高通量測序應(yīng)用于流產(chǎn)組織染色體分析及數(shù)據(jù)分析

流產(chǎn)物遺傳因素分析自然流產(chǎn)的發(fā)病率日趨升高,其主要原因

為染色體異常,分析胚胎染色體的核型對

尋找自然流產(chǎn)的原因具有重要意義.

§§流行病學(xué)數(shù)據(jù)自然流產(chǎn)的流行病學(xué)在臨床可識別的妊娠中，最終失敗的比例為

10-20％

植入后1-19天流產(chǎn)率18％（Sweeney

et.

al.)

在美國的已婚婦女中4%曾經(jīng)經(jīng)歷過2次失敗的可識別妊娠1%曾經(jīng)經(jīng)歷過3次或3次以上失敗的可識別妊娠

流行病學(xué)數(shù)據(jù)

隱性流產(chǎn)定義：指在受孕至有明確停經(jīng)史之前發(fā)生的流產(chǎn)，

表現(xiàn)為沒有任何癥狀，臨床

上不可識別臨床前的隱性妊娠失敗率：22%臨床可識別的妊娠失敗率：12%（Wilcox

et.

al.）

流行病學(xué)數(shù)據(jù)有臨床表現(xiàn)的流產(chǎn)率

可識別的妊娠在前3個月內(nèi)的流產(chǎn)率為10-12％（Simpon

et.

al.）只有3%的自然流產(chǎn)是發(fā)生在妊娠8周以后的

（

Simpon

et.

al.

）維持妊娠至16周后，發(fā)生自然流產(chǎn)的幾率是1%

所以大多數(shù)9-12周發(fā)生的流產(chǎn)，往往已胎死宮內(nèi)

數(shù)周（過期流產(chǎn)）

流行病學(xué)數(shù)據(jù)流產(chǎn)的高危因素

母親的年齡40歲的孕婦發(fā)生自然流產(chǎn)的危險是20歲婦女的2

倍

（Stein

et.

al.

）母親既往孕史流產(chǎn)發(fā)生的比例隨著母親既往流產(chǎn)次數(shù)的增加而

上升；有過3次或以上流產(chǎn)的母親再次妊娠失敗率

為25-30％（Warburton

et.

al.

）流行病學(xué)數(shù)據(jù)臨床妊娠失敗的病因

胚胎形態(tài)異常染色體異常

流行病學(xué)數(shù)據(jù)胚胎形態(tài)異常形態(tài)表現(xiàn)多種多樣，偏大或偏小，不均勻

很可能是遺傳學(xué)因素所致異常形態(tài)胚胎中，57-78％存在染色體異常

非整倍體異常

25%嵌合異常

22%多倍體異常

13％Munne

et.

al.流行病學(xué)數(shù)據(jù)染色體異常

多為非整倍體異常：三倍體、

嵌合

、多倍體異常等

正常形態(tài)的胚胎中25%仍然存在染色體異

常

采用熒光原位雜交（FISH）技術(shù)，發(fā)現(xiàn)形態(tài)

正常胚胎中染色體異常可高達(dá)50％小結(jié)

染色體異常時流產(chǎn)的最主要因素

著床前的胚胎中

染色體異常的比例很

高（50%）

在形態(tài)正常的胚胎中

有25%存在染色

體的異常

在形態(tài)異常的胚胎中

有50－70%存在

染色體異常染色體核型分析正常人體細(xì)胞具有23對染色體常見的染色體異常類型易位倒位

導(dǎo)致流產(chǎn)的染色體異常類型

常染色體三體早期妊娠流產(chǎn)中最常見的染色體異常除1號染色體三體外，其余的三體都在流產(chǎn)胚胎中發(fā)

現(xiàn)過，但13,16,18,21和22號染色體三體最常見90%的常染色體三體是在母親生殖細(xì)胞減數(shù)分裂時發(fā)生的，其中75-90%發(fā)生在第一次減數(shù)分裂過程中

第15,21,16,18號染色體的研究均已證實上述結(jié)論

（Robinson

et

al）母親的減數(shù)分裂錯誤率受到母親年齡的影響（Xoon

et

al）

導(dǎo)致流產(chǎn)的染色體異常類型妊娠囊形態(tài)與染色體三體

空妊娠囊常見于2,4,7,9,14,15,20,21對染色體三體可辨認(rèn)的胚胎組織常見于

X,

12,

13,

15,

18,

20,

22

對染色體三體與能存活的染色體三體比較，不能存活的染色體三體

胚胎往往生長更緩慢（warburton

et.

al.）

導(dǎo)致流產(chǎn)的染色體異常類型

X染色體單體第二位的染色體異常原因，占所有自發(fā)流產(chǎn)的

15-20％80%為父源性染色體缺失（Chandley

et.

al.）自然流產(chǎn)的胚胎可能只具備一個臍帶的殘端，

或已具備Turner的某些特征妊娠晚期胚胎的典型表現(xiàn)是囊性水囊瘤和全身

水腫

導(dǎo)致流產(chǎn)的染色體異常類型

多倍體異常三倍體（3n＝69）和四倍體（4n＝92）三倍體核型多為69,XXY和69,XXX機(jī)制：主要由雙精入卵導(dǎo)致三倍體胚胎妊娠囊偏大，胎盤絨毛呈囊樣變性退化三倍體胎兒可出現(xiàn)神經(jīng)管缺陷、臍膨出，面部畸形和肢

體異常也有報道四倍體胚胎早期即流產(chǎn)，很少能發(fā)育到4-5周，足月期更

為少見(生殖中心較為常見)

