论著
内分泌门诊15例染色体微阵列分析结果异常患儿临床分析
中华实用儿科临床杂志, 2019,34(4) : 286-289. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-428X.2019.04.011
摘要
目的

探讨染色体微阵列分析(chromosomal microarray analysis,CMA)技术在内分泌门诊发育异常患儿中的应用价值,总结诊治经验。

方法

回顾性分析2015年1月至2017年12月因发育异常至广州市妇女儿童医疗中心内分泌门诊就诊的15例患儿。患儿均按照美国Affymetrix公司CytoScan 750芯片的标准操作流程行全基因组CMA检测,结果采用CHAS(chromosome analysis suite染色体分析套件)软件及相关的生物信息学方法分析。

结果

采用CMA技术在15例患儿中均检出致病性拷贝数变异(copy number variations,CNVs)或临床意义不明确的CNVs。发现染色体异常与患儿的临床表现相符合。14例包含缺失,3例包含重复。其中,杂合性缺失为2例,单亲二倍体1例,染色体三体2例,Turner综合征2例,Smith-Magenis综合征1例,wolf Hirschhorn综合征1例。15例患儿中仅2例通过常规核型分析确诊染色体异常。

结论

全基因组高分辨率CMA技术可以显著提高内分泌门诊发育异常患儿的确诊率,值得在内分泌临床工作中进一步应用。

引用本文: 伊鹏, 牛会林, 徐爱晶, 等.  内分泌门诊15例染色体微阵列分析结果异常患儿临床分析 [J] . 中华实用儿科临床杂志, 2019, 34(4) : 286-289. DOI: 10.3760/cma.j.issn.2095-428X.2019.04.011.
参考文献导出:   Endnote    NoteExpress    RefWorks    NoteFirst    医学文献王
扫  描  看  全  文

正文
作者信息
基金 0  关键词  0
English Abstract
评论
阅读 0  评论  0
相关资源
引用 | 论文 | 视频

版权归中华医学会所有。

未经授权,不得转载、摘编本刊文章,不得使用本刊的版式设计。

除非特别声明,本刊刊出的所有文章不代表中华医学会和本刊编委会的观点。

在儿童内分泌科门诊的临床工作中,经常可以接诊到病因不明发育异常的患儿。如何给这部分患儿明确诊断,是内分泌科医师面临的一个较大的挑战。这部分患儿的发育异常包括身材矮小、智力障碍、骨骼系统发育畸形、特殊面容、眼部异常、先天性心脏病、泌尿系统畸形等。除了少部分是由单基因遗传病引起,大部分致病病因为染色体异常。

传统的染色体核型分析技术已在临床应用数十年。该技术耗时费力,仅可以检测5 Mb以上的遗传物质改变,诊断阳性率较低。而染色体微阵列分析(CMA)技术可以检测1 kb以上的遗传物质改变,能够显著提高染色体疾病的诊断准确率。2010年加拿大遗传协会也推荐用CMA技术取代传统的染色体核型分析技术,对可能的染色体病患者进行遗传学诊断[1]。本研究回顾性分析15例CMA技术确诊的染色体病患儿,总结其临床及染色体异常特点,以探讨该技术在儿童内分泌临床工作中的应用价值。

1 资料与方法
1.1 一般资料

回顾性分析广州市妇女儿童医疗中心2015年1月到2017年12月因发育异常到内分泌门诊就诊的15例患儿。分析内容包括患儿的临床表现、实验室检查及影像学检查等。所有家系接受检测前遗传咨询及监护人签署知情同意书。本研究通过医院医学伦理委员会批准(批准文号:2017122621025030)。

