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高通量基因测序技术检测40例早期自然流产组织的染色体异常分析_侯宗园


摘要:目的 应用高通量基因测序技术检测早期自然流产组织,探讨早期自然流产组织染色体异常及全基因组拷贝数变异(copy number variation,CNV)。方法 选择早期自然流产的患者 40 例,对其流产组织绒毛行高通量基因测序技术。结果 40 例早期自然流 产组织绒毛样本均培养成功,成功率为 100%,检测出染色体正常标本 14 例,异常标本 26 例;染色体数目异常 18 例,CNV9 例。结 论 胚胎染色体异常是早孕期自然流产的主要原因,高通量基因测序技术提高了染色体异常的检出率,可以作为流产组织的检测手段。 关键字:高通量基因测序;早期自然流产;染色体异常;全基因组拷贝数变异 中图分类号:R714.21 文献标识码:A DOI: 10.3969/j.issn.1671-3141.2016.91.048
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要依据患者临床症状表现、 B 超诊断以及 HCG 试验、 腹腔镜 检查等形式, 对患者的临床表现进行综合分析, 进而对患者 尽早进行治疗。 参考文献
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1.2 方法
1.2.1 样本准备 行清宫术, 自宫腔中取出绒毛, 用无菌生理盐水洗去绒 毛表面血液。剪取早期自然流产组织绒毛约 100mg, 并抽取 母体血 3ml(EDTA 抗凝) 。 1.2.2 高通量基因测序技术 绒毛标本连同母体血送北京贝瑞和康生物技术有限公 司进行二代高通量测序。提取全基因组 DNA, 并检测、 定量, 构 建 DNA 小 片 段 文 库, 通 过 HiSeq2500 测 序 仪 器 析。通过 RUPA 软件与人类基因组进行快速 完全匹配比对, 所得结果随后做相应标准化 Z 值分析, 判定 异 常 染 色 体。 数 据 分 析 通 过 查 阅 DGV,OMIM,DECIPHER、 PubMed 数据库等相关数据库。
失 5 5p14.3p15.33 区段 19.64MB 缺失 ,21q21.3-22.3 区段 18.38Mb 重复 6 7 8 9 1q42.3-44 区段 13.5Mb 重复 ,15q23-q26.3 区段 30.78Mb 缺失 Xq27.3 区段 0.36Mb 重复,15q12,1 区段 0.32Mb 重复 Xq23 区段 0.94Mb 重复 16- 三体 ; 15q21.3-q23.1 0.84Mb 重复
2 结果
40 例早期自然流产绒毛样本均培养成功, 成功率 100%, 检 测 出 染 色 体 正 常 标 本 14 例, 异 常 标 本 26 例, 占 65%; 染 色 体 数 目 异 常 18 例 (45%) , 其中三体型 9 例 (22.5%) , 4、 13、 14、 15、 22- 三 体 分 别 为 1 例 (2.5%) , 16、 21- 三 体 分 别 为2例 (5%) , 69, XNN 三 倍 体 3 例 (7.1%) , 45, X 单体 3 例 (7.1%) ; 嵌合体 3 例 (7.1%) ; CNV9 例 (22.5%) , 其中单纯 性 CNV8 例, 非整倍体合并 CNV1 例。详见表 1:
1 对象与方法
1.1 对象
选择 2015 年 10 月至 2016 年 9 月期间在唐山市妇幼保 健院生殖遗传科就诊的早期自然流产患者, 收集早期自然流 产组织标本 40 例, 胎龄 7-14 周。 孕妇年龄 24-42 岁, 孕次 1-6 次。入选标准: ①均有停经史或尿 hCG 阳性; ②彩超检查见 空孕囊或宫腔内见胎芽, 无胎心搏动; ③未合并 TORCH 感染; ④孕妇无有害物质接触史; ⑤孕妇无基因遗传病史; ⑥采用 高通量基因测序技术进行绒毛染色体检测, 术前签署知情同 意书。
3 讨论
