席 微,劉恒濤,2,竇肇華,3* (.北京家恩德運醫(yī)院,北京 009;2.北京仁基源醫(yī)學(xué)研究院,北京 0;3.吉林醫(yī)藥學(xué)院,吉林 吉林 3203)
近年來,我國不孕不育人群逐年擴大,成為人口出生率下降不容忽視的因素之一。1995年我國不孕不育率僅3%左右,隨后二十年快速上升,2007年已達11.9%,2010年更達15.5%[1]。不孕不育的原因十分復(fù)雜,其中卵子和精子的形成過程異常以及胚胎發(fā)育異常,很大一部分原因來自遺傳因素。國內(nèi)有不少研究文獻討論了染色體異常和不孕不育之間的相關(guān)性,但調(diào)查對象人數(shù)多以千計,數(shù)據(jù)基數(shù)較小,結(jié)論的可靠度受到影響。本研究采納北京某醫(yī)學(xué)研究院的大數(shù)據(jù),分析全國22 740名育齡人員中,異常染色體攜帶者的精確數(shù)量與各類常見染色體異常在不同年齡段、不同性別人群中的詳細分布狀況,并作簡單解析,提出幾點建議,供決策部門參考。
自2015年1月到2020年12月,對來自全國各地的22 740例20-45歲育齡受檢者,在知情同意的原則下采集其外周血,進行550-850條帶(圖1)水平的高分辨率染色體核型檢查分析[2]。圖1中紅色850G模式圖是ISCN標準圖與核型分析中的第12號染色體各條帶對應(yīng),示該核型的顯帶標準達到850條帶。
用肝素鋰抗凝管無菌操作抽取受檢者外周靜脈血3 mL,取適量外周血樣本接種到專用HD培養(yǎng)基內(nèi),5%二氧化碳,37 ℃培養(yǎng)72 h。在收獲細胞前用0.2 g/L秋水仙素處理20 min;離心去上清液,低滲處理15 min;固定(乙酸∶甲醇=1∶3),離心去上清液,加新鮮固定液制成細胞懸液。將細胞懸液滴在潔凈濕冷的玻片上,風(fēng)干后移入90 ℃烤箱烘烤2 h。經(jīng)過胰酶消化、吉姆薩染色,加蓋玻片晾干。分析所用系列試劑,均為醫(yī)學(xué)研究院自制。將制備好的玻片用Leica全自動玻片掃描系統(tǒng)GSL-120掃描拍攝,獲得分散的細胞分裂中期染色體圖像。用CytoVision軟件輔助分析中期細胞染色體核型,歸納結(jié)果。
圖 1 高分辨染色體,G顯帶850條帶
22 740例受檢者中,938例查見染色體異常,占4.12%。其中染色體結(jié)構(gòu)異常381例,占1.68%;染色體數(shù)目異常557例,占2.45%;相互易位192例,占0.84%;羅氏易位59例,占0.26%;染色體倒位63例,占0.28%;雙著絲粒染色體、環(huán)狀染色體、標記染色體等其他結(jié)構(gòu)異常67例,占總數(shù)的0.29%(圖2和圖3)。圖2A中1號、5號與6號染色體紅色箭頭示異常染色體及其斷點與重新連接點。紅色550G模式圖是ISCN標準圖與核型分析中的第7號染色體各條帶對應(yīng),示該核型的顯帶標準達到550條帶。圖2B是圖2A中的異常染色體結(jié)構(gòu)模式圖;藍色示1號染色體,紫色示5號染色體,綠色示6號染色體;左側(cè)是正常染色體模式圖,右側(cè)是異常染色體模式圖;5號染色體長臂末端的灰色長條示其獲得不明染色體片段。其中本次檢查的某患者,在北京某三甲醫(yī)院做了400條帶的染色體核型分析(圖3A),未查見異常;而在本醫(yī)學(xué)研究院的550條帶的染色體檢查(圖3B)中,確認了該患者2號染色體與5號染色體之間存在微小片段的平衡易位。
各類染色體異常在不同年齡段及男女性別中的分布與占比,詳見表1和表2。其中占比統(tǒng)計數(shù)值為異常人數(shù)/分類人群總數(shù)的比值,染色體結(jié)構(gòu)異常劃分為相互易位、羅氏易位、倒位與其他異常等四大類,染色體數(shù)目異常未分類。
圖 2 復(fù)雜相互易位的染色體核型(A)及模式圖(B)
圖 3 反復(fù)流產(chǎn)患者400條帶以下(A)及550條帶(B)的染色體核型分析
不孕不育是指男女雙方在不采取避孕措施,在正常頻次的性生活背景下,連續(xù)12個月內(nèi)未孕[3]。不孕不育的概念不單是無法受孕,也涵蓋了胎停育、反復(fù)自發(fā)流產(chǎn)、死胎等情形。本研究所述的不孕不育,延用后者這種更廣義的概念。反復(fù)自發(fā)流產(chǎn)占據(jù)了不孕不育中的很大一部分。歐洲人類生殖與胚胎學(xué)會年會ESHRE的大型研究指出[4],臨床上反復(fù)自發(fā)流產(chǎn)中,50%以上有染色體異常(數(shù)量異常、結(jié)構(gòu)異常等)。這種胚胎染色體異常,與夫妻染色體無關(guān)。