1.2 方法
1.2.1 基因组DNA提取

采用德国Qiagen Blood Mini kit提取患儿外周全血基因组DNA。

1.2.2 CMA

实验操作严格按照Affymetrix公司(美国)提供的标准流程进行样本基因组DNA消化,连接,PCR扩增,纯化,片段化,标记,与芯片杂交,洗涤,扫描以及数据分析。所用的芯片为Affymetrix公司提供的全基因组CytoScan 750K芯片。数据分析采用CHAS软件及相关的生物信息学方法分析。该芯片同时具备单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)探针和寡核苷酸(oligonucleotide,Oligo)探针,其中Oligo探针平均覆盖全基因组,对于基因组结构变异检出率达99%;SNP探针不但能检测基因组的缺失、重复,还能检测单亲二倍体(uniparental disomy,UPD)和杂合性缺失(loss of heterozygosity,LOH)[2]

1.2.3 拷贝数变异(CNVs)的判断及评价

筛选CNV≥200 kb的片段进行分析。根据CNVs的性质不同将其分为3组:(1)良性CNVs;(2)致病性CNVs;(3)临床意义不明确的CNVs(variants of uncertain significance,VOUS)。分析数据过程参照实验室内部数据库及在线公共数据库,如DGV数据库(http://projects.Tcag.ca/variation),DECIPHER数据库(http://www.sanger.ac.uk/PostGenomics/decipher),OMIM数据库(http://www.omim.org)及UCSC数据库(http://www.genome.UCSC.edu/)等[2]

2 结果
2.1 临床资料分析

15例患儿中,男5例,女10例。年龄1个月~14岁,其中1月龄~<1岁5例,1~3岁6例,4岁~14岁4例。矮小症10例,智力测试提示智力障碍(精神发育迟缓)7例,运动发育迟缓7例,先天性心脏病4例,性发育异常7例。4例患儿予常规核型分析,其中8、9号患儿正常,13号患儿为46,X,i(X)(q10),15号患儿为45,X/46,X,psu dic(X)(p22.1),13号及15号患儿核型符合Turner综合征的改变,结果见表1

点击查看表格
表1

内分泌门诊发育异常患儿15例的CMA检测结果及临床表现

Table 1

CMA results and clinical manifestations of 15 children with abnormal development in endocrinology clinic

表1

内分泌门诊发育异常患儿15例的CMA检测结果及临床表现

Table 1

CMA results and clinical manifestations of 15 children with abnormal development in endocrinology clinic

编号性别年龄变异位点染色体区段变异类型片段长度(Mb)染色体变异遗传学分析临床表现
14月龄16 p13.3-p11.2嵌合单亲二倍体28.12嵌合单亲二倍体矮小症,右侧腹股沟疝,尿道下裂,贫血。心脏彩超提示室间隔缺损
   16 p11.2-p11.1杂合性缺失7.02VOUS
   16 q11.2-q12.1杂合性缺失5.63VOUS
21月龄22 q11.21-q13.33重复30.4722号染色体三体心脏彩超提示房间隔缺损和室间隔缺损
   X q21.2-q28缺失70.24致病性
31岁10个月8 q23.3-q24.12缺失4.68致病性矮小症,左手6指畸形。心脏彩超提示房间隔缺损
42岁3 q13.11-q13.33缺失13.93致病性智力障碍,运动发育迟缓。头颅MRI提示胼胝体发育不良
54岁11个月6 q13-q14.3缺失13.66致病性矮小症,智力障碍,运动发育迟缓,不能独坐,独站,独走
64月龄18 q21.1-q21.32缺失9.43致病性智力障碍,运动发育迟缓
71月龄5 p15.33-p15.1缺失14.925p缺失综合征哭声似猫叫,运动发育迟缓,特殊面容
      (猫叫综合征)
83岁8个月11 q14.1-q21杂合性缺失14.16VOUS矮小症,智力障碍,特殊面容,隐睾,阴茎弯曲
94岁6个月17 p11.2缺失3.80Smith-Magenis综合征矮小症,特殊面容
1011月龄4 p16.3-p15.31缺失19.38wolf Hirschhorn综合征矮小症,智力障碍,隐睾,尿道下裂,高钾血症,抽搐
111岁3个月15 q26.3缺失3.76致病性矮小症,牙齿未出,精神发育迟缓,运动发育迟缓
121岁10个月3 p14.1-p12.3缺失9.87致病性矮小症,智力障碍,运动发育迟缓,甲状腺功能减低。心脏彩超提示房间隔缺损,三尖瓣反流,永存左上腔静脉
1314岁X p22.33-p11.21缺失57.42Turner综合征矮小症,面部多痣,盾状胸,第1骶椎隐裂。B超提示始基子宫。骨龄10岁
   X p11.21-q28重复97.63致病性
141岁10个月13 q11-q34重复95.6713号染色体三体智力障碍,运动发育迟缓。头发有缺失,手足发育异常,右耳发育异常,左眼发育小
157岁X p22.33-q28缺失154.78Turner综合征矮小症,肛门闭锁

