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胎儿游离DNA检测提示16p13.11-p12.3拷贝数变异的临床价值

发布时间: 2025-07-23 16:06:21 浏览次数: 186来源:中华围产医学杂志

本文引用格式:代鹏, 赵干业, 侯雅勤, 等. 胎儿游离DNA检测提示16p13.11-p12.3拷贝数变异的临床价值[J].中华围产医学杂志, 2025, 28(6): 509-513. DOI: 10.3760/cma.j.cn113903-20240703-00486.


摘要


目的 探讨胎儿游离DNA(cell-free fetal DNA, cffDNA)检测对16p13.11-p12.3拷贝数变异(copy number variation, CNV)的筛查价值及临床管理策略。  

方法 回顾性分析2018年9月至2023年12月在郑州大学第一附属医院行无创产前检测(non-invasive prenatal test, NIPT)提示16p13.11-p12.3变异高风险的35例胎儿临床资料。通过羊膜腔穿刺获取胎儿样本,采用染色体核型分析及CNV测序技术进行验证,并对变异片段大小、遗传来源及妊娠结局进行系统评估。采用Pearsonχ2检验(或Fisher精确概率法)进行统计学分析。  

结果 (1)筛查效能:cffDNA检测的总阳性预测值(positive predictive value, PPV)为45.8%(11/24),其中缺失型PPV为4/8,重复型PPV为7/16。假阳性率为54.2%(13/24),1例合并罗伯逊易位[45,XY,rob(21;22)]。(2)遗传特征:确诊变异中,8/11为遗传性(6例母源重复,1例父源缺失)。3/11为新发变异(1例缺失,2例未溯源)(3)临床结局:活产儿中确诊患儿异常表现率为3/9,包括传导性耳聋(1例,合并母源重复)、语言发育迟缓(1例,16p13.11四体合并三体)和肌张力低下(1例,新发缺失)。22例假阳性/未诊断胎儿及6/9确诊患儿随访未见异常。  

结论 16p13.11-p12.3 CNV具有显著的外显不全特征。建议对cffDNA检测阳性者需行介入性产前诊断,联合家系分析,遗传咨询应重点评估变异片段大小及亲源特征,对确诊胎儿建立长期神经发育随访机制。

【关键词】  胎儿游离DNA检测;16p13.11-p12.3缺失/重复;产前诊断;妊娠结局

基金项目:河南省科技攻关项目(242102310165);河南省医学科技攻关-重点项目(SBGJ202402058)


胎儿游离DNA(cell-free fetal DNA, cffDNA)检测的应用范围已扩展到拷贝数变异(copy number variation, CNV)筛查1-2。16号染色体存在低拷贝重复区域,易发生CNV[3。目前关于16号染色体CNV的研究多集中于儿童或青少年表型与CNV的关联4-5,但cffDNA检测16号染色体CNV的数据仍较缺乏。本研究拟通过分析cffDNA检测提示16p13.11-p12.3高风险胎儿的临床数据、产前诊断结果及随访结局,评估其阳性预测值(positive predictive value,PPV)和临床意义,为遗传咨询提供依据。


一、资料与方法


(一)研究对象

本研究为单中心回顾性研究,研究对象为2018年9月至2023年12月期间在郑州大学第一附属医院遗传与产前诊断中心接受cffDNA检测且结果提示16p13.11-p12.3拷贝数变异高风险的胎儿病例。cffDNA检测的指征包括:(1)血清学筛查异常(21-三体高风险界值≥1/270,临界风险1/1 000~<1/270;18-三体高风险界值≥1/350,临界风险1/1 000~<1/350);(2)超声软指标异常(包括但不限于颈项透明层增厚、侧脑室增宽、脉络丛囊肿或心室强光点);(3)高龄妊娠(预产期年龄≥35周岁);(4)无明确指征的孕妇自愿选择检测。本研究方案经郑州大学第一附属医院医学伦理委员会审查批准(2018-YB-08)。


(二)研究方法

1.cffDNA检测与分析

采用高通量全基因组测序技术进行无创产前检测,方法参照文献[2]。通过生物信息学分析检测胎儿染色体非整倍体及拷贝数变异,具体标准为:对于缺失型变异,拷贝数>1.6~<2.0判定为胎源性,≤1.6提示可能为母源性或胎源性;对于重复型变异,拷贝数>2.0~<2.4为胎源性,≥2.4提示可能为母源性或胎源性。对提示高风险者,均建议接受遗传咨询,并进一步行介入性产前诊断。

