中第15,21,16,18号染色体的研究均已证实上述结论 （Robinson 1998 etal）母亲的减数分裂错误率受到母亲年龄的影响 （Xoon 1996）,妊娠囊形态与染色体三体,空妊娠囊常见于2,4,7,9,14,15,20,21对染色体三体可辨认的胚胎组织常见于 X, 12, 13, 15, 18, 20, 22 对染色体三体与能存活的染色体三体比较，不能存活的染色体三体胚胎往往生长更缓慢（warburton 1991）,X染色体单体,第二位的染色体异常原因，占所有自发流产的15-2080%为父源性染色体缺失（Chandley 1981）自然流产的胚胎可能只具备一个脐带的残端，或已具备Turner的某些特征妊娠晚期胚胎的典型表现是囊性水囊瘤和全身水肿,多倍体异常,三倍体（3n69）和四倍体（4n92）三倍体核型多为69,XXY和69,XXX机制：主要由双精入卵导致三倍体胚胎妊娠囊偏大，胎盘绒毛呈囊样变性退化三倍体胎儿可出现神经管缺陷、脐膨出，面部畸形和肢体异常也有报道四倍体胚胎早期即流产，很少能发育到4-5周，足月期更为少见,结构性染色体重组,是造成反复自然流产的重要原因，最常见的染色体结构重组就是易位重组（如易位）可以是在配子形成过程中新发生的，或者来自父母中携带“平衡”易位者的遗传易位携带者的表型依据易位后染色体片断的不同而不同，有平衡易位的一些新生儿不但可存活，而且表型正常,性染色多体,47,XXY和47,XYY占男性活产新生儿的1/800100047,XXX在女性活产新生儿中的比例也是1/800左右来源：在47,XXX个体中 母亲的第一次减数分裂错误 59% 母亲的第二次减数分裂错误 16% 父亲的第一或第二次减数分裂 6% 合子形成以后 19% （MacDonald et al.）,性染色多体,47,XXY一半来源于父亲，另一半来源于母亲，后者通常起源于第一次减数分裂错误 （MacDonald et al.，1994）几乎所有的47,XYY都是来源于父亲的 （Hassold et al.，1991）,复发性非整倍体异常,当某孕妇连续出现（3）自然流产时，即可视为复发性（染色体）正常或异常流产复发性染色体异常流产通常都是染色体三体21三体的复发率为该孕妇自然机率0.75%,局限性胎盘嵌合状态与流产,局限性胎盘嵌合(CPM)：嵌合状态仅限于胎盘，而相应的胚胎却是正常的许多的研究表明了CPM往往是IUGR的重要原因通过对自然流产胚胎母体绒毛膜绒毛的分析，可见CPM状态与的自然流产有密切的关系,整倍体流产单基因或多基因改变,一些染色体结构正常的夫妻也会发生反复的染色体数目正常的流产 自然流产的胎儿中仍有30-50%染色体数目正常非整倍体流产常常发生于8周前，而整倍体流产高峰在孕13周左右是由於某些单基因或多基因的变异，导致整倍体自然流产的发生目前的研究正试图找出那些可以引起自发流产的基因。其中包括PAX、HOX或Oct等与发育有关的基因家族,母亲疾病,许多疾病增加自然流产的发生率，较常见的是内分泌和免疫系统疾病近几年来对Wilson病、苯丙酮尿症、紫绀性心脏病、炎性肠病与早期流产的关系受到广泛关注,内分泌异常,甲状腺功能减退 甲状腺自身抗体水平与流产率升高有关 Dayan Daniels，1996；Stagnaro-Green等，1990糖尿病 I型糖尿病的女性，其自然流产和胎儿先天性异常的几率增加，风险程度与孕早期血糖水平控制有关 Greene，1999,黄体功能不全（LPD）是指各种原因所引起的子宫对孕激素反应失当的情况黄体分泌孕激素，是在滋养细胞能够产生足量孕激素前维持妊娠的重要生理过程在多种非遗传因素中，孕激素缺乏尤其重要，是导致以雌激素作用为主的子宫不能维持着床的主要原因,黄体功能不全,黄体功能不全,LPD的发病机制包括： 