注:CMA:染色体微阵列分析;VOUS:意义不明的拷贝数变异;MRI:磁共振成像 CMA:chromosomal microarray analysis;VOUS:variants of uncertain significance;MRI:magnetic resonance imaging

2.2 CNVs类型分析

CMA检测结果提示15例患儿基因组均包含致病性CNVs或VOUS。14例包含缺失,3例包含重复。其中,杂合性缺失为1、8号患儿,单亲二倍体为1号患儿,染色体三体为2、14号患儿,Turner综合征为13、15号患儿,Smith-Magenis综合征为9号患儿,wolf Hirschhorn综合征为10号患儿。

3 讨论

CMA技术是一种高分辨率、高通量检测人类基因组CNVs的分子核型分析技术,能够在全基因组水平进行扫描,可检测染色体不平衡的CNV,尤其是对于检测染色体组微小缺失、重复等不平衡性重排具有突出优势[3]。而其他的染色体检测技术,如染色体核型分析费时费力;荧光原位杂交(FISH)技术一次只能检测有限的已知位点。广州市妇女儿童医疗中心实验室用于检测的芯片为Affymetrix CytoScan 750K型,但该技术也有其检测局限性,目前无法检测以下情况:(1)平衡易位或倒位;(2)异常率<20%的嵌合体;(3)探针未覆盖区域;(4)单基因遗传病;(5)DNA甲基化改变。目前该技术较多应用于妇产科产前诊断中[3]。对于产前超声检查发现胎儿结构异常者,CMA是目前最有效的遗传学诊断方法[4,5]。本研究重点讨论7例患儿的染色体异常和临床表现。

2号患儿,女,1个月,心脏彩超提示房间隔缺损和室间隔缺损。CMA提示:(1)染色体22q11.21-q13.33区段检出30.47 Mb重复,该重复临床表现为22号染色体部分三体。外文文献中已经有数例类似病例的报道,重复片段均位于22q11.2,因此该区域可能是22号染色体重排的热点区域[6,7]。(2)染色体Xq21.2-q28区段检出70.24 Mb缺失,DECIPHER及ISCA数据库提示为致病性,该缺失的临床表型包括生长发育迟缓、精神运动发育迟缓、中枢神经系统发育异常、先天性心脏病、癫痫等。22号染色体部分三体合并Xq21.2-q28缺失,中外文文献中均未见报道。该病例也补充了人类染色体畸变的罕少见类型。该患儿年龄尚小,除有心脏病,其他的临床表现并不明显,因此今后需要继续随访观察有无新的临床症状出现。

7号患儿,女,1个月,临床表现有哭声似猫叫,运动发育迟缓,特殊面容。CMA提示:(1)染色体5p15.33-p15.1区段检出14.92 Mb缺失,根据DECIPHER及OMIM数据库提示为致病性,临床表现为5p缺失综合征(猫叫综合征);(2)染色体14q32.33区段检出494 kb微重复,根据DGV数据库提示为多态。5p缺失综合征临床表现主要包括生长发育迟缓、智力障碍、哭声似猫叫、特殊面容、肌张力低下、行为异常、先天性心脏病及肾脏异常等。Overhauser等[8]发现5p缺失综合征关键区域在5p15.2-p15.3,与本病例的缺失部位相符合。

