《JOURNAL OF CLINICAL LABORATORY ANALYSIS》：Combined Karyotyping, Copy Number Variation Sequencing, and Whole Exome Sequencing in the Prenatal Diagnosis of Congenital Heart Disease: Detection Rates and Phenotypic Associations
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目的：本研究旨在评估遗传学检测在先天性心脏病（CHD）产前诊断中的应用价值，并探讨遗传变异与产前表型之间的关联。
方法：共235例CHD胎儿被分为三组：A组：孤立性简单CHD；B组：孤立性复杂CHD；C组：非孤立性CHD。所有患者均接受染色体核型分析和拷贝数
目的：本研究旨在评估遗传学检测在先天性心脏病（CHD）产前诊断中的应用价值，并探讨遗传变异与产前表型之间的关联。
方法：共235例CHD胎儿被分为三组：A组：孤立性简单CHD；B组：孤立性复杂CHD；C组：非孤立性CHD。所有患者均接受染色体核型分析和拷贝数变异测序（CNV-seq），并在有指征时进行全外显子组测序（WES）。采用IBM SPSS软件进行统计学分析，评估遗传学检测的诊断效能及不同CHD亚型间的检出率差异。
结果：染色体核型分析和CNV-seq显示，染色体异常检出，尤其是数目异常，与心外异常显著相关（p?
结论：联合遗传学检测显著提高了检出率，且染色体数目异常的检出与心外异常的存在密切相关。父母关于继续妊娠的决策受心内异常严重程度、心外异常的存在以及遗传学异常检出的显著影响。
先天性心脏病（congenital heart disease, CHD）是胚胎发育过程中心脏或大血管结构异常所致的一组疾病，是常见的先天性畸形，约占总畸形的28%。其病因复杂，遗传因素估计贡献约40%–90%，包括染色体非整倍体、拷贝数变异（copy number variations, CNVs）和单核苷酸变异（single nucleotide variants, SNVs），但高达55%的患者遗传病因未明。产前超声是检测CHD的主要手段，但部分心脏畸形在孕中期前难以发现，且超声无法揭示遗传病因。因此，联合遗传学检测对产前CHD的精准诊断、预后评估和妊娠决策具有重要临床意义。染色体非整倍体是产前CHD最早确定的遗传病因，约占产前诊断CHD病例的28%–45%。染色体核型分析分辨率有限，无法检测小于5 Mb的异常。CNV-seq具有高分辨率和短周转时间，可检测CHD胎儿中的微小CNV。WES可分析基因蛋白编码区内的SNVs和插入/缺失，有助于发现新的致病基因。本研究将235例CHD胎儿按心脏畸形解剖复杂性和有无心外异常分为三组，旨在评估核型分析、CNV-seq和WES在不同CHD类型中的产前诊断价值，阐明遗传变异与CHD表型的关系及其对妊娠结局的影响。
研究人员开展了一项单中心回顾性研究，纳入2020年3月至2025年4月在厦门市妇幼保健院产前超声诊断为CHD的235例胎儿。所有参与者均同步进行羊水染色体核型分析和CNV-seq检测，对核型分析和CNV-seq均未检出致病变异的病例推荐进行WES检测。CHD胎儿被分为三组：A组为孤立性简单CHD，定义为单一心脏畸形且通常不引起血流动力学损害；B组为孤立性复杂CHD，定义为心脏和/或大血管存在一个或多个导致显著血流动力学损害的结构异常；C组为非孤立性CHD，即CHD合并心外异常。心内异常根据Botto等人描述的标准分类，心外异常进一步细分为颅面和颈部异常、泌尿系统异常、神经系统异常、骨骼系统异常、消化系统异常、胸部异常、腹部异常和内脏异位。研究经厦门市妇幼保健院伦理委员会批准，所有参与者均签署书面知情同意书。
在研究方法方面，染色体核型分析依据国际人类细胞基因组命名系统（ISCN 2020）进行核型描述；CNV-seq采用MGISEQ-2000平台测序，依据美国医学遗传学与基因组学学院（ACMG）指南判读CNV致病性；WES同样在MGISEQ-2000平台测序，使用BWA比对至UCSC hg19/GRCh37参考基因组，采用ExomeDepth进行外显子水平CNV检测，所有变异均按ACMG指南判读。检出率定义为通过遗传学检测检出致病性（P）或可能致病性（LP）变异的胎儿比例，无论该变异是否被认为可解释胎儿表型。诊断率定义为通过WES检出被认为可解释胎儿表型的P/LP变异的胎儿比例。判定变异可解释表型需同时满足以下条件：基因与疾病关系明确、变异相关表型与胎儿超声表现一致、合子性和遗传方式符合致病机制。
研究结果显示，235例参与者中，A组44例，B组126例，C组65例。三组间母亲年龄差异无统计学意义（p?=?0.221），C组胎龄与A组和B组相比差异有统计学意义（p?
