袁二鳳 龐佳倫 張巍 張華 席惠 張琳琳＊

(1.鄭州大學(xué)第三附屬醫(yī)院 檢驗科，河南 鄭州 450052；2.湖南省婦幼保健院 醫(yī)學(xué)遺傳科，湖南 長沙 410000；3.廣州嘉檢醫(yī)學(xué)檢測有限公司/貝勒醫(yī)學(xué)院，廣東 廣州 510320)

5號染色體屬于B組大的亞中著絲粒染色體(ISCN2016)，片段大小為181Mb(hg19版本)，占細(xì)胞總DNA的近6%，含有177 702 766個堿基對，包涵1404個基因，其中847個蛋白編碼基因，724個OMIM基因(https:∥decipher.sanger.ac.uk)[1]。完全型5號染色體三體是極罕見且致命的染色體非整倍體異常，大多數(shù)胎兒在妊娠早期會自然流產(chǎn)。嵌合型5號染色體三體活產(chǎn)兒中報道較少，出生后嵌合型5號染色體三體患兒臨床表現(xiàn)主要為發(fā)育遲緩、心臟結(jié)構(gòu)或功能異常和面容異常等。5號染色體最常見的微缺失、微重復(fù)綜合征有貓叫綜合征(OMIM#123450)，經(jīng)典臨床表現(xiàn)為高亢單調(diào)哭聲、小頭畸形、面容畸形、生長不良、嚴(yán)重的發(fā)育遲緩和學(xué)習(xí)障礙，該綜合征候選致病基因有TERT、SEMA5A、MARCH6、CTNND2、NPR3等[2]。此外5號染色體上常見的綜合征有Sotos綜合征(小兒巨腦畸形綜合征，OMIM#117550)、5q微缺失綜合征(OMIM#153550)等(https:∥mirror.omim.org/)[3]。本文對完全型5號染色體三體、嵌合型5號染色體三體、5號染色體單親二體的產(chǎn)生機制、發(fā)生率、臨床表型、相關(guān)治療、預(yù)后及再發(fā)風(fēng)險等進行總結(jié)，以期對5號染色體產(chǎn)前遺傳學(xué)診斷及遺傳咨詢提供參考。

1 5號染色體三體(trisomy 5，T5)

1.1 概述 三體的發(fā)生機制通?？梢蛴H代生殖細(xì)胞減數(shù)分裂后期同源染色體不分離，或減數(shù)分裂末期姐妹染色單體不分離導(dǎo)致。暫無活嬰完全型5號染色體三體報道，早期流產(chǎn)病例約0.2%為5號染色體三體[4]。本研究統(tǒng)計本實驗室2412例早期流產(chǎn)樣本，共檢出10例5號染色體三體，發(fā)生率為0.415%，與文獻(xiàn)報道基本一致(見表1)。

表1 2412例早期流產(chǎn)樣本5號染色體三體和5號染色體三體嵌合的發(fā)生率

1.2 臨床特征 完全型5號染色體三體極為罕見，為致死性染色體異常，胎兒一般在孕早期流產(chǎn)，目前尚無新生兒完全型5號染色體三體報道。

1.3 治療和預(yù)后 暫無完全型5號染色體三體治療和預(yù)后報道。

1.4 實驗室檢查 通常在檢測正常發(fā)育胚胎絨毛標(biāo)本發(fā)現(xiàn)5號染色體三體時應(yīng)進行羊膜穿刺行染色體核型分析或全基因組拷貝數(shù)檢測以確認(rèn)胚胎真實攜帶狀態(tài)，不建議在孕晚期進行臍帶血穿刺采樣檢測胎兒5號染色體三體，因為在之前的病例報道中，5號染色體三體在皮膚成纖維細(xì)胞中檢出而在外周血淋巴細(xì)胞中未檢出5號染色體三體[5]。

1.5 鑒別診斷 完全型5號染色體三體可導(dǎo)致早期胚胎停育，需通過流產(chǎn)組織全基因組拷貝數(shù)檢測(染色體微陣列分析或低深度全基因組測序)進行鑒別診斷。

1.6 再發(fā)風(fēng)險評估及遺傳咨詢意見 完全型5號染色體三體已報道的均為散發(fā)病例，再發(fā)風(fēng)險極低。

2 5號染色體三體嵌合(trisomy 5 mosaicism)