9号患儿,女,4岁6个月,临床表现有矮小症,特殊面容。CMA提示:(1)染色体17p11.2区段检出3.8 Mb微缺失,根据DECIPHER及OMIM数据库提示该微缺失为致病性,临床表现为Smith-Magenis综合征,表型主要包括精神运动发育迟缓、矮小症、行为异常、颅面异常、听力障碍、肌张力障碍、先天性心脏病及肾脏异常等。(2)染色体Xp22.33区段检出633 kb微重复,在DGV,DECIPHER及ISCA数据库中均未检索到相同片段,因此该片段临床意义不明确,属于VOUS。Smith-Magenis综合征目前全世界报道有100多例[9],国内报道较少[10,11]。该综合征缺失热点在17p11.2,典型缺失大小约为3.7 Mb,符合本病例的染色体缺失特点。编码维A酸诱导蛋白1(RAI1)基因恰恰位于17p11.2缺失片段之中,这导致调节人类生物钟的褪黑激素分泌紊乱,RAI1基因缺失是唯一被确定的导致大部分SMS表型的原因。Smith-Magenis综合征的临床表现复杂,但本患儿的临床表现相对较少,不排除临床表型多样性的可能,故需要继续随访观察。

10号患儿,男,11个月,临床表现有矮小症,智力障碍,隐睾,尿道下裂,高钾血症,抽搐。CMA提示染色体4p16.3-p15.31区段检出19.38 Mb缺失,表现为wolf Hirschhorn综合征。wolf Hirschhorn综合征又称4号染色体短臂缺失综合征,其发病率在活产婴儿中约为1/50 000,目前全世界已经报道了300余例[12]。本病发病关键区域为4p16.3,包括WHSCRl和WHSCR2 2个关键区。其临床表型包括精神运动发育迟缓,矮小症,脊柱侧凸和脊柱后凸,唇腭裂,小颌畸形,希腊武士头盔外貌,癫痫,免疫缺陷疾病,肌张力低下,先天性心脏病和肾脏异常等[13]

13号患儿,女,14岁,临床表现有矮小症,面部多痣,盾状胸,第1骶椎隐裂,B超提示始基子宫,骨龄10岁。常规核型分析提示46,X,i(X)(q10)。CMA提示:(1)染色体Xp22.33p11.21区段检出57.42 Mb缺失,符合特纳综合征改变。(2)染色体Xp11.21q28区段检出97.63 Mb重复,DECIPHER及ISCA数据库提示为致病性,该重复的临床表型包括精神运动发育迟缓,矮小症,自闭症,癫痫,小头畸形,先天性心脏病,角膜基质混浊,骨骼系统发育异常,脊柱侧凸,肌张力低下等。该患儿的常规核型分析仅能够提示X染色体为等臂染色体改变,而CMA可以更精确发现缺失及重复的CNVs。

14号患儿,女,1岁10个月,临床表现有智力障碍,运动发育迟缓,部分头发缺失,手足发育异常,右耳发育异常,左眼发育小。CMA提示:(1)染色体13q11-q34区段检出95.67 Mb重复,该重复临床表现为13号染色体三体;(2)染色体14q32.33区段检出588 kb微重复,根据DGV数据库提示为多态。13三体综合征又称为Patau综合征,在新生儿中的发生率为1/6 000~1/5 000,约80%是原发性染色体不分离产生的异常。13三体综合征较多见于胎儿,儿童中罕[14,15]。临床主要表现有智力障碍、小头、全脑畸形、头顶部及枕部头皮缺损、小眼畸形、唇腭裂、耳畸形、先天性心脏病、肾脏畸形、消化道发育异常、隐睾、卵巢发育不良等。预后极差,有合并肿瘤的倾向,平均寿命不到100 d[16]

15号患儿,女,7岁,临床表现有矮小症,先天性肛门闭锁。常规核型分析提示45,X/46,X,psu dic(X)(p22.1)。CMA提示染色体Xp22.33-q28区段检出154.78 Mb缺失,该缺失临床表现为特纳综合征。该患儿的常规核型分析能够提示染色体为嵌合型,而CMA并不能发现这一染色体类型。这也体现了CMA技术应用的局限性。

