编辑推荐:
为探究产前诊断为平衡染色体重排(BCRs)患儿的表型差异,研究人员利用 SVseq 技术分析 5 例 BCRs 患儿的结构变异(SVs)及致病性。发现 2 例为 BCRs,3 例为复杂染色体重排(CCRs),仅 1 例因 CYLD 基因破坏出现异常表型。该研究凸显 SVseq 检测优势及 BCRs 产前评估的重要性。
在生命科学和医学领域,染色体异常的精准检测一直是产前诊断和遗传咨询的难点。平衡染色体重排(Balanced Chromosomal Rearrangements, BCRs)作为一类常见的结构变异(Structural Variations, SVs),其表观 “平衡” 的特性常掩盖潜在的基因组复杂性。传统检测手段如核型分析(Karyotype)分辨率低(仅能检测 5-10 Mb 以上的异常),染色体微阵列分析(Chromosome Microarray Analysis, CMA)虽能识别拷贝数变异(Copy Number Variations, CNVs),却无法检测平衡重排如倒位、易位等。因此,许多看似 “正常” 的 BCRs 胎儿,出生后可能出现发育迟缓、智力障碍等异常表型,这给产前评估带来巨大挑战。
为解决这一难题,四川省妇女儿童医院的研究人员开展了一项针对产前诊断为 BCRs 胎儿的深入研究。该团队利用结构变异测序(SVseq)技术,结合全基因组测序(Whole-Genome Sequencing, WGS),系统分析了 5 例胎儿的染色体结构变异及其致病性。研究成果发表在《Italian Journal of Pediatrics》,为 BCRs 的临床检测和遗传咨询提供了重要依据。
研究人员选取了 5 例产前通过核型分析和 CMA 诊断为 BCRs 的胎儿(4 男 1 女,年龄 105 天至 4 岁 3 个月),其中 4 例表型正常,1 例(Case 4)存在发育异常。研究采用的关键技术包括:
- SVseq 技术:通过构建配对末端文库(Mate-Pair Library),在 DNBSEQ-T7 平台进行测序,检测 CNVs 和 SVs,分辨率可达碱基水平。
- 全基因组测序(WGS, 30X 覆盖):针对 Case 4,排除其他单核苷酸变异(SNVs)和插入缺失(InDels)的致病性。
- Sanger 测序验证:设计特异性引物验证 SVseq 检测到的断裂点,确保结果准确性。
- 致病性评估:依据美国医学遗传学学会(ACMG)指南,结合临床表型和基因功能分析变异致病性。
研究结果
1. SVseq 揭示 BCRs 的基因组复杂性
- Case 1、4、5:被重新分类为复杂染色体重排(Complex Chromosomal Rearrangements, CCRs),涉及 3 个及以上断裂点。例如,Case 1 的 t (1;9) 易位伴随 1p22.2-1p22.1 片段倒位,破坏 AR 基因 INVS;Case 4 涉及 4 条染色体的复杂重排,导致 SPRED2 和 CYLD 基因断裂。
- Case 2、3:为单纯平衡易位(Balanced Chromosome Translocations, BCTs),分别破坏 AR 基因 TAF2 和 AD 基因 FGF9。
2. 基因破坏与表型的关联性
- Case 4:因 CYLD 基因(与常染色体显性综合征相关)破坏,出现智力、语言、运动发育迟缓,伴特殊面容(前额突出、眼距宽等)。WGS 排除其他致病性 SNVs/InDels,确认 CYLD 基因单倍剂量不足(Haploinsufficiency)为主要病因。
- 其余 4 例:虽存在基因破坏(如 INVS、TAF2、FGF9、DSE),但因涉及 AR 基因单等位破坏或 AD 基因非功能丧失型变异,随访期间未出现异常表型,致病性分类为意义未明变异(Variants of Uncertain Significance, VUS)。
3. SVseq 检测效能优于传统方法
传统核型和 CMA 仅能识别表观平衡重排,而 SVseq 成功检测到 3 例 CCRs 及隐匿性基因破坏,证实其在揭示 BCRs 真实复杂性中的优势。
研究结论与讨论
该研究首次系统展示了 SVseq 在 BCRs 产前诊断中的应用价值,发现约 60%(3/5)的传统诊断为 BCRs 的胎儿实际为 CCRs,且基因破坏是导致表型异常的关键因素。核心结论包括:
- SVseq 显著提升检测灵敏度:可识别传统技术漏检的平衡重排、倒位及复杂重排,尤其适用于 CMA 结果阴性但临床怀疑遗传异常的胎儿。
- 致病性评估需结合基因功能:AR/AD 基因的破坏模式(单等位 vs. 双等位、功能丧失型 vs. 非功能丧失型)直接影响表型表达,需通过 ACMG 指南综合判断。
- 产前遗传咨询的重要性:对 BCRs 胎儿,需通过多技术联合检测(如 SVseq+WGS)评估断裂点是否涉及关键基因(如 CYLD),为临床决策提供依据。
研究同时指出,SVseq 在检测端粒区、高度重复序列区域存在局限性,需结合核型分析等技术联合应用。此外,尽管部分 VUS 病例目前表型正常,长期随访(如神经发育、生育能力)仍不可或缺,以全面评估 BCRs 的潜在风险。
该研究为 BCRs 的精准诊断开辟了新路径,强调了分子遗传学技术在产前评估中的核心地位,有望推动临床建立 “传统检测 + SVseq + 功能分析” 的标准化流程,降低漏诊率,提升遗传咨询的准确性。