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35 aCGH在超过5000例产前诊断应用的总结
发布日期:2012-12-21 15:56:39 来源:北京博尔诚医学检验所

文章题目aCGH在超过5000例产前诊断应用的总结

文章出处Prenatal Diagnosis, 2012, 32, 1–10.

影响因子2.152

链接www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22865506

主要内容:

       芯片分析能够检测被核型分析鉴定出的大片段染色体的不平衡和一些远远小于10Mb不能被核型分析发现的染色体变化;已有的研究已经证明了芯片在产前诊断中检测上述的变异是有效的。但是有临床意义的拷贝数变化(CNA)的检出率在已有报道中有所不同,主要有两个因素:(1)芯片采用不同的格式,设计,探针密度和分辨率(2)研究中包含的临床症状是不定的:一些包含了所有产前案例,而另一些仅含有超声发现异常的案例。一项针对已经发表的文章进行大规模统计的调查发现芯片分析在产前诊断检出的有临床意义的染色体变异比传统的细胞遗传分析增加了2.5%。当只有超声异常案例时,CNA的检出率比核型高出5.2%,该数据也包括了不明确临床意义的结果。即使是这种较大数据的统计分析,也被使用的芯片格式不同,多种适应症组合的条件所限制,并且病例数量相对低(751例)。

    本研究是迄今用aCGH技术进行产前诊断检测病例数目最大的,目的是为了证明在产前诊断中对于出现的各种各样的临床症状相比于核型分析,芯片检测是否更有效。文章从20046月到201112月对收到的羊水,绒毛,脐带血,或者流产物等产前样品进行细胞遗传学诊断,芯片的类型从开始针对染色体上特定的靶区域芯片到后来的全基因组芯片。一共有5003个不同症状的样本进行检测。报告给医生的检测结果有三种方式:染色体没有变异或者发现正常的多态性;发现临床意义不确定性的片段变异a variant of uncertain significance (VOUS);以及临床意义明确致病性的片段。VOUS不确定临床相关性的变异,包括之前在实验室的患者人群中没有鉴定出的,在医学文献中没有报道的,公开可用的数据库中没有找到的,或者没有包含任何已知的致病基因的。为了这个研究,每个案例被评估并且通过结果(如正常,VOUS,或异常)和适应症研究(IFS)进行分类。对于异常和VOUS结果的检出率是排除了涉及已知的异常核型,父母染色体重排家族史,和胎儿死亡的案例后计算的,因为在这些案例中会增加有临床意义的CNAs的检出机会。异常结果中基于变异大小有进一步分类,分为10Mb<10Mb

结果:检测标本类型包括培养的羊水细胞(n=3269,65%),羊水(n=343,7%),培养的绒毛组织(n=854,17%),绒毛组织(n=63,1%),脐带血(n=25,0.5%),流产物(n=432,9%),和不明来源的DNAn=17,0.3%)。在排除了可能的干扰案例之后,全部有临床意义结果的检出率是5.3%207/3876)。与预测结果一致,所有胎儿死亡的案例中,有临床意义结果的检出率更高(8.2%34/417)。

所有5003个产前标本中,56.3%n=2819)是有正常的核型分析结果的,13%n=648)是已知胎儿核型分析异常,同时进行芯片检测的,16%n=802)有核型分析并同时实行芯片检测的,14.7%n=734)未知核型分析结果的。排除了有家族史和胎儿死亡的这两类干扰分类,有临床意义的CNAs的检出率是5.5%,包括了已知核型结果的案例,总体来说证明了本研究中的全部群体的检出率表现有临床意义CNAs的鉴定高于通过核型分析的检测。

所有鉴定异常中的71%<10Mb并且通过传统细胞遗传分析未鉴定出的。这些案例中,已知的微缺失综合征检测出35例。另外,通过芯片检测出≥10Mb 的异常案例中48%33/69)曾报道过有正常核型结果的;然后在69例核型正常的案例中,按照芯片结果的提示,发现有4例其实是异常的。6%4/69)已经修订的,随着芯片结果的检出也得到了异常的核型结果。甚至其中一个案例是缺失了19Mb片段,但传统核型仍然没有看出来,经过芯片提示后才被发现。在12个案例中,芯片发现是嵌合体,和核型结果不一致,可能由于胎盘嵌合,先前未被发现的嵌合体,或人工培养(尤其标本在芯片检测前长期培养)假象所造成芯片结果是嵌合的原因。

讨论:随着aCGH技术在产前诊断中的应用,临床相关的染色体异常被鉴定出的比例大幅度增加,一些三倍体,平衡的染色体重排,单亲二倍体的案例除外。检测变异的分辨率从核型分析中大概10Mb或更大的片段重组到芯片分析中的几kb,因此在产前诊断中识别染色体异常的数量增加。

aCGH的检出率

在排除掉核型能够发现的染色体异常、有染色体异常家族史,以及死胎而剩余的3876例用aCGH做的产前诊断病例中,染色体变异的检出率和不同的筛查指标有关。总体来说,只要有高危的指标,致病性变异染色体片段的检出率是5.3%;但若是超声发现异常,则芯片的检出率可以到6.5%;而在死胎中,检出率更高可到8.2%。在胎儿死亡或死胎的案例中,芯片分析与核型分析比起来被认为是更好的选择,因为DNA能直接从这些难生长的标本中提取而不需要培养。