在近几年的临床工作中,CMA技术得到越来越多的应用。郭乔丽等[2]探讨了CMA技术在核型正常的骨骼系统发育异常患儿中的应用,并认为能够将病因检出率额外提高21.95%。王荣跃等[17]认为CMA技术可显著提高生长发育迟缓和智力低下患儿遗传学病因的检出率,检测出核型分析不能识别的微缺失微重复综合征和拷贝数变异片段。姜敏等[18]在怀疑染色体疾病的514例新生儿中,通过CMA技术确诊染色体异常104例,确诊率为20.2%。

在本研究15例染色体异常患儿中,2例通过常规的核型分析得到确诊,其余13例需要行CMA分析技术才能够明确诊断。15例患儿的临床表现与染色体异常的诊断相符。由于染色体异常往往导致多个系统发育异常,建议患儿定期随访,观察临床症状的变化,必要时结合其他专科会诊。对于神经系统的异常,主要采取康复训练、营养脑神经的治疗。部分矮小患儿可采取生长激素治疗。心脏、肾脏、生殖器畸形等可采用手术治疗。由于目前染色体疾病尚未彻底根治的办法,做好产前筛查显得尤为重要。广大的儿童内分泌科医师需要增强对染色体疾病的认识,对于体格及智力发育缓慢,多系统发育畸形患儿,有必要积极给予CMA检查,以帮助提高确诊率。

