2、全基因组芯片在产前诊断中的应用：实践与困惑-蒋宇林

例2 从胎儿到母亲再到下一胎的诊断
胎儿先天性心脏病，宫内发育迟缓行羊水诊断
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4号染色体4q34.1q35.2存在16.531Mb片段的缺 失，含有SPATA4 ，VEGFC，NEIL3 等73个 OMIM基因，该片段的缺失与大头畸形，小颌 畸形等面部异常，肺部异常，心脏疾病，全身 发育迟缓等表型有关 9号染色体9p24.3p21.3存在22.342Mb片段的重 复，含有 VLDLR ，KCNV2，RFX3 等102个 OMIM基因，该片段的重复与智力障碍，语言 发育迟缓，脑部发育异常等表型有关
T21/18/13 足月期胎儿各种出生缺陷发生比例 染色体非整 倍体 4% 其它染色体 非整倍体或 大片段异常 7% 染色体微缺 失微重复综 合征异常 23%
缺失/微重复异常缺乏诊断能力
• Microarray技术成为产前诊断重要的 诊断技术平台
胎儿超声结 构异常 58%
单基因病 8%
Evans MI, Wapner RJ Am J Obstet Gynecol. 2016 Sep;215(3):298-305
例1 microarray和核型分析协同诊断染色体大片段的缺失
10岁患儿，智力发育障碍，隐睾，尿道下裂，肥胖
11号染色体11p15.1p13区段存在12.517Mb片段的缺失,内含NELL1, ANO5, SLC17A6, BDNF, PAX6, WT1等37个OMIM基因。包含了WAGRO (Wilms tumour, Aniridia, Genitourinary anomalies, Retardation and obesity) 综合症的区段；
• 染色体微缺失 微重复异常
• 基因缺失、突变
北京协和医院产前microarray检测的常见指证
– 多个产前超声指标的异常／结构异常
– NT增厚大于3.0mm
– 不明确的核型分析结果 – NIPT提示胎儿T21/18/13之外的染色体异常高风险
– 不明原因的胎儿宫内发育迟缓
– 超声怀疑染色体微缺失微重复的异常（特殊姿态等） – 父母双方存在染色体异常重排的情况
其它相关Microarray在产前应用的指南
加拿大妇产科学会 2011年
美国医学遗传学学会 2013年
国内的相关专家共识
中华妇产科杂志 2014年
中华儿科杂志 2016年
临床需要的染色体检测分辨率不断增加
染色体核型 分析技术
染色体芯片 诊断技术
测序／QFPCR技术
• 倍体数异常 • 非整倍体异常 • 大片段结构异常
核型分析或microarray可以适用于任 何一例产前诊断的病例
2016年美国妇产科学会指南
Microarray检测应该用于所有胎儿超 声有异常结果的产前诊断病例
• 那些核型无法检测的染色体小片段改变与孕妇 年龄无关，所以Microarray适用于所有需要产 前诊断的孕妇人群 • 对于胎儿存在一个或多个超声结构异常的情形， 应该建议Microarray检查，并可取代核型分析 检测 • 对于不存在胎儿结构异常但需要产前诊断的情 形，可以选择核型分析或microarray检测
待测样本 基因组 DNA 全基因组扩 增 片段化
芯片杂交
数据分析 判断分型结 果 计算CNV
目前各个平台都设计涵盖CNV+SNP检测探针的芯片，可同时具有CNV和SNP芯片的特点
Microarray技术已广泛进入（胎儿超声异常）产前诊断技术领域
• 核型分析是长期以来产前诊断领域 的传统经典技术 • 适合诊断染色体异常超过7Mb以上 的片段缺失/重复的情形 • 但对于多见于5Mb以下的染色体微
WAGRO 综合征
• WAGRO综合症是一种罕见的与PAX6，WT1及
BDNF等基因连续缺失/突变 相关的遗传综合征
– 肾母细胞瘤 – 无虹膜，先天性虹膜发育不良 – 泌尿生殖系统发育异常，包括隐睾，尿道下裂等 – 智力发育迟缓 – 肥胖
家系核型分析
父亲核型分析：正常
胎儿核型分析：11号染色体的部分缺失 遗传咨询：患儿病理性新发突变，下次 妊娠再发风险小于1% 母亲核型分析：正常
• 困难的产前咨询 — 不能明确意义的拷贝数改变（VOUS）
对于有必要利用Microarray进行产前诊断的病例，尝试提出构建以核型分析为基 础，Microarray技术为核心，多种遗传诊断技术相互支撑的染色体病诊断体系
• 大于5M的缺失重复可以通过高分辨／普通分辨 的核型分析来得到确认 • 很多的病例是来自于亲代的染色体异常重组 平衡易位 罗氏易位 臂间倒位 衍生染色体 嵌合体异常 • 如果确认来自亲代的重组，则再发比例大大增加 • 需要自身核型的确认以及亲代核型分析的补充
– 不明原因的水肿胎儿或死胎死产
– 不明ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ因智力或体格发育迟滞患儿分娩史
Microarray应用在产前诊断中的几个体会
• Microarray是诊断胎儿大片段／微小片段染色体病的有力工具 • microarray结果验证（包括扩展到亲代的检测）的重要性 • 多种遗传诊断技术的支撑才能实现客观全面的遗传咨询
亲代的染色体核型分析
46,XX,t(4;9)(q34;p21)
46,XY
病例3
• 马X，30岁，G1/P0 • 13周外院行NT筛查3.94mm • 20周转至我院行羊水穿刺
• 等羊水穿刺结果期间23周系统超声提示左
侧脑室后角增宽1.1cm • 同期胎儿超声心动检查示先天性心脏病 （室缺，主动脉弓发育不良，离断型） • 实验室取羊水上清液送检microarray
47，XN，+mar
病例3：microarray结果
arr[hg19] 11q23.3q25(116,683,754-134,937,416)x3, 22q11.1q11.21(16,888,899-20,312,661)x3
分子遗传学时代的产前诊断 全基因组芯片在产前诊断中的应用：实践与困惑
蒋宇林
北京协和医院妇产科 2018年5月
产前遗传学诊断技术正在迅猛发展
全基因组染色体芯片技术 Chromosome Microarray Analysis
染色体微阵列分析(CMA) 基于微阵列的比较基因组杂交(aCGH) 单核苷酸多态性微阵列(SNP array)