促性腺释放激素（GnRH）分泌减少 促卵泡激素（FSH）分泌减少 促黄体生成素（LH）分泌减少 卵巢类固醇生成障碍、 子宫受体缺陷 由孕激素所诱导的基因产物缺陷,黄体功能不足,LPD一度被认为是造成临床可见性流产的最常见原因目前认为过高的估计了LPD的发生率最重要的问题在于病理表现的不特异性以及孕期或黄体期测定孕酮的水平也仅有71特异性（Daya 1988）常常早孕期孕酮的低下是流产发生的结果而非原因由于LPD的确诊十分困难，目前LPD是一个有争议的病理状态，其早孕期孕酮的治疗也没有确切的疗效,已证实感染是导致晚期胎儿流产的原因之一，理论上也可致早期流产，但危险度较低与自然流产相关的感染病原体：天花、牛痘、伤寒沙门菌、胚胎弧菌、疟疾、风疹病毒、生殖器疱疹病毒、巨细胞病毒、布鲁菌、弓形虫、人型支原体、沙眼衣原体、脲原体、阴道B族链球菌等途径：经胎盘屏障的宫内感染感染导致反复流产的证据还没有获得经验性抗生素治疗对反复流产史的夫妇或许具有一定疗效（Toth et al., 1986), 但有待证实,感染与流产,免疫因素,自身免疫异常 （针对自身的免疫异常）抗心磷脂抗体狼疮抗凝物同种免疫异常 （针对他人的免疫异常）夫妻间HLA共享,妊娠中晚期复发性流产与某些自身免疫病有关 （Branch et al.,1989)抗心磷脂抗体阳性的孕妇中孕期流产的机率上升 Blumenfeld & Brenner，1999相关的自身抗体（如抗磷脂抗体）是否导致早期流产尚有争议，一般倾向于没有影响 Simpson 1998前瞻性研究表明，抗精子抗体与流产的关系不明显，但对复发性流产可能有一定的作用 NICHD DIEP 2000,自身免疫异常与复发性流产,同种免疫异常与流产（共享的父系HLA抗原）,父系（和母亲胎儿的）组织不相容性是一种有利于维持正常妊娠的现象 胎儿不被母体排斥，依赖母体对于父系抗原的免疫应答产生封闭抗体，减弱排斥反应父系（和母亲胎儿的）组织不相容性越大，封闭抗体产生越多，越有利于胎儿的免疫耐受母体存在高的父系HLA共享，则减弱了封闭抗体产生，引起免疫系统对胎儿的攻击，造成流产,同种免疫异常与流产（共享的父系HLA抗原）,有关研究曾发现，自发流产者的夫妻HLA共享率比正常对照高 Coulam，1992；Laitinen et al.，1993 HLA-B被发现是相关性最密切的基因位点其它的解释：如果一对人类夫妻共享着同一个HLA抗原，他们所孕育的子女可能会在某一等位基因位点上出现母亲胎儿纯合基因，激活HLA相关的隐性致死基因，进而对妊娠形成不利的作用,由此提出的假设认为通过免疫治疗，提高母体内封闭抗体的水平，减弱胎儿母亲免疫反应，可能会对患者产生有利的治疗作用 Coulam，1995 & Stricker 2000Ober（1999）的一项达到循证医学一级水平的研究却提示免疫治疗并不象人们所期待的那样有效 。妊娠成功率在经免疫治疗后产生HLA抗体的妇女中是31%，这个比例与经免疫治疗仍未能产生HLA抗体的妇女的妊娠成功率几乎完全一样（30%）,同种免疫异常疾病（共享的父亲抗原）,药物、化学物质和有毒物质,许多外源性物质均被认为与胚胎死亡相关，但是其中只有极少数获得科学证据 环境中的化学物质对妊娠失败的影响很可能是微乎其微的 通常认为应尽量避免接触潜在的有害物质,环境中的化学物质,许多化学物质都被提出与胎儿死亡有关迄今为止，只有其中的一部分结论获得了公认 （Savitz et al.