探讨8p倒位重复[inv dup (8p)]染色体重排的临床表现及分子机制。
对3例产前超声发现异常的胎儿进行染色体G显带及染色体微阵列分析，并结合相关文献对inv dup(8p)的产前临床表现及相关基因进行总结。
3例胎儿产前超声均提示为心脏结构异常；染色体核型及染色体微阵列分析结果提示均为inv dup(8p)，倒位重复涉及的断裂位点不一，该区域包含GATA4、SOX7、NRG1等基因。
inv dup(8p)的主要表型为心脏及中枢神经系统异常；8p区域涉及的GATA4、SOX7基因与inv dup(8p)胎儿心脏异常相关。本研究3例inv dup(8p)染色体重排可能由染色体U交换机制导致。
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8号染色体短臂倒位重复[inv dup(8p)]是一种相对罕见的复杂染色体重排，发生率为1/10 000～1/30 000[1]。inv dup(8p)的主要临床表现有智力障碍、轻微面部异常、胼胝体发育不全、肌张力减退、脊柱畸形和先天性心脏病等[2]。MacMillin等[3] 2000年应用染色核型分析和荧光原位杂交方法首次报道2例inv dup(8p)产前诊断病例，我们应用染色体核型分析和染色体微阵列分析(chromosomal microarry analysis, CMA)技术对产前诊断的羊水、脐血标本进行分子遗传学检测，并对3例inv dup(8p)染色体重排病例进行回顾性分析，总结inv dup(8p)形成的可能机理。
广东省妇幼保健院医学遗传中心2016年1月至2019年12月进行CMA的病例。产前诊断患者采集胎儿羊水或脐血同时进行染色体G显带分析和CMA检测；孕16～24周行羊膜腔穿刺采集羊水，孕周大于24周行脐带穿刺采集脐血；共检测出3例inv dup(8p)病例。所有患者均签署了知情同意书。本研究获得广东省妇幼保健院伦理委员会批准(202001185)。
病例1，28岁，孕2产0。2014年第一胎孕24周因"胎儿法洛四联症"引产。现第二胎孕25周，因超声发现"胎儿永存动脉干、室间隔缺损，不良生育史"而行产前诊断。病例2，27岁，孕3产0，2次人工流产，现孕32周，因超声提示"胎儿心脏畸形(右室双出口、室间隔缺损，如图1所示)、脑中线区囊性无回声区而行产前诊断"。病例3，27岁，第一胎现孕17周，因"无创8p重复高风险、超声发现胎儿心脏异常"而行产前诊断。均无遗传病家族史，否认近亲结婚；病例1、3夫妻双方拒绝外周血CMA检测，病例2夫妻双方行CMA检测。
羊水细胞进行原位培养法染色体核型G显带分析，脐血进行同步化培养法染色体核型G显带分析。根据国际人类细胞基因组命名法(ISCN 2016)进行核型描述。
使用德国QIAGEN公司生产的DNA提取试剂盒进行基因组DNA提取，使用Nanodrop进行DNA浓度和纯度检测。提取的基因组DNA用美国ABI公司生产的SNP-Array(Cyto750k)基因芯片进行CMA检测。使用美国ABI公司生产的ChAS版本3.3软件进行CMA数据分析，同时利用数据库(DECIPHER、OMIM、ClinGen、DGV等)、参考文献及指南进行CMA结果判读。
染色体G显带分析和CMA检测结果 染色体G显带结果显示3例样本8号染色体短臂均发生倒位重复(图2)；CMA检测结果显示3例样本8号染色体短臂末端均发生缺失，紧接着邻近区域发生重复，缺失片段大小范围为0.8至6.6 Mb，重复片段大小范围为5.2至25.8 Mb(表1)，重复及缺失片段大小如图3所示。病例2夫妻双方行CMA检测结果正常。参照数据库及文献发现3例胎儿均存在致病性的拷贝数变异(copy number variation, CNV)，同时超声发现胎儿心脏均存在异常，在遗传咨询时充分告知患者及其家属胎儿可能存在的预后，孕妇最终选择终止妊娠。
3例8p倒位重复染色体核型及CMA检测结果
3例8p倒位重复染色体核型及CMA检测结果
| 病例 | 染色体核型 | CMA结果 |
|---|---|---|
| 1 | 46，XN，del(8)(p23.1)dup(8)(p23.1) | 8p23.3p23.1(158 048-6 566 202)×1；8p23.1(6 579 448-11 777 851)×3 |
| 2 | 46，XN，inv dup(8)(p12p23.3) | 8p23.3(158 048-1 554 606)×1；8p23.3p12(1 561 791-34 523 224)×3 |
| 3 | 46，XN，inv dup(8)(p21.2p23.3) | 8p23.3(158 048-796 339)×1；8p23.3p21.2(800 153-26 676 275)×3 |