2.1 概況 染色體不分離、三體自救是引起嵌合型5號染色體三體的主要原因[6,7]。在胚胎發(fā)育早期階段發(fā)生的有絲分裂錯誤更有可能影響胎兒外譜系。異常細(xì)胞系在胎兒和胎盤中的分布取決于有絲分裂錯誤發(fā)生的時機、位置和機制。由于在個體發(fā)育過程中染色體嵌合的動態(tài)變化，染色體嵌合比例在個體發(fā)育不同時期和組織存在不穩(wěn)定性和多樣性[8]。文獻(xiàn)報道通過產(chǎn)前檢查觀察到的真正的常染色體嵌合的總頻率在羊膜穿刺術(shù)后約為0.2%，在絨毛膜穿刺術(shù)(chorionic villus sampling，CVS)后約為1%～2%[9]。5號染色體三體嵌合現(xiàn)象在產(chǎn)前絨毛膜穿刺、羊膜穿刺或活產(chǎn)兒中非常罕見[10]，涉及5號染色體三體嵌合大多數(shù)情況都是個例報告，因此無法獲得5號染色體三體嵌合發(fā)生頻率的無偏差估計。目前染色體嵌合網(wǎng)站(http:∥mosaicism.bcchr.ca/specific.htm等)及PubMed共檢索到涉及單條5號染色體嵌合的病例23例，其中產(chǎn)前絨毛膜穿刺報道的12例，產(chǎn)前羊膜穿刺報道的10例，產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)的1例。

2.2 臨床特征 嵌合型染色體畸變與多種異常臨床表型有關(guān)[11]。由于異常細(xì)胞系分布的多變性和不可預(yù)測性，當(dāng)在產(chǎn)前診斷的CVS樣本中檢測到染色體嵌合時，必須對羊膜細(xì)胞或臍帶血進行確認(rèn)性核型檢查以區(qū)分限制性胎盤嵌合體(confined placental mosaicism，CPM)和真性胎兒嵌合體(true fetal mosaicism，TFM)。Fryburg等[6]報道12例CVS樣本中檢測到5號染色體三體嵌合的病例：其中7例報道嵌合比例不詳或未確認(rèn)嵌合比例及臨床表型，1例引產(chǎn)，3例臨床表型確認(rèn)嵌合比例未確認(rèn)(CVS嵌合比例：3/61、5/47、1/5)，1例嵌合比例確認(rèn)臨床表型確認(rèn)(CVS,47,XY, +5[5],羊膜細(xì)胞核型正常)[6, 7, 12-14]。Fryburg等[6]報道的1例CVS檢出絨毛100% 5號染色體三體的病例，孕婦選擇終止妊娠，胎兒流產(chǎn)樣本中羊膜細(xì)胞、肌肉、肺、皮膚染色體核型分析未發(fā)現(xiàn)5號染色體三體細(xì)胞(0/35)，僅在睪丸檢測到低比例5號染色體三體嵌合(2/55)。Fryburg等[6]隨訪的4例CVS嵌合案例中，1/4產(chǎn)前超聲提示羊水過少和2條血管索，其余無提示；3/4出生無畸形且生長發(fā)育正常，1/4復(fù)發(fā)性中耳炎。目前報道的CVS檢出5號染色體三體嵌合的病例胎兒大多出生后表型正常。在大多數(shù)情況下，CVS檢測到嵌合是個錯誤的警報，因為嵌合經(jīng)常局限于CPM，而極少在胎兒中出現(xiàn)TFM[15]，這可能是產(chǎn)前CVS檢出5號染色體三體嵌合的胎兒大多表型正常的原因。

Hsu等[5]和Wallerstein等[16]為了確定染色體13、18、20、21以外的常染色體嵌合三體與臨床表型的相關(guān)性，回顧了大量羊水中檢測到常染色體嵌合三體的產(chǎn)前診斷病例，將常染色體嵌合三體導(dǎo)致異常臨床表型的風(fēng)險歸為五等級，其中5號染色體三體嵌合判定為高風(fēng)險(40%～59%)。Richkind等[5, 10, 17-24]研究者先后報道了10例在胎兒羊膜細(xì)胞檢測到5號染色體三體嵌合的病例，胎兒羊膜細(xì)胞染色體核型嵌合比例：4.8%(1/21)，6.7%(2/30)，10.9%(5/46)，14%，23%(14/60)，25%(6/24)，25%(5/20)，40%(18/45)，50%，78.9%(30/38)。在羊膜穿刺術(shù)發(fā)現(xiàn)的10例5號染色體三體嵌合的報告病例中，6/10有結(jié)構(gòu)缺陷或其他異常臨床表型，4/10產(chǎn)前/產(chǎn)后臨床表型正常。

