儿童神经发育障碍(neurodevelopmental disorders，NDD)是一组病因复杂、严重危害儿童身心健康甚至影响患儿终身的慢性发育性脑功能障碍性疾病。NDD主要分为全面性发育迟缓/智力障碍(global developmental disabilities/intellectual disabilities，GDD/ID)、孤独症谱系障碍(autism spectrum disorders，ASD)、注意缺陷多动障碍(attention deficit hyperactivity disorder，ADHD)等^[1]，其中不明原因GDD/ID的人群患病率为2%～3%^[2]，全世界ASD的患病率为1%～2%^[3]。NDD给家庭和社会带来沉重的经济和精神负担，严重影响患者和其家人的生活质量，已成为一类全世界高度关注的公共健康问题。

NDD发病机制复杂，其发生既有炎性反应、免疫紊乱及代谢障碍等环境风险因素，又有遗传因素参与。近年来，遗传因素在病因中构成日渐突出，主要包括染色体异常、基因/基因组变异。据统计，遗传因素中染色体数目和结构异常占GDD/ID人群的25%～30%^[4]。大规模研究数据表明，拷贝数变异(copy number variation，CNV)与NDD的发病密切相关^[5,6]。回顾性研究结果显示，NDD患儿的染色体微阵列分析(chromosome microarray analysis，CMA)检测结果，可为其临床治疗管理提供有效依据^[7]。基于多个中心CMA结果的积累，欧美国家和中华医学会儿科学分会内分泌遗传代谢学组先后发布共识，建议将CMA作为不明原因发育迟缓(DD)/ID、ASD等临床表型的一线检测手段^[8]。

本研究应用核型分析技术和CMA技术对420例NDD患儿进行染色体和全基因组CNVs分析，明确其遗传学病因，探讨NDD患儿相关CNVs与表型的关联，为疾病的预防及治疗提供理论依据。

NDD是一类临床表型异质性强、病因复杂的疾病，随着分子细胞检测技术的快速发展，已证实了数百基因异常或染色体异常可导致NDD的发生^[12,13]。Miller等^[11]分析GDD/ID、多发畸形和ASD患者，结果显示G显带核型分析技术的检出率为3%，CMA的检出率为15%～ 20%。国内外数据报告，10%～19%的GDD/ID患者可通过CMA找到病因^[14,15]。Shen等^[16]对848例ASD患儿进行CMA检测，结果显示致病性CNVs的检出率为7%。本研究对420例NDD患儿进行染色体核型分析和CMA分析，发现14例(3.33%)染色体异常；61例(14.52%)检测到致病性CNVs，其中在GDD/ID和ASD患儿中的检出率分别为19.69%、6.45%，这与之前报道^[14,15,16]的数据基本相符。6例ADHD均未在染色体和CMA水平上寻找到致病原因，这可能是由于纳入本研究的病例样本数量过少所导致，ADHD患儿遗传病因学研究还有待在大样本中展开。

传统G显带核型分析可以发现染色数目异常及5～10 Mb以上的结构变异。本研究中发现了14例染色体异常，均为GDD/ID患儿。进一步利用CMA定位了8例染色体末端缺失片段的断裂点；明确了4例染色体中间区域的缺失或重复的片段范围；确定了病例11中SMC为i(12p)，病例6为平衡相互易位。病例11通过染色体核型分析和CMA检测，结合临床表型诊断为PKS。PKS中的i(12p)在不同组织中嵌合比例不同，异常核型常存在于皮肤成纤维细胞中，而外周血淋巴细胞呈低比例嵌合或缺失，嵌合比例随年龄增加逐渐下降，由于异常的染色体在有丝分裂过程中不稳定，在培养时易丢失，造成外周血淋巴细胞染色体核型分析敏感性低。CMA是直接提取DNA进行检测，较大程度上避免了体外培养过程中的丢失，提高了PKS诊断的敏感性和准确性。病例6为染色体平衡易位患儿，但CMA未发现致病性CNVs，其ID的致病原因可能是由于其他基因突变，这需要通过进一步高通量测序来寻找。CMA分辨率高，但无法检测平衡易位、倒位和复杂重排。将染色体核型分析与CMA相结合，可准确分析不平衡易位的位置、片段大小和来源，对于评估患儿基因型与临床表型的相关性具有重要意义。

检测出致病性CNVs的61例患儿中，31例(50.82%)为已知的16种综合征，其中检出率最高的是Angelman/Prader－Will综合征(8例)，其次为Williams综合征(3例)、Phelan－McDermid综合征(3例)和Smith－Magenis综合征(3例)，这与已报道的NDD致病热点区域类似^[7] 。此外还检测出Mowat－Wilson综合征、2q33.1微缺失综合征等罕见微缺失微重复综合征以及9p缺失综合征、3p缺失综合征等6种综合征。2q33.1微缺失综合征是由2q33.1区域杂合性缺失或关键基因突变而引起的一种临床综合征，SATB2基因为致病基因，该基因缺失突变会导致GDD/ID和言语发育缺失或受限，颅面畸形，包括小颌畸形、睑裂下垂、腭裂等^[17]。本研究中病例36，女，有先天性上唇腭裂手术史，2岁时不能爬行和站立，语言落后，CMA发现2q33.1存在约2.700 Mb的缺失，包含了SATB2基因，且表型与以往报道^[18]的基本相符，因此被诊断为2q33.1微缺失综合征。

本研究还检出30例具有临床意义的致病性CNVs，包括缺失型、重复型、缺失并重复型3种类型，丰富了致病突变数据库，为新的综合征发现提供了线索。本研究中，病例70的致病性CNVs为缺失并重复型，该患儿外周血普通G显带染色体未见明显异常，CMA结果提示10q26.3存在约4 Mb缺失，12p13.33存在约899 kb重复，DECIPHER数据库报道上述区间内缺失可导致严重智力障碍和斜视，这与患儿的表型相符。进一步验证患儿父母，患儿父母染色体未见异常，FISH检测提示其父亲核型为隐匿性相互易位t(10；12)(q26；p13)的携带者。患儿遗传了父亲其中一条衍生的10号染色体，导致12p部分三体和10q部分单体，从而出现了异常表型。当患儿母亲再次妊娠时，抽取羊水进行CMA检测，发现10q26.3存在4.6 Mb重复，12p13.33存在899 kb缺失，DECIPHER数据库提示这将导致自闭症和系统性发育迟缓、肌张力低下等发育异常；FISH验证结果显示胎儿遗传了父亲一条由t(10；12)形成的der(12)衍生染色体，导致了10p部分三体和12q部分单体，最终选择终止妊娠避免类似患儿的出生。该病例提示，当CNVs提示染色体同时出现缺失和重复时，需要验证父母是否为平衡易位携带者，为同胞的再发风险评估及产前诊断提供重要依据。

此外，本研究还在21例患儿中检出VOUS，这给解释患者表型带来了困难与挑战。尽管目前判断它们是致病变异还是良性变异的证据还不足，但随着人类基因组中的CNVs陆续被发现以及相关数据库的不断完善，这些VOUS可能对某些复杂疾病的致病原因具有潜在提示作用，或为今后的分析提供拷贝数多态性的参考。

综上，本研究联合核型分析、CMA、FISH等3种技术，对420例NND患儿进行检测分析，在61例患者中检出了致病性CNVs，为这部分患者的诊断、康复治疗及预后评估提供了依据，同时为其家庭再生育时患病风险的评估提供了理论基础。