染色体核型分析结果显示，A组核型异常检出率为11.36%，B组为6.35%，C组为50.77%。A组和B组间差异无统计学意义（p?=?0.281），C组与A组和B组相比差异均有统计学意义（p?
CNV-seq分析结果显示，在核型非致病的病例中，CNV分析额外检出11例异常。CNV总体检出率为22.98%（54/235），联合检出率提高5.11%（12/235）。排除非整倍体后，A组、B组和C组的P/LP CNV检出率分别为2.27%、10.32%和7.69%，三组间差异无统计学意义（p?=?0.384）。共检出19个P/LP CNV，其中22q11.2缺失最为常见，占26.31%（5/19），其次为15q11.2缺失（3例，15.79%）。所有22q11.2缺失病例均涉及TBX1基因，胎儿的产前表型仅表现为心内异常。15q11.2缺失涉及TUBGCP5、NIPA1、NIPA2和CYFIP1基因，产前表型多样，从室间隔缺损（VSD）和肺动脉狭窄到异位综合征，均涉及心外异常。
WES检测方面，共44例因心脏表型接受WES检测，在17例参与者中检出18个P/LP变异。B组31例核型分析和CNV-seq均阴性的胎儿中，10例携带11个P/LP变异，检出率为32.26%（10/31）。C组11例核型分析和CNV-seq均阴性的胎儿中，5例检出P/LP变异，检出率为45.45%（5/11）。B组和C组间WES检出率差异无统计学意义（p?=?0.624）。在43例核型分析和CNV-seq均阴性且接受WES的胎儿中，WES在16例中检出17个P/LP变异，该亚组检出率为37.21%（16/43），占总体队列的6.81%（16/235）。进一步计算WES诊断率，18个P/LP变异中有8个（8例胎儿）遵循常染色体显性遗传模式且与胎儿临床表型一致，被归类为可解释表型的阳性发现，WES总体诊断率为18.18%（8/44）。其中B组诊断率为16.13%（5/31），C组为27.27%（3/11），两组间差异无统计学意义（p?=?0.718）。其余10个变异为常染色体隐性遗传疾病相关基因的单个杂合变异，不足以解释胎儿表型，未纳入诊断率。
妊娠结局方面，A组活产率、死产率和失访率分别为77.27%、6.82%和15.91%；B组分别为23.81%、68.25%和10.94%；C组分别为10.77%、86.15%和3.08%。三组间妊娠结局差异有统计学意义（p?
在讨论部分，研究人员指出，虽然三组间母亲年龄无显著差异，但本队列年龄水平相对较高。C组平均胎龄显著低于A组和B组，可能与非孤立性CHD表现更复杂、常较早出现严重异常有关。本研究中异位综合征发生率高于既往大规模研究报道，且未检出染色体数目异常。异位综合征遗传病因高度异质，涉及CNV、SNV、寡基因组合和环境因素。在6例接受WES的异位综合征患者中，4例检出P/LP变异，其中NPHP3和CEP290基因变异与异位综合征明确相关，MPDZ可能通过影响左右体轴发育成为异位综合征的易感位点。核型分析检出率在C组显著升高，而A组和B组间无显著差异，提示心内异常严重程度与染色体异常发生率无显著相关。核型分析在检出平衡性染色体重排方面具有CNV-seq无法替代的独特价值，如本研究中一例6号染色体倒位病例。22q11.2缺失是CHD胎儿中最常见的致病性CNV，最常见的相关心脏畸形为CTD，本研究中5例22q11.2缺失病例均未表现心外异常，可能归因于样本量较小。15q11.2微缺失被认为是CHD的易感因素而非确定性致病变异，具有不完全外显性，产前表型多样。本研究中NOTCH1突变检出率高于一般人群，可能与队列中CTD比例较高有关。NOTCH1突变具有不完全外显性，家族成员间心脏缺陷类型和严重程度差异较大。在家族病例中，常染色体显性遗传模式的不完全外显性可导致携带者父母表型正常或轻微，而常染色体隐性遗传疾病仅检出单个杂合致病变异时，遗传发现不足以解释临床表型，可能原因是致病变异位于WES未捕获的深部内含子或调控区域等。WES在传统方法未检出异常的胎儿中显示显著增量价值，但考虑潜在选择偏倚，该检出率可能不适用于所有常规检测阴性的胎儿。
研究结论为：染色体核型分析、CNV-seq和WES的联合应用显著提高了CHD患者遗传学异常的检出率。心内异常中AVSD和间隔缺损的非整倍体检出率最高，心外异常中胎儿水肿、脉络丛囊肿和颈部囊性水囊瘤的非整倍体检出率最高。染色体异常，尤其是数目异常，与心外异常显著相关。相比之下，P/LP CNV和致病性基因变异的检出与心内异常复杂性或心外异常的存在无显著关联。父母关于继续妊娠的决策受心内异常严重程度、心外异常存在和遗传学异常检出的显著影响。
