染色体微阵列技术在产后遗传病诊断的应用

染色体微阵列(chromosomal

microarrayanalysis,CMA)技术在产后遗传病诊断的应用出生缺陷出生时就有外表的、内部的结构异常或功能异常我国出生缺陷率达5.6%每年新增出生缺陷患儿约90万例日益成为突出的公共卫生问题和社会问题出生缺陷出生缺陷环境因素（理、化、生物因素、生活方式）遗传+环境因素染色体异常（所有新生儿中，染色体异常占0.92%，多为新发而非遗传）遗传因素单基因突变（多为孟德尔遗传，少数为新发）出生缺陷干预----关注生殖全程染色体异常产前诊断孕前诊断精子产后先天性疾病诊断+卵子胚胎胎儿新生儿、儿童早期诊断早期干预改善预后夫妻双方检测正常再次生育再发风险低致病片段携带再次生育再发风险高核型分析Karyotyping荧光原位杂交

Fluorescence

In

Situ

Hybridization

(FISH)Locus-specific

FISHChromosomegenome

paintingPCR,Southern,Northernblots,

etc.DNA

测序技术First-generation-Sanger

methodNovelsequencing

techniquesCMA芯片技术遗传病的诊断传统核型分析技术除了染色体非整倍体，染色体微缺失和微重复等基因组失衡是导致胎儿发育迟缓、畸形、死胎、流产和其他先天性疾病的主要原因Structuralvariationinthehumangenomeanditsroleindisease[J].AnnuRev

Med.2010,61:437-55.是目前较为成熟的遗传性疾病诊断技术传统核型分析技术绒毛活检取材孕中期羊膜腔穿刺羊水细胞培养染色体核型分析染色体数量变化、平衡、不平衡易位、转位和显微镜下可见的大片段缺失和重复。核型分析局限性材料受限，需要新鲜的组织、血样进行活细胞培养不能分辨长度在10Mb以下染色体片断的缺失、重复或易位染色体亚端粒区域异常诊断率较低不能检测UPD单细胞分析高分辨率分析荧光原位杂交技术（fluorescent

in-situhybridization，FISH)可对相应位点的缺失、重复、易位及多倍体等染色体异常作出诊断提高了染色体异常的诊断精度FISH探针能同时与分裂期染色体或间期核染色丝特异杂交----无需细胞培养，可用于单细胞分析Chromosome13q13-14Chromosome

21q21荧光标记的DNA探针中期分裂相间期细胞核FISH局限性只能检测已知突变的疾病，对背景未知的基因引发的疾病无法检测。不能分辨UPD一次最多只能检测5-8个位点，无法进行整个基因组的检测，增加探针又会面临准确性下降的问题。对植入前胚胎的检测，缺乏覆盖全基因组检测的能力优势全基因组范围内同时检测染色体数目异常和结构异常如微缺失（deletion）和微重复（duplication）并能较准确的测定其大小，并精确定位。不需要细胞培养，可直接检测血液、羊水(amniotic

fluid,

AF)和绒毛膜绒毛(chorionic

villus

sampling,

CVS)

样本，出报告速度更快，结果更加准确可靠。比核型分析更加有效的检测嵌合体鉴定单亲二倍体（uniparental

disomy

,UPD)和近亲结婚(consanguinity)分辨率高：30Kb结合全基因扩增技术，可以进行胚胎全染色体组的检测------PGS/PGDCMA技术局限性

不能检测平衡易位(balance

Translocation)和点突变(point

mutation) CMA技术检测标本活检的单个卵裂球绒毛引产胎儿组织羊水脐血外周血CMA技术应用：产前诊断产后遗传病诊断原发不孕不育及反复习惯性自然流产病因分析在辅助生殖临床上进行全染色体范围的筛查(PGD/PGS)用于检测CNV的染色体芯片（CMA)在下列情况应作为一线检测手段非已知综合症的多发畸形非综合症型的发育迟缓/智力低下孤独症谱系疾病进一步明确发育迟缓、语言发育落后和其他尚不明确遗传学病因的症状对于一些CMA检出不平衡的病例，建议用细胞遗传/FISH进行确认，同时对父母进行临床遗传评估和咨询产后出生缺陷患儿遗传病诊断TheAmericanJournalofHumanGenetics86,749–764,May14,

201021698例不明原因发育迟缓、低智，孤独症，多发畸形芯片（CMA)检测：诊断率15%-20%核型分析：诊断率仅3%

发育障碍和智力低下等先天缺陷疾病首选CMA

产后出生缺陷患儿遗传病诊断金域检验CMA检测病例产后遗传病诊断2000例阳性522例

检出率26.1%病例分享病例1患儿，男，6岁智力低下发育迟缓特殊面容睡眠障碍，行为异常，对疼痛和温度不敏感听力差，声音嘶哑基因芯片结果

chr17p11.23.6Mb缺失诊断：Smith-Magenis

Syndrome

临床表现：发育迟缓，轻度到中度智力低下，语言发育迟缓，特殊

面容，行为异常病例2女 1岁癫痫反复发作精神运动发育迟缓SCN1A、SCN2A和SCN3A基因缺失基因芯片结果：

2q24.3CNV大小：1.3Mb临床表现：癫痫发作，还可有癫痫性脑病，精神运动发育迟缓病例3男 1岁1月运动发育迟缓：能独坐，不会爬，不能站立语言发育迟缓：没有语言，不会叫爸妈智力低下：不能理解简单指令特殊面容：前额突出，眼距宽，鼻跟低，耳发育异常，巨舌，伸舌漏斗胸，隐睾，先心病(房间隔缺损)癫痫：最长持续30分钟肌张力低下chr4p16.3区域