inv dup(8p)主要由于8p染色体上的低拷贝重复序列(low copy repeats，LCR)介导的非等位基因同源重组(non-allelic homologous recombination，NAHR)，可导致8号染色体短臂的重复、末端缺失、倒位等[1]。inv dup(8p)通常伴有末端缺失，染色体末端缺失如果不能正确修复，可能会损坏细胞并导致严重的基因组不稳定，因此断裂的染色体末端必须获得新的端粒帽子，以使其结构稳定。端粒末端可通过端粒酶或重组直接添加端粒重复序列("端粒愈合")或通过"端粒捕获"重新获得另一条或姐妹染色体的端粒末端；另外也可以通过反义染色体环化，形成环状的染色体来稳定缺失的末端[4]。目前认为可能有3种机制与inv dup(8p)倒位重复有关[5,6,7]：第一种机制是父母一方为一个副中心倒位携带者，通过形成倒置环，在环内交叉配对、重组；第二种机制依赖于反向低拷贝重复序列，姐妹染色单体之间通过折叠进行配对、重组；第三种机制姐妹染色单体在减数分裂前双链都断裂，断裂末端的融合导致姐妹染色单体之间对称的U型交换，形成双着丝粒的染色体。由于双着丝粒不稳定，导致融合区外部融合位点远端的断裂，形成具有末端缺失和反向重复的单着丝粒染色体。
前两种机制通常染色体上重复区域和缺失区域之间不连续，间隔区域为正常拷贝；而U型交换导致重复和缺失区域紧密连续无间隔区域(如图3)，另外U型交换被认为是倒位重复最常见的机制[7]。在本文的病例中，3例病例缺失与重复位置紧邻，推测由第三种机制中U型交换导致了inv dup(8p)的发生[8]。
产前诊断的inv dup(8p)文献报道较少，目前只检索到少量相关的文献报道。MacMillin等[3]2000年首次了报道两例胎儿产前诊断病例，其中1例在妊娠16.5周时胎儿膀胱严重扩张，双侧肾积水，下腰椎异常、Dandy-Walker病变(半球形囊肿和第三脑室增大)，最终终止妊娠；另1例在妊娠30周时发现胎儿大脑Dandy-Walker病变，心脏主动脉可能缩窄，因产前诊断时胎龄较大，在41周时分娩，分娩后再次确认了脑和心脏结构异常。Soler等[9]2003年报道了1例孕15周产前诊断病例，超声检测发现胎儿双侧脑积水、心脏异常，最终胎儿引产。Pramparo等[10]2004年报道1例孕12周产前诊断病例，超声提示胎儿NT增厚，并伴有心脏畸形(房间隔和室间隔缺损，左心室扩张和心包积液)，最后终止妊娠。Chen等[1]2016年曾报道1例孕32周产前诊断病例，超声提示胎儿心室肥大、左心发育不全、羊水过多和肠梗阻，因胎儿周龄较大而分娩，分娩后发现其除了心脏异常外还有明显面部畸形。Sezer等[11]2018年报道了2例产前病例，1例18周超声发现伴有小脑发育不全、半球间隔性囊肿和室间隔缺损，另1例19周超声发现伴有室间隔缺损和左右心室不一致。结合上述已报道的7例inv dup(8p)病例临床表现，提示inv dup(8p)产前超声主要表现为大脑异常(3/7)、先天性心脏病(6/7)。本研究3例胎儿的超声均发现心脏异常，这一点与文献描述的一致，这也说明inv dup(8p)染色体重排中心脏异常比例较高，3例胎儿未发现明显的大脑结构异常，而对其是否会出现智力障碍、癫痫等神经系统异常，产前缺乏有效的评估手段。
8p区域主要包括ARHGEF10、CSMD1、CLN8、DLGAP2、GATA4、MCPH1、NRG1、SOX7、TUSC3等OMIM基因。其中ARHGEF10、CSMD1、MCPH1与中枢神经系统发育有关，CLN8、DLGAP2、TUSC3与智力障碍有关，NRG1与脑神经调节传递有关。NRG1还是心室进行小梁化所必需的，与心力衰竭的严重程度有关；可能这些基因的缺失或者重复与中枢神经系统异常有关[12,13]。GATA结合蛋白4(GATA4)和SOX7基因是与心脏缺陷和8p23.1微缺失综合征相关的基因，被认为是先天性心脏病的候选基因[11]。GATA4编码GATA结合蛋白4。GATA结合蛋白是一组结构相关的转录因子，可控制多种细胞类型中的基因表达和分化。GATA4在真皮内源性组织和心脏中表达，并调节对心肌分化和功能至关重要的基因，GATA4的突变和缺失已涉及一些常染色体显性先天性心脏缺陷的病因。SOX7(OMIM 612202)属于SOX蛋白，是对多种发育过程的调控至关重要的转录因子，与先天性心脏缺陷和先天性肌疝有关[1,11,12]。
我们对3例inv dup(8p)病例应用染色体核型分析和CMA技术进行检测，并对其临床表现及分子遗传学特征进行了总结。CMA能检测出染色体微缺失/重复，具有分辨率高的优点，但无法检测平衡易位、倒位、插入等染色体拷贝数未发生变化的异常。虽然染色体核型分析分只有5～10 Mb辨率，但是可以检测出染色体平衡易位、倒位、插入等。CMA和染色体核型分析联合应用有助于对染色体结构异常的进一步认识。综上所述，inv dup(8p)主要临床表现有中枢神经系统异常(如脑结构异常、智力障碍、癫痫等)、先天性心脏病，产前超声检查提示脑结构和先天性心脏病异常时，应加强对inv dup (8p)综合征的鉴别诊断。
所有作者均声明不存在利益冲突