利益冲突

利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突

参考文献
[1]
DuncanA, LangloisSSOGC genetics committee;CCMG prenatal diagnosis committee.use of array genomic hybridization technology in prenatal diagnosis in Canada[J].J Obstet Gynaecol Can201133(12):1256-1259.
[2]
郭乔丽符芳李茹染色体微阵列分析技术在核型正常的骨骼系统发育异常患儿中的应用研究[J].中华医学遗传学杂志201633(3):306-311.DOI:10.3760/cma.j.issn.1003-9406.2016.03.006.
GuoQL, FuF, LiRet al.Application of chromosome microarray analysis for patients with skeletal anomalies and a normal karyotype[J].Chin J Med Genet201633(3):306-311.DOI:10.3760/cma.j.issn.1003-9406.2016.03.006.
[3]
染色体微阵列分析技术在产前诊断中的应用协作组染色体微阵列分析技术在产前诊断中的应用专家共识[J].中华妇产科杂志201449(8):570-572.DOI:10.3760/cma.j.issn.0529-567X.2014.08.002.
Collaborative group for the application of chromosomal microarray analysis in prenatal diagnosis.Consensus for the application of chromosomal microarray analysis in prenatal diagnosis[J].Chin J Obstet Gynecol201449(8):570-572.DOI:10.3760/cma.j.issn.0529-567X.2014.08.002.
[4]
HillmanSC, McmullanDJ, HallGet al.Use of prenatal chromosomal microarray:prospective cohort study and systematic review and meta-analysis[J].Ultrasound Obstet Gynecol201341(6):610-620.DOI:10.1002/uog.12464.
[5]
ShafferLG, DabellMP, FisherAJet al.Experience with microarray-based comparative genomic hybridization for prenatal diagnosis in over 5000 pregnancies[J].Prenat Diagn201232(10):976-985.DOI:10.1002/pd.3945.
[6]
PrasherVP, RobertsE, NormanAet al.Partial trisomy-22 (q11.2-q13.1) as a result of duplication and pericentric-inversion[J].J Med Genet199532(4):306-308.DOI:10.1136/jmg.32.4.306.
[7]
MeinsM, BurfeindP, MotschSet al.Partial trisomy of chromosome 22 resulting from an interstitial duplication of 22q11.2 in a child with typical cat eye syndrome[J].J Med Genet200340(5):e62.DOI:10.1136/jmg.40.5.e62.
[8]
OverhauserJ, BeaudetALWasmuthJJ.A fine structure physical map of the short arm of chromosome 5[J].Am J Hum Genet198639(5):562-572.
[9]
EdelmanEA, GirirajanS, FinucaneBet al.Gender,genotype,and phenotype differences in Smith-Magenis syndrome:a meta-analysis of 105 cases[J].Clin Genet200771(6):540-550.DOI:10.1111/j.1399-0004.2007.00815.x.
[10]
何俊英何鑫王丽丽应用染色体芯片分析技术诊断Smith-Magenis综合征[J].中华检验医学杂志201538(4):281-282.DOI:10.3760/cma.j.issn.1009-9158.2015.04.016.
HeJY, HeX, WangLLet al.Diagnosis of Smith-Magenis syndrome with chromosomal microarray analysis [J].Chin J Lab Med201538(4):281-282.DOI:10.3760/cma.j.issn.1009-9158.2015.04.016.
[11]
沈理笑张劲松季星Smith-Magenis综合征一例临床及遗传学研究[J].中华儿科杂志201250(3):227-230.DOI:10.3760/cma.j.issn.0578-1310.2012.03.019.
ShenLX, ZhangJS, JiXet al.Clinical and genetic study of a case with Smith-Magenis syndrome[J].Chin J Pediatr201250(3):227-230.DOI:10.3760/cma.j.issn.0578-1310.2012.03.019.
[12]
BattagliaA, CareyJC, SouthST.Wolf-Hirschhorn syndrome:a review and update[J].Am J Med Genet C Semin Med Genet2015169(3):216-223.DOI:10.1002/ajmg.c.31449.
[13]
Sukarova-AngelovskaE, KocovaM, SabolichVet al.Phenotypic variations in wolf-hirschhorn syndrome[J].Balkan J Med Genet201417(1):23-30.DOI:10.2478/bjmg-2014-0021.
[14]
刘罡伍金林新生儿13-三体综合征1例[J].中华妇幼临床医学杂志:电子版20106(2):103.DOI:10.3969/cma.j.issn.1673-5250.2010.02.008.
LiuG, WuJL.A neonate with trisomy 13 syndrome[J].Chin J Obstetr Gynecol Pediatr (Electronic Edition)20106(2):103.DOI:10.3969/cma.j.issn.1673-5250.2010.02.008.
[15]
刘春岚李运星魏萍嵌合型13-三体综合征伴多发畸形新生儿一例[J].中华医学遗传学杂志200926(5):545.DOI:10.3760/cma.j.issn.1003-9406.2009.05.030.
LiuCL, LiYX, WeiPet al.A neonate of chimeric trisomy 13 syndrome with multiple malformations[J].Chin J Med Genet200926(5):545.DOI:10.3760/cma.j.issn.1003-9406.2009.05.030.
[16]
SatgeD, NishiM, SirventNet al.A tumor profile in Patau syndrome (trisomy 13)[J].Am J Med Genet A2017173(8):2088-2096.DOI:10.1002/ajmg.a.38294.
[17]
王荣跃雷婷缨符芳染色体微阵列分析技术在489例生长发育迟缓/智力低下患儿中的应用[J].中华医学遗传学杂志201734(4):528-533.DOI:10.3760/cma.j.issn.1003-9406.2017.04.013.
WangRY, LeiTY, FuFet al.Application of chromosome microarray analysis in 489 children with developmental delay/intellectual disability[J].Chin J Med Genet201734(4):528-533.DOI:10.3760/cma.j.issn.1003-9406.2017.04.013.
[18]
姜敏钟雁齐宇洁微阵列比较基因组杂交检测在新生儿染色体异常疾病筛查中的应用[J].中华新生儿科杂志201732(2):119-122.DOI:10.3760/cma.j.issn.2096-2932.2017.02.010.
JiangM, ZhongY, QiYJet al.The application of array comparative genomic hybridization for the detection of chromosomal defects in newborns[J].Chin J Neonatol201732(2):119-122.DOI:10.3760/cma.j.issn.2096-2932.2017.02.010.
 
 
展开/关闭提纲
查看图表详情
回到顶部
放大字体
缩小字体
标签
关键词