導(dǎo)致流產(chǎn)的染色體異常類型

結(jié)構(gòu)性染色體重組是造成反復(fù)自然流產(chǎn)的重要原因，最常見的染

色體結(jié)構(gòu)重組就是易位重組（如易位）可以是在配子形成過程中新發(fā)

生的，或者來自父母中攜帶“平衡”易位者的

遺傳易位攜帶者的表型依據(jù)易位后染色體片斷的不

同而不同，有平衡易位的一些新生兒不但可存

活，而且表型正常導(dǎo)致流產(chǎn)的染色體異常類型平衡易位對于生育的影響簡易示意圖導(dǎo)致流產(chǎn)的染色體異常類型羅氏易位對于生育的影響示意圖

導(dǎo)致流產(chǎn)的染色體異常類型

性染色多體47,XXY和47,XYY占男性活產(chǎn)新生兒的1/800－1000

47,XXX在女性活產(chǎn)新生兒中的比例也是1/800左右來源：在47,XXX個體中母親的第一次減數(shù)分裂錯誤

母親的第二次減數(shù)分裂錯誤

父親的第一或第二次減數(shù)分裂

合子形成以后59%16%6%19%（MacDonald

et

al.）

導(dǎo)致流產(chǎn)的染色體異常類型

性染色多體47,XXY一半來源于父親，另一半來源于母親，后者通常起源于第一次減數(shù)分裂錯誤（MacDonald

et

al.，1994）幾乎所有的47,XYY都是來源于父親的（Hassold

et

al.，1991）導(dǎo)致胚胎染色體異常的危險因素

1.遺傳因素：2.抗胚胎抗體陽性3.宮內(nèi)環(huán)境異常4.環(huán)境因素：如孕期接觸電離輻射，化學(xué)物品和微生物感染。流產(chǎn)組織染色體檢查的意義流產(chǎn)組織染色體異常檢測，通過采集流產(chǎn)組織、刮

宮組織、引產(chǎn)組織等樣品，從中挑取由受精卵發(fā)育

成的胎兒、胚胎或絨毛等細(xì)胞提取DNA，然后對

其進(jìn)行下一代高通量測序(NGS)，并通過生物信息

學(xué)分析，即可準(zhǔn)確分析流產(chǎn)樣本染色體數(shù)目異常及

1M以上的染色體缺失/重復(fù)異常的狀況。通過這種

對流產(chǎn)組織染色體異常狀況進(jìn)行分析，再結(jié)合夫妻

雙方的遺傳背景，即可輔助分析造成流產(chǎn)的遺傳因

素，為后續(xù)的診斷治療提供科學(xué)依據(jù)，從而將有助

于尋找到流產(chǎn)發(fā)生的根源所在，便可提示醫(yī)生從更

科學(xué)的角度合理的指導(dǎo)夫婦再次備孕。①流產(chǎn)最常見的原因？約60%由胚胎染色體數(shù)目異常導(dǎo)致，隨機(jī)發(fā)生。

②其他導(dǎo)致流產(chǎn)的遺傳因素？染色體異常胚胎，導(dǎo)致自然流產(chǎn)。流產(chǎn)組織染色體檢查的意義夫婦一方染色體存在易位，會存在產(chǎn)生異常配子可能，形成綜述-早期自然流產(chǎn)樣本染色體核型分析結(jié)果該綜述分析13項研究，7012個樣品的染色體核型分析結(jié)果，核型分析檢測成功率79%

染色體異常陽性率約45%，其中三體63%，多倍體17%，X單體11%，結(jié)構(gòu)異常6%Mm

V

D

B,

van

Maarle

M

C,

Van

W

M,

et

al.

Genetics

of

early

miscarriage.[J].

Biochimica

Et

Biophysica

Acta,

2012,

182流產(chǎn)物染色體核型結(jié)果統(tǒng)計

流產(chǎn)組織/絨毛全染色體篩查:與傳統(tǒng)染色體核型方法相比，檢測準(zhǔn)確度明顯提高最小可檢測1MB的缺失/重復(fù)等染色體異常，并且檢測時間明顯縮短，最快一周發(fā)報告

不存在培養(yǎng)失敗等風(fēng)險，穩(wěn)定性高本中心數(shù)據(jù)正常單染色體重復(fù)/缺失多染色體缺失/重復(fù)微重復(fù)/微缺失例數(shù)41336610861比例43.56%38.61%11.39%6.43%核型分析驗證100%100%100%N/A*生殖中心患者流產(chǎn)組織染色異常比例高于一般人群正常

，

或

，共計共計三倍體，，，0.2共計四倍體，，0.05性染色體單體共計共計結(jié)構(gòu)異常共計2.25(

)，，共計2.84(

)自發(fā)流產(chǎn)的染色體異常類型類型發(fā)生頻率%46

XX

46

XY43.65(

)1.1(

)69

XXX0.3（單項）69

XYX0.2（單項）69

XXY0.4（單項）其他（單項）0.35(

)92

XXXX0.25（單項）92

XXYY0.05（單項）未描述（單項）X8.21(

)6.43(

)性染色體多體47

XXX1.25（單項）47

XXY1.05（單項）常染色體單體%35.17常染色體三體發(fā)生頻率類型發(fā)生頻率類型發(fā)生頻率%常染色體三體

1012

0.9921.06131.0730.18141.5440.55151.9750.74166.3560.12170.9370.76184.1580.81190.4491.33200.51100.21216.19111.01224.26小結(jié)遺傳學(xué)因素是流產(chǎn)的首要因素流產(chǎn)的遺傳因素中染色體遺傳占據(jù)絕大多數(shù)，其中染色體三體比例最高新一代測序可