2.介入性产前诊断

对cffDNA检测提示高风险的孕妇,于孕18~24周+6在超声引导下行羊膜腔穿刺术获取羊水样本。检测项目包括:(1)常规染色体G显带核型分析,用于检测染色体数目和结构异常;(2)CNV测序,方法参照文献[6]。所有检测均在郑州大学第一附属医院遗传与产前诊断中心完成。

3.随访

对cffDNA检测高风险胎儿进行2阶段随访:(1)初步随访:在cffDNA检测报告出具后2个月内完成。通过查阅医院电子病历系统,结合标准化电话访谈,收集产前诊断结果、妊娠结局及父母表型等数据。(2)生后随访:在推算的预产期后2个月内完成,重点通过电话随访记录新生儿体格发育指标(体重、身长、头围)及喂养情况。对已经确诊CNV的病例,建议父母进行外周血CNV测序以明确变异来源。

4.资料获取与分析

(1)通过医院电子病历系统及标准化临床数据库采集纳入孕妇的人口学特征(年龄、孕产史等)及临床指征分布情况(包括血清学筛查结果、超声异常指标等)。(2)采用生物信息学分析方法精确定位CNV的基因组坐标(hg19参考基因组)、变异类型(缺失/重复)、片段大?。ň分?.1 Mb)及潜在遗传来源(母源/父源/新发)。(3)系统整合产前诊断结果(核型分析及CNV测序验证数据)与产后随访资料(妊娠结局、新生儿发育评估等),计算cffDNA检测的PPV及其95%CI,并分析不同临床指征组间的检测效能差异。所有数据均经双人独立录入核对,确保数据质量。

5.统计学分析

采用SPSS 22.0进行统计分析。符合正态分布者以±s表示,非正态分布者以M(min~max)表示。计数资料以例数和百分数表示,组间比较采用Pearsonχ2检验(或Fisher精确概率法)。所有统计检验均为双侧检验,P<0.05为差异有统计学意义。


二、结果


1.一般资料

本研究共纳入35例经cffDNA检测提示16p13.11-p12.3拷贝数变异高风险的孕妇及其胎儿。孕妇平均年龄为(29.3±5.5)岁,检测孕周为18周+2(14周+5~25周+5)。根据cffDNA检测指征分类,6例(17.1%)因血清学筛查高风险接受检测,7例(20.0%)存在超声软指标异常,7例(20.0%)为高龄孕妇,另有15例(42.9%)为无明确高危因素的自愿筛查者。

2.高风险胎儿的cffDNA检测结果

共检测到35例16p13.11-p12.3拷贝数变异高风险胎儿,包括14例缺失(40.0%)和21例重复(60.0%)。缺失变异定位于chr16:14 500 000- 19 299 999(hg19),片段大小2.7(2.7~4.8)Mb,其中12/14为母源/胎源性,2/14为胎源性;重复变异覆盖chr16:14 600 000- 18 899 999(hg19),片段大小2.7(2.5~4.3)Mb,其中17例(81.0%)为母源/胎源性,4例(19.0%)为胎源性。见表1。1例胎源性缺失胎儿同时存在11q23.3区域4.1 Mb的重复变异,变异区域涉及多个在线人类孟德尔遗传数据库(Online Mendelian Inheritance in Man,OMIM)收录基因。

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3.高风险病例的产前诊断结果

在35例cffDNA检测高风险病例中,24例(68.6%)接受了产前诊断,其中11例(45.8%,95%CI:28.3%~64.5%)确诊为真阳性(缺失4例,重复7例)。遗传溯源显示,6例重复遗传自表型正常母亲,1例缺失为父源,1例为新发。所有确诊变异均为临床意义未明(variant of uncertain significance, VUS)。真阳性病例中,1例为罗伯逊易位(表2例9),余核型无异常。

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4.16p13.11-p12.3重复变异的临床分析

在34例经亲本验证的16p13.11-p12.3重复变异病例中,91%(31/34)为遗传性变异,其中70%(16/23)遗传自表型正常的父母,另有5例父母仅在儿童期表现出轻度智力或学习障碍。根据美国医学遗传学与基因组学学会指南,该变异的三倍剂量敏感性证据不足,未达到致病性阈值,且家系分析中观察到明显的非共分离现象。

5.高风险病例的随访情况

对35例高风险病例随访了18(6~36)个月。31例活产儿中,9例为产前诊断确诊的真阳性病例,其中3例在新生儿期或婴幼儿期出现轻微异常表现,包括1例传导性耳聋(表2例9)、1例语言发育迟缓(表2例19)及1例轻度肌张力低下(未在表2中列出);其余6例确诊患儿及22例假阳性/未诊断病例的婴幼儿均未发现明显异常。1例确诊胎儿(表2例2)因母亲焦虑选择终止妊娠,引产胎儿尸检未见结构畸形,后续家系验证证实为母源遗传。3例失访病例均因联系方式变更未能完成随访。所有携带变异的父母经临床评估,均未发现与CNV相关的明确表型。