delCNV大小：3.8MbWolf-Hirschhorn综合征(WHS)。发生率为1/50

000，男女患者比例为1:2。临床表现：特殊面容，严重的生长发育迟缓，癫痫。可伴有心脏缺损，脊柱弯曲

及骨骼系统发育不良等症状。

chr11p15.5p15.4

区域dupCNV大小：3.2MbBeckwith-Wiedemann(贝克威思－威德曼综合症)。发生率为1/12

000临床表现：过度生长，外观不对称，巨舌，特殊面容，隐睾症，骨骼异常，内脏

肥大，脐疝等

fathermotherprobandFISH4p16.3检测结果病例4患儿，男，4岁智力低下(中度)不会说话，不与人交流发育迟缓：8个月会坐，1岁7月走多动，肌张力低下夜间磨牙，不明原因发热行为异常，喜咬手指

临床诊断：自闭症 缺失

903Kb芯片诊断：染色体22q13.3-qterPhelan-McDermid

Syndrome

临床表现：自闭症、发育迟缓、中到重度智力低下、肌张力低下、语言障碍，可伴有癫痫和行为异常，特殊面容孩子fathermotherFISH检测结果proband病例5患儿，男，1岁9月头围47cm,身长85cm，体重10Kg运动发育迟缓(不能独坐)语言发育迟缓(不会叫爸妈)自闭症对疼痛不敏感，胃肠功能紊乱癫痫Mar不知来源芯片诊断：

15q11.2q13.1 四个拷贝重复Interstitialdup(15)综合征临床表现包括：生长发育迟缓，语言发育迟缓，智力低下，癫痫，自闭症，肌张力低下等probandfathermother病例6患儿，女，4月发育落后特殊面容皮肤松弛颈濮关节松弛先心病芯片诊断：8q23.3q24.13 缺失

9Mb TRSP1，EXT1Langer-Giedionsyndrome

(LGS)特殊面容（头发稀疏，蒜头鼻，招风耳，长人中，上唇薄），骨骼异常（身材矮小，多发性外生骨疣，脊柱侧凸，皮肤和关节松弛，指/趾骨出现锥形骨骺，髋关节畸形），智力低下，发育迟缓，先心病，癫痫病例7男 四岁智力低下颈项不稳，不能独坐，不爬，运动功能倒退视力异常，既往做过白内障手术chrXq25缺失CNV大小：420kbOCRL基因缺失LOWE眼脑肾综合征：智力、发育迟滞，视力异常，白内障，伴或不伴肾小球疾病病例8男

16岁性发育不良核型分析：

46，XX （女性核型）基因芯片结果：Yp11.31-p11.23.5

Mb；Yp11.22.6Mb46,XX性逆转综合征病例9男 21个月精神运动发育迟缓钟形胸肌张力低下先天性尿道下裂（重型）腹胀，脐疝，腹股沟疝羊水过多3000ml，羊水I度粪染，

38+6周剖宫产7）3.15Kg

，

Apgar评分1分钟，5分钟，10分钟均9分芯片结果：14号染色体单亲二倍体(UPD)父源性UPD14：Kagami

syndrome。包括产前羊水过多，产后患儿面容异常，智力低下，全面性发育迟缓，胸廓异常，先天性腹疝。母源性UPD14：产前、产后生长发育落后，肌张力低,

中度面容畸形，小手，青春期性早熟，肥胖，学习障碍。患者临床表现谱广泛，轻度表型可接近正常，重度表型与Prader-Willi

syndrome相似。病例10男 9个月发育迟缓消瘦营养不良多条染色体发生AOH其父母是二级亲缘关系（18.4%）AssociationofCNVwith

obesityAssociationofCNVwith

obesityAssociationofCNVwith

epilepsyCMA检测适应症智力低下生长、运动、语言发育迟缓多发畸形自闭症谱系疾病拓展适应症癫痫神经,精神系统疾病：ADHD,

精神分裂症肥胖矮小先天性心脏病过度生长综合征GenotypefirstvsPhenotype

firstWholegenomescreeningvsCandidate

approachGrafWD,LePichonJB,BittelDC,AbdelmoityAT,andYuS.Practice

parameter:

evaluation ofthechild

withmicrocephaly(anevidence-basedreview):reportofthequalitystandardssubcommitteeoftheAmericanAcademy

of

Neurology

and

the

Practice

Committee

of

the

Child

Neurology

Society.

Neurology