造成流产的病因十分复杂, 如染色体异常、 合并母体全 身系统疾病、 激素水平不足、 免疫因素、 环境因素等都会造成 流产。本研究检出胚胎绒毛染色体异常为 65%, 其中以染色 体数目异常检出率最高, 为 45%。然而染色体数目异常中又 以三体型最多见, 这是由于母源性生殖细胞在第一次减数分 裂过程中, 同源染色体不分离, 致使配子中某一染色体的增 多, 从而导致三体型的存在。只有 20% 的 21- 三体胚胎是可 以存活, 其他常染色体三体型则大多数发生流产, 因其是高 度致死性染色体变异, 绝大多数胚胎于孕早期就停止发育。 说明染色体数目异常是自然流产的主要病因 [2]。然而, 近年 来不断有文献报道染色体亚显微结构基因拷贝数变异也是 自然流产的重要病因, 其主要是缺失、 插入、 重复及复杂多位 点的变异。CNV 因其可改变基因的结构而影响基因的表达, 进而引起相应的病理性改变。本研究中 40 例胚胎绒毛样本 中检出 9 例染色体微缺失、 微重复, 异常检出率 22.5%, 这说 明存在 CNV 的早期自然流产胚胎绒毛的异常检出率比较高,
通讯作者 : 易建平,女,汉族,硕士,院长,主任医师,教授 ; 妇科肿瘤、生殖内分泌、不孕症
投稿邮箱 : sjzxyx666@
世界最新医学信息文摘 2016 年第 16 卷第 91 期
致病性 CNV 检出 5 例, 占 12.5%, 与传统的染色体核型分析 相比将使遗传检出率增加 12.5%, 减少漏诊率; CNV 多态性, 需对其父母进行检测, 看是否遗传自双亲。包含致病性未知 的 CNV, 还有待于进一步研究。 高通量基因测序技术是一种全新的分子遗传学诊断技 术, 通过提取少量 DNA 快速及全自动的检出染色体的非整倍 体及染色体的基因拷贝数, 同时对 CNV 进行定位, 还不需要 培养细胞。与以往的染色体异常检测技术相比高通量基因测 序技术具有以下优势: ( 1)高分辨率, 可以检出 > 100Kb 的 CNV, 可检出低至 5% 的嵌合体, 本研究中存在 0.1-34.72Mb 的重复或缺失, 大部分小于 5Mb; ( 2)高通量, 可以一次对几 十万到几百万个 DNA 分子进行序列测定, 极大的提高了检 测效率; ( 3) 高效, 对单个样本的测序加生物信息分析时间总 共是 7-10 天, 操作简单, 对实验人员的要求低且实验人员培
表 1 40 例早期自然流产组织 CNV 检测结果
病例 1 2 3 4 检测结果 13q23.3 区段 10.32Mb 缺失 2p12.1 区段 0.31Mb 重复,14q11.2 区段 0.88Mb 缺失 1p21.3 区段 0.24Mb 缺失,7p21.3 区段 0.14Mb 缺失,18p11.33 区 段 0.46Mb 重复 2q34q38 区段 35.72Mb 重复,13q31.2-34.1 区段缺失 26.70Mb 缺
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训的周期短; ( 4)低样本要求, 样本不需要无菌且不需要培 养, DNA 量大于 50ng 即可检测, 同时抽取母体血液 2ml, 去 除母源污染对结果的影响。 综上所述, 流产组织染色体异常是导致早期自然流产的 主要病因, 为下一次妊娠提供遗传指导。高通量基因测序技 术作为全新的技术, 快速、 高效的检出染色体异常及核型技 术无法检测的拷贝数变异, 极大的提高了诊断水平, 丰富了 早期自然流产的病因学数据库, 但是要使其能更广泛应用于 临床, 还有待于临床大样本量的研究。 参考文献
0 引言
自然流产是指妊娠在 28 周之前, 胎儿体重不足 1000g 而 自然终止妊娠者。自然流产发病率为 15%-40%, 其中 80% 为早期自然流产 [1]。而胚胎染色体异常是早期自然流产最常 见的原因, 约占 40%-60%。胚胎绒毛具有与胚胎组织相同 的遗传信息, 故可以作为检查胚胎染色体的标本。目前, 临 床上最常用的检测染色体异常的方法是传统的绒毛细胞培 养结合染色体核型分析技术, 尽管可以检测胚胎组织的染色 体数目和明显的结构异常, 但是存在细胞培养失败率高、 培 养周期长、 分辨率低、 母源污染等缺点。高通量基因测序技 术 (High-throughput Gene sequencing Technology) 是近几年 新发展的一种分子遗传学检测技术, 具有高分辨率、 高通量、 高效等特点, 逐渐被认识并从实验室转到临床应用中。本研 究采用高通量基因测序技术对 40 例早期自然流产组织进行64 页 )
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