，1994）这些化学物质包括麻醉气体（笑气）、砷、苯胺染料、苯、溶剂、环氧乙烷、福尔马林、杀虫剂和一些二价金属（铅、汞等） 危险性最大的是在橡胶工业、电池生产工厂和化学产品工厂中工作的工人,X线辐射,高剂量的外源性放射线和内源性放射性核素都被证明确实具有引发流产的作用 孕妇盆腔的放射线暴露量0.1 Gy (即10 rad)时，胎儿受到的威胁很小，甚至可以忽略不计胸片的放射线暴露量一般是0.02-0.07 Gy（相当于27 rad） 目前认为一次的医用X线对临床可识别流产的影响是微乎其微的 但人类究竟接受多大的辐射剂量才会导致流产，目前还不清楚,电磁场、短波和超声波,暴露于视频显示终端（电视、电脑）的电磁场，以及短波、超声波不会增加自然流产的风险 Schnorr 1991 & Tashkinen 1990,化疗药物,大剂量的化疗药物可以造成流产，尤其在早孕期 医院中长期接触化疗药物的工作人员有发生不良妊娠事件的潜在危险,咖啡因,流产与咖啡因（以咖啡或其它饮食的形式摄入）相关性的优势比只有1.15（95%可信区间；0.9-1.45）（Mills et al.，1993）每天消耗4杯以上的咖啡会轻度增加流产风险 Armstrong 1992仅仅当母亲体内咖啡因代谢产物水平非常高时，流产的风险才会增加到2倍左右。中等量的咖啡因暴露和妊娠失败之间没有明确的因果关系 Klebanoff 1999,吸烟,吸烟是排除母亲年龄和饮酒情况等因素后，独立存在的一个危险因素吸烟和自然流产（尤其是整倍体流产）的关系目前得到了公认每天吸食烟14支以上的女性，比对照组流产风险增加2倍 Kline 1980每天每吸食10支烟，流产的风险增加1.2倍 Armstrong 1992,酒精,饮酒和流产之间的因果关系曾一度广泛被接受，但现在该观点却又受到置疑妊娠前8周频繁饮酒可导致自然流产和胎儿异常 Floyd 1999每周饮酒2次的孕妇，流产率是不饮酒孕妇的2倍，每天饮酒者是不饮酒孕妇的3倍 Kline 1980近10年多个研究表明没有自然流产史与有自然流产史的妇女对于酒精摄入量没有差别 （Ness et al. 1999）,避孕措施,宫内避孕器明确增加了流产的危险性，妊娠3-6个月时对胎儿的危害更大 在妊娠前或妊娠过程中，口服避孕药不会造成胎儿流产率上升 （Simpson，2001）,创伤,一般产妇容易将流产的原因归咎于创伤，如撞击或挤压腹部等。但是，产妇腹中的胎儿实际上得到了母体组织、羊水等结构的良好保护。创伤对早期妊娠的影响是相当小的 严重的创伤导致胎盘早剥、胎膜早破与流产的关系密切,心理因素,心理障碍一直被认为可能与早期流产有关 Stray-Pedersen（1984）研究了16名有反复流产史的妊娠妇女，仅依靠更多的心理支持，其妊娠成功率为85%，远高于没有得到心理支持的妇女（成功率36%） 有关心理因素对妊娠的有利作用，目前没有明确的生物学解释,早期复发性自然流产(Early recurrent sponteneous abortion ,ERSA),定 义：连续三次或更多次的自然流产发病率： 一次流产率 10.4 二次流产率 2.3 三次流产率 0.34 (Alberman etal ,1998),复发性自然流产的再发风险,临床可识别流产的病因,遗传因素:染色体异常（数目，结构）免疫因素生殖道异常系统红斑狼疮心理因素男性因素,ERSA 病因,习惯性流产的评估(Recurrent pregnancy loss , RPL),流产组织的细胞遗传学分析 局限性：1)需要选择有活力的妊娠组织（胚 胎或羊膜，通常是绒毛） 2)绒毛上经常有脱膜细胞附着，脱 膜细胞的过度生长，导致不相称 的高比例46，XX结果 3)胚胎死亡时间长时，流产组织不生长,习惯性流产的评估(Recurrent pregnancy loss , RPL),比较基因组杂交 (comparative genomic hybridization , CGH)CGH结合细胞计量术(FCM)成功率高 ，母体组织更少，结果更准确包括同步的