6例5號嵌合三體出生后有結(jié)構(gòu)缺陷或其他異常臨床表型的患兒中(1例引產(chǎn))，羊膜細(xì)胞中5號嵌合比例高可達(dá)50%，也可以低至10.9%[10, 17, 19, 20, 23, 24]?；純撼錾蠓謩e做了臍血、外周血、成纖維細(xì)胞或胎盤組織的染色體核型驗證(1例引產(chǎn)后取樣)，分析結(jié)果顯示5/6患兒臍血和(或)外周血核型正常(其中2例胎盤組織提示嵌合，1例成纖維細(xì)胞提示嵌合)，1/6僅做了成纖維細(xì)胞驗證提示無嵌合。6例患兒中4例提示產(chǎn)前超聲異常：3/4胎兒孕20+周顯示胎兒生長受限(fetal growth restriction，F(xiàn)GR)，2/4心臟發(fā)育異常，1/4心室傳導(dǎo)減速，1/4胼胝體發(fā)育不全。出生后大多數(shù)患兒有生長發(fā)育落后，4/5心臟結(jié)構(gòu)或功能異常，3/5面容異常，2/5伴有呼吸困難。一半產(chǎn)前/產(chǎn)后臨床表型均正常的胎兒羊膜細(xì)胞中染色體核型5號染色體三體嵌合比例均小于10%(4.8%，6.7%)，其中1例二次羊水穿刺時采用熒光原位雜交(fluorescent in situ hybridization，F(xiàn)ISH)、微陣列比較基因組雜交(array-based comparative genomic hybridization，aCGH)方法未檢出5號染色體三體，并采用定量熒光聚合酶鏈反應(yīng)(quantitative fluorescence polymerase chain reaction，QF-PCR)方法排除了UPD[18]，出生后新生兒均未做其他組織類型核型驗證。其中1例孕16.5周羊穿顯示5號染色體三體嵌合78.9%(30/38)的胎兒，孕18+周時二次羊穿核型依然提示高比例5號染色體三體嵌合(81.25%)，出生后臍血、包皮組織、絨毛膜、胎盤等組織中核型均正常，新生兒6月大時生長發(fā)育可[22]。因此，羊穿時羊膜細(xì)胞培養(yǎng)核型分析檢測到低比例的5號染色體三體嵌合(低至10.9%)并不能排除胎兒發(fā)育異常的風(fēng)險，高比例5號染色體三體嵌合(高至80%)的胎兒出生后也可能發(fā)育正常，羊水5號染色體三體嵌合比例與臨床表型輕重非正相關(guān)。

此外，文獻(xiàn)報道1例出生后先后出現(xiàn)先天攣縮、手腳畸形、房間隔缺損(膿腫型)和肺動脈瓣狹窄、身材矮小、小頭畸形、面容異常、運動發(fā)育遲緩、語言發(fā)育遲緩、視力、聽力減退的患兒，4歲時行外周血核型檢測結(jié)果正常，外周血淋巴細(xì)胞核型正常，僅成纖維細(xì)胞核型提示25%5號染色體三體嵌合[25]。因此，鑒于不同組織類型對于5號染色體三體嵌合的檢出差異，對于患有多系統(tǒng)異常、智力低下的患兒，具有正常的外周血染色體核型，成纖維細(xì)胞染色體核型檢測應(yīng)予以考慮。

2.3 治療與預(yù)后 目前對嵌合型5號染色體三體患兒的治療主要是對癥處理，包括重癥監(jiān)護，機械通氣，胃管喂食，心臟結(jié)構(gòu)異常，骨骼畸形，眼部畸形的外科矯正手術(shù)，運動、語言發(fā)育遲緩的康復(fù)支持治療。文獻(xiàn)報道1例產(chǎn)前羊水提示胎兒為嵌合型5號染色體三體(嵌合比例25%)，出生后外周血核型未檢出5號染色體三體，染色體微陣列分析提示存在UPD(5)，患兒出生后多發(fā)畸形，長期接受重癥監(jiān)護，1歲時因敗血癥夭折，其臨床表型的嚴(yán)重性可能與UPD(5)相關(guān)。若產(chǎn)前診斷提示胎兒為嵌合型5號染色體三體，應(yīng)注意觀察胎兒超聲是否存在結(jié)構(gòu)異常[18]，需進一步檢測以排除單親二體可能性。

2.4 實驗室檢查 目前對5號染色體三體嵌合的實驗室檢測仍優(yōu)先考慮采用細(xì)胞遺傳學(xué)核型分析和FISH方法[8]，回顧的病例數(shù)據(jù)提示在同一病例中，相對于臍血或外周血樣本，羊膜細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和胎盤組織進行核型分析時，5號染色體三體嵌合檢出率可能會更高。對5號染色體三體嵌合的細(xì)胞遺傳學(xué)確認(rèn)，血液樣本不是好選擇。