三、讨论


本研究回顾性分析了35例16p13.11-p12.3微缺失/微重复高风险胎儿的产前诊断结果及妊娠结局,结果在24例进行产前诊断的病例中,PPV为45.8%(11/24)。其中,6例胎儿的重复变异遗传自母亲,1例胎儿的缺失变异遗传自父亲,1例胎儿的缺失为新发变异,另有2例缺失和1例重复未进行亲源验证。所有检出变异的致病性均为VUS。在随访的35例孕妇中,除1例选择终止妊娠和3例失访外,28例胎儿出生后生长发育均未见异常,3例胎儿存在异常。

1.16p13.11-p12.3微缺失/微重复综合征的表型具有高度异质性

现有文献报道显示其临床表现存在高度异质性。Mald?ien?等7报道了1例携带16p13.11-p12.3缺失的患儿,临床表现为发育迟缓、矢状颅缝早闭及轻微面部异常。Quintela等8报告了1例复合变异病例,患者同时遗传母源16p13.11-p12.3重复和12p12.1新发缺失(累及SOX5基因),表现为整体发育迟缓、攻击性/强迫行为及轻微面容畸形,其表型特征与SOX5单倍剂量不足相关。Pavone等9描述了1个Aarskog-Scott综合征家系,先证者携带FGD1基因新发变异(c.1828C>T,p.Arg610*),同时合并16p13.11-p12.3母源重复。由于该重复在先证者表型正常的母亲中同样存在,判定为VUS。Pop-Jordanova等10报道了1个家系,其中姐姐和哥哥表现为孤独症谱系障碍和发育迟缓,携带16p13.11-p12.3三体;双胞胎弟弟虽有语言发育落后但整体发育正常,却呈现该区域四体变异;所有变异均遗传自表型正常的父亲,研究者推测表型差异可能与母系遗传的修饰基因、基因组印记或其他调控机制相关。

2. cffDNA检测在16p13.11-p12.3微缺失/微重复筛查中的应用价值

本研究证实了cffDNA检测技术对16p13.11-p12.3 CNV的筛查效能。本研究结果显示,在35例提示高风险的胎儿中,经产前诊断确认的PPV为45.8%(11/24)。特别值得注意的是,1例胎儿检测结果正常但其母亲携带16p13.11-p12.3重复,另14例胎儿正常但未行父母CNV测序验证的夫妇可能为该变异的携带者。此外,8例未行产前诊断但胎儿表现正常的夫妇同样可能携带该变异。基于这些发现认为,实际PPV可能高于45.8%,这表明cffDNA检测可作为16p13.11-p12.3变异的有效筛查工具11。在遗传溯源分析方面,本研究8例胎儿的父母经CNV测序验证显示6例重复变异遗传自母亲,1例缺失为新发变异,1例缺失遗传自父亲,这些结果与cffDNA检测提示的遗传来源完全一致。这一发现证实cffDNA检测对CNV遗传来源的判断可为遗传咨询提供重要参考。

另外,本研究共13例假阳性病例,其可能原因包括:(1)母体因素:母体嵌合或母体CNV干扰;(2)胎盘因素:胎儿-胎盘嵌合或局限性胎盘嵌合12。这些因素提示在临床解读cffDNA检测结果时需综合考虑多源性干扰因素。

3.16p13.11-p12.3微缺失/微重复综合征的产前筛查指征未发现特异性关联:

现有文献报道显示,该变异可在多种产前筛查指征的孕妇中被检出。张苗苗等13报道的4例16p13.11-p12.3重复胎儿中,筛查指征分别为母亲高龄妊娠、血清学筛查异常和cffDNA检测高风险。这些胎儿均足月出生且随访发育未见异常,但遗传来源未明确。罗小金等14的研究更详细地描述了6例确诊胎儿的情况:1例伴有右侧马蹄足内翻和室间隔缺损的2.9 Mb新发缺失胎儿判定为致病性变异,孕妇选择终止妊娠;5例重复胎儿中,1例左侧脑室增宽和生长受限,虽评为VUS,但孕妇选择终止妊娠,引产胎儿外观未见异常;其余4例继续妊娠的胎儿中,2例为cffDNA检测高风险,1例唐氏综合征筛查高风险,1例为母亲高龄妊娠,均遗传自母亲,出生后除1例右耳听力受损外均发育正常。