结合本研究的数据及其他的研究,0.5%的高龄产妇(AMA)(17/3151)通过芯片检测有异常,而核型分析检测不出。进一步设想在美国每年针对AMA,父母焦虑,和/或者产妇血清异常/早期妊娠筛查的200000人群进行侵入性的产前检测,在这个群体中至少0.5%检出率意味着如果通过芯片检测至少1000个临床有意义,亚显微的CAN能鉴定出。

芯片检测出传统细胞遗传学分析未检测出的异常的能力

文章的研究中所有检测出有临床意义的CNAs中,71%是小于10Mb的。这其中,35例是被人熟知的微缺失综合症如DiGeorgePrader-Willi/Angelman综合症;46例与外显率降低的微缺失;3例是被人熟知的微重复综合症;16例与外显率降低的微重复;8例末端缺失,包括1p36单体和7q缺失;7例不平衡易位;12例包含了2个或更多染色体片段的复杂重组。由于这些变异大部分都低于核型分析的分辨率,通过常规分析胎儿染色体不可能检测到。因为有临床意义变异有时只有7kb那么小,这些数据表明实验室不应该如之前那样出具基于染色体大小这种武断的报告,因为有意义的微小变异将被丢失。变异应该针对全基因组检测,并根据这样的结果报告。

拷贝数变化临床意义的阐述

实验室必须说明结果有四个分类:正常(染色体无变化),伴有良性CANs)为正常多态性,VOUS,或者异常(有临床意义)。在本研究中,针对原来报告属于不明确临床意义的病例重新回顾,有3/4的病例被重新判断为良性变异;有1/4的病例被判断为有临床意义CNAs

随着用芯片检测CNAs能力的提高,会鉴定出一定比例的VOUS。本研究中,4.2%的非死亡病例中发现了VOUS。一些实验室区分VOUS的标准是,鉴别VOUS为遗传自父母还是新发的。新发的认为多具有临床意义;而遗传的多判断为良性。而本研究仍然报告有VOUS较高的发生率,遗传自父母的VOUS并不能就认为不致病,特别是父母的临床信息并不完全清楚的情况下。在我们的研究中,有0.39%(15)是新发的变异,也仍然为VOUS;在其他的报道中,芯片发现的VOUS检出率一般是1.1%

在很多情况下,芯片的检出率都是已经通过核型分析排除了染色体畸变的案例中得到的。考虑到芯片技术能增加对染色体变异的检出率,芯片技术应该被认为是首选检测方法或与传统核型分析同时应用。

鉴别胎儿出生前隐性疾病的风险

2011年,作者实验室开始报导鉴别出携带隐性疾病胎儿的案例。在1351个非死亡案例检测中,272%)有隐性基因位点的杂合缺失。检测的所有案例中,2个有纯和缺失,预测一个导致alpha地中海贫血,另一个导致科克因综合症和线粒体复合酶I缺陷。隐性疾病可能由于隐性疾病基因座的纯合缺失或者一个等位基因缺失另一个等位基因突变的杂合缺失导致的。表型,家族遗传和种族背景与鉴别特定疾病之间的相关性能帮助进一步指导。

拷贝数变化的表型影响

在这些稀有的和鲜为人知的理解CNAs的案例中,对照案例的研究能被用于理解CAN是否可能致病。另外,尽管超声能检测出胎儿畸形,但不能检测出像智力障碍,发育迟缓,自闭症,发作障碍,甚至精神分裂症这样的情况。芯片检测将揭露能够导致这些情况和鉴定高危胎儿的CNAs,能够带来一些检测的益处但也成为父母焦虑的根源。围绕表型多样和不完全外显的这些问题应该是患者产前芯片检测前咨询的一部分。

已知的胎儿核型异常的芯片应用

634例正在进行终止妊娠或者已经终止妊娠,以及14例死胎的病例进行整理分析。这些病例都是并且胎儿具有染色体问题,但父母期待进一步弄清楚胎儿的分子特征。在这些病例的40%人中,芯片结果除了能发现传统方法看到的染色体畸变,芯片结果还能更精确知道染色体变异的大小,以及在这些染色体片段上的基因含量。而在剩余的60%样本中,传统核型分析没有看出染色体的增多和减少。在一些案例中,明显的平衡易位是平衡的(基于采用芯片的分辨率在断裂点DNA没有重复或缺失),marker染色体不包含在任何可检测的常染色质区,或其它怀疑不平衡的染色体没有影响常染色质区,这些案例芯片检测不出来。如果芯片在产前诊断中作为首选检测方法,应该考虑同时进行核型分析,以避免芯片难以鉴定平衡的染色体重组,检出平衡易位,了解家族的遗传路线,对于下一代的怀孕和家族的其他成员的遗传分析是必要的。最终,1.4%的案例显示有临床意义的CNAs是在基因组其它片段发现的,而不是在明显的染色体重组处,证明了芯片分析有查询整个基因组的能力。

芯片分析已经被证明是检出胎儿染色体变异的重要方法。尽管芯片对染色体变异的检出率在不同的人群中有所变化;但总体看,在移除了常规核型分析也能发现的染色体异常以及有染色体疾病遗传史的人群后,芯片检出具有临床意义的染色体变异的检出率仍然高达5.3%,这种检出率针对需要进行侵入性检测的孕妇是十分重要的,因为侵入性产前诊断的目的就是要鉴别出造成胎儿临床病症的染色体异常。因此芯片应该成为产前诊断胎儿染色体异常的首选诊断方法。


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