2.5 再發(fā)風(fēng)險評估及遺傳咨詢意見 5號染色體嵌合再發(fā)風(fēng)險較低，產(chǎn)前診斷中遺傳咨詢特別具有挑戰(zhàn)性。產(chǎn)前羊膜細(xì)胞中檢出5號染色體三體嵌合可能提示胎兒臨床表型異常的風(fēng)險，但嵌合比例和臨床表型嚴(yán)重程度的關(guān)聯(lián)性不確定，嵌合臨床表型的闡述存在困難。由于三體(或單體)拯救機制可能導(dǎo)致嵌合體和單親二體同時發(fā)生，兩者表型的分離是一項挑戰(zhàn)。不同組織類型對于嵌合的檢出差異大，對于患有多系統(tǒng)異常、不明原因發(fā)育遲緩、智力低下的患兒，具有正常的外周血染色體核型，應(yīng)考慮進一步尋找其他標(biāo)本類型如成纖維細(xì)胞是否存在嵌合[25]。

3 5號染色體單親二體

3.1 概況 UPD(5)在活產(chǎn)兒中發(fā)生率很低，查閱http:∥upd-tl.com/upd.html網(wǎng)站和文獻(xiàn)僅發(fā)現(xiàn)13例UPD(5)相關(guān)報道，其中4例未明確致病基因，1例包含基因SCZD1，但尚未明確臨床相關(guān)性，8例包含明確致病基因。5號染色體暫無明確疾病印記基因。13例相關(guān)的案例報道中8例有明確的致病基因與相關(guān)臨床疾病表現(xiàn)一致。8例案例的致病基因包括GHR、LIFR、MTRR、SLC26A2、SLC9A3、SMN1/SMN2和SPINK5基因，相關(guān)疾病的遺傳模式均是常染色體隱性遺傳[26-36]，相關(guān)致病機制為通過單親二體把攜帶者父或母一方遺傳的隱性有害等位基因顯示出來。目前為止(2019年11月)5號染色體共有約113個已知致病基因與常染色體隱性遺傳疾病相關(guān)。

3.2 臨床特征 文獻(xiàn)報道2例母親或父親來源的5號染色體UPD的臨床案例，但案例中沒有觀察到與5號染色體UPD相關(guān)的表型[37,38]。該表型正常的案例報告為5號染色體上沒有印跡基因提供了有力的支持證據(jù)。UPD(5)在活產(chǎn)兒的臨床表現(xiàn)主要與5號染色體上存在的近113個已知常染色體隱性遺傳基因相關(guān)。

3.3 治療與預(yù)后 UPD所致臨床表型的治療及預(yù)后與攜帶者父或母一方遺傳的隱性有害等位基因密切相關(guān)，其相關(guān)治療與預(yù)后與特定的基因所致疾病有關(guān)。

3.4 再發(fā)風(fēng)險評估及遺傳咨詢意見 對于UPD(5)的再發(fā)風(fēng)險評估需要在進行相關(guān)實驗室檢測明確以下幾個相關(guān)信息，包括：①通過家系(患者-父親-母親)的分析可以確定相關(guān)染色體UPD的存在依據(jù)；②需要明確UPD的大小以及在基因組的區(qū)域坐標(biāo)范圍，確定是整條染色體的UPD還是局域性的UPD；③需要明確在UPD的基因組的區(qū)域的父或母一方遺傳來源；④需要評估在UPD區(qū)是否存在與常染色體隱性遺傳疾病相關(guān)致病基因；⑤需要評估是否存在與常染色體隱性遺傳疾病相關(guān)致病基因的患者和單親二體來源的一方的相關(guān)致病點突變和indel的突變。排除5號染色體上常染色體隱性遺傳疾病相關(guān)風(fēng)險后，沒有針對UPD(5)再發(fā)風(fēng)險評估的準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。研究報道，目前群體的UPD整體發(fā)生頻率風(fēng)險大約是1/2000～1/3500可作為參考[38,39]。

綜上，本文結(jié)合既往的文獻(xiàn)報道及本單位的數(shù)據(jù)，分別對完全型5號染色體三體、嵌合型5號染色體三體、5號染色體單親二體的產(chǎn)生機制、發(fā)生率、臨床表型、相關(guān)治療、預(yù)后及再發(fā)風(fēng)險等進行總結(jié)，對5號染色體產(chǎn)前遺傳學(xué)診斷及遺傳咨詢提供幫助。