本研究纳入的35例高风险胎儿涵盖了多种产筛指征,包括血清学筛查异常、超声异常、母亲高龄妊娠以及自愿选择cffDNA检测的孕妇。结合文献分析,无论是NT增厚、侧脑室增宽、唐氏筛查异常、母亲高龄妊娠、羊水异常,还是适龄孕妇的cffDNA检测,均可检出16p13.11-p12.3变异。该变异区域包含了已知的16p13.11缺失/重复综合征相关区域。值得注意的是,Rosenfeld等5报道16p13.11缺失的外显率仅为13.1%,且临床表现差异显著,部分携带者可完全无症状15。目前未发现该综合征胎儿具有特征性的超声表现。而16p13.11重复的外显率更低(8.43%),其表型特征尚未形成共识,这给临床遗传咨询带来挑战16。

基于现有证据,16p13.11-p12.3变异确实存在显著的外显不全现象。对于妊娠12~22周+6NIPT筛查提示该区域高风险的孕妇,建议进行个体化遗传咨询,充分考虑变异的外显率特点。必要时应行介入性产前诊断结合CNV检测及家系分析,以准确评估变异与临床表型的相关性。这种综合评估策略有助于科学指导妊娠管理,既能有效预防严重出生缺陷,又可避免因假阳性结果导致的不必要的终止妊娠。

4.16p13.11-p12.3变异的致病性评估

现有证据表明该变异的临床意义尚未明确。对于16p13.11-p12.3缺失变异,其覆盖了16p13.11区域(BP2-BP3,ClinGen:ISCA-37415)。虽然该缺失的单倍剂量不足效应证据充分(单倍剂量不足评分:3分),但患者临床表现存在显著异质性,且表现出不完全外显特征,外显率为13.1%[15。文献报道显示,在37例确诊患者中,11例(29.7%)为新发变异,26例(70.3%)为遗传性变异。在遗传性病例中,8例遗传自有临床表现的父亲,12例遗传自无临床表现的父亲,其余病例父母表型信息不全17。此外,该缺失片段在家系中存在非共分离现象。因此根据ACMG指南评分标准评定为VUS。16p13.11重复的三倍剂量效应证据尚不充分(三倍敏感性评分:2分),临床表现同样呈现多样性,且外显不完全,外显率为7%~8%[18。研究数据显示,在34例患者中,31例(91%)为遗传性变异,其中16例(70%)遗传自无临床表现的父母,5例父母在儿童期存在智力障碍或学习困难。基于人群研究,该重复变异的外显率为8.43%(95%CI:5.17%~13.31%),同样存在家系非共分离现象。根据ACMG指南,使用4J或5C证据进行评分,得分为-0.30或-0.15分,故同样评定为VUS。这些发现突显了16p13.11-p12.3变异在临床评估中的复杂性,强调了在遗传咨询时需要考虑其不完全外显和表型变异性的特点。对于产前诊断中发现的此类变异,建议进行详细的家族史调查和家系验证,以更准确地评估其临床意义。

5.本研究的局限性

本研究存在以下局限性。第一,虽然产前确诊的胎儿未观察到与16p13.11或16p13.11-p12.3变异相关的典型临床表现,但由于神经发育异常(如孤独症谱系障碍)或发育迟缓等症状可能在新生儿后期才逐渐显现,因此需要建立长期随访机制以全面评估变异的影响。第二,对于产前诊断中的假阳性病例,特别是cffDNA检测提示母源或胎源性的病例,未能系统地进行父母溯源分析。理想情况下,应考虑利用剩余样本中的白细胞进行孕妇CNV测序,并结合详细的临床表型评估,这将为遗传咨询提供更可靠的依据。

6.小结

16p13.11-p12.3变异表现出显著的外显不全特征,且cffDNA检测筛查提示的高风险胎儿缺乏特异性产前指征。确诊孕妇多选择继续妊娠,且妊娠结局多良好,携带变异的父母及其婴儿均未观察到异常表型?;谡庑┓⑾纸ㄒ椋俅彩导卸杂赾ffDNA检测提示16p13.11-p12.3变异高风险的胎儿,应当实施个体化遗传咨询策略,充分考虑变异的外显率特点。在必要时,应推荐介入性产前诊断结合染色体CNV检测及家系分析,以准确评估拷贝数变异与临床表型的相关性。这种综合评估方法有助于实现科学的妊娠管理,既能有效预防严重出生缺陷,又可避免因假阳性结果导致的不必要的终止妊娠。

利益冲突 所有作者声明不存在利益冲突

参考文献略




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