另一部分不孕不育問題由夫妻倆一方或雙方染色體結(jié)構(gòu)異常引起。平衡易位、羅氏易位、染色體倒位等染色體結(jié)構(gòu)異常的攜帶者,其遺傳物質(zhì)總量平衡,基因總數(shù)不變,自身健康,無臨床癥狀,但形成的生殖細胞中,較大概率繼承衍生異常染色體,導(dǎo)致精子或卵子內(nèi)遺傳物質(zhì)不平衡,受精后使胚胎基因數(shù)目異常,在不同發(fā)育階段導(dǎo)致胎停育、流產(chǎn)或出生缺陷。一對夫婦可能單方攜帶染色體異常,也有可能同時攜帶。黃伏蓮[5]等研究指出,不孕不育夫婦中,女方因素占38.21%,男方因素占23.49%,雙方共同因素占38.30%。這些數(shù)據(jù)強調(diào)說明了男女雙方需要同時檢查,不單單是女性的問題。
本次調(diào)查發(fā)現(xiàn),平衡易位等平衡性染色體結(jié)構(gòu)異常攜帶者達到總?cè)巳旱?.68%,比文獻記載的參考值0.2%~0.4%高的多[6]。本次調(diào)查對象都是做的550條帶水平以上的高分辨率染色體核型分析,更容易檢出微小片段的染色體結(jié)構(gòu)異常。在不漏診、誤診的前提下,查清染色體異常的狀況,這類攜帶者人群其實完全可以通過針對性的技術(shù)手段實現(xiàn)優(yōu)生優(yōu)育。如果漏診,攜帶者很可能因為反復(fù)流產(chǎn)、反復(fù)試管嬰兒失敗等,面臨精神壓力與經(jīng)濟壓力的雙重打擊。
本次調(diào)查對象限定在20-45歲育齡人群,來自全國各地,有較好的普遍性與代表性。一些常見的染色體異常遺傳病患者,比如貓叫綜合征、天使綜合征等,較難存活到20歲,在本次調(diào)查中未有查見。本研究重在反映臨床上無明顯異常的普通育齡人群,攜帶染色體異常的數(shù)據(jù)狀況,并非全人口、全年齡段的一個統(tǒng)計。
本研究發(fā)現(xiàn),染色體數(shù)目異常的病例高達2.45%,絕大部分都是性染色體相關(guān)的純合或嵌合型數(shù)目異常。本次調(diào)查發(fā)現(xiàn),45,X細胞系、47,XXX細胞系與正常女性46,XX細胞系低比例嵌合的情況,在育齡婦女中較為普遍;20歲年齡段的女性攜帶性染色體數(shù)目異常的比例只有1.67%,30歲年齡段則躍升到3.27%,40歲以上則為8.32%。意味著隨著女性年齡增加,X染色體在細胞分裂復(fù)制過程中,不穩(wěn)定性顯著提升。醫(yī)學(xué)上把35歲以上的育齡婦女歸為高齡產(chǎn)婦,本數(shù)據(jù)從另一個側(cè)面印證了這樣的劃分。
表 1 男性各年齡段育齡人群中的染色體異常分布[n(%)]
表 2 女性各年齡段育齡人群中的染色體異常分布[n(%)]
我國育齡人群基數(shù)龐大,若能大比例消除染色體異常帶來的不孕不育或出生缺陷,對全國范圍的優(yōu)生優(yōu)育,會有很強的助力;即使稍微降低由于染色體異常造成的不利因素,也能解決眾多家庭的生育困難,降低全社會的生育成本。我國每年新出生人口中有5.6%是缺陷兒[7],優(yōu)生優(yōu)育是我國一項特別重要的公共服務(wù)。2016年我國印發(fā)和實施《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》,倡導(dǎo)優(yōu)生優(yōu)育,提出構(gòu)建覆蓋城鄉(xiāng)居民各階段出生缺陷防治體系;2021年5月我國又在《中共中央國務(wù)院關(guān)于優(yōu)化生育政策促進人口長期均衡發(fā)展的決定》中對健全出生缺陷防治網(wǎng)絡(luò)提出三級預(yù)防措施,堅持不懈的優(yōu)化生育領(lǐng)域的方法和政策。在“重預(yù)防”的理念下,推進孕前優(yōu)生健康檢查被列入措施之一。2010年起,我國開展的國家免費孕前優(yōu)生健康檢查項目中,包含男女雙方的生殖系統(tǒng)、血尿常規(guī)、肝腎功能及艾滋梅毒的檢查,女性還有血清葡萄糖、甲狀腺功能、巨細胞、弓形蟲、婦科分泌物及超聲常規(guī)檢查。現(xiàn)有的檢查項目可以有效預(yù)防胎兒后期不良發(fā)育問題,卻無法預(yù)防異常遺傳物質(zhì)攜帶引發(fā)的不良生育結(jié)果,或某些先天性出生缺陷。因此,切實有效的做好、健全出生缺陷防治網(wǎng)絡(luò)的一級預(yù)防措施,可減少二、三級預(yù)防措施成本和不良妊娠結(jié)局,對特定人群采取針對性的預(yù)防措施,以減少醫(yī)療成本浪費和家庭生育成本。這樣的背景下,孕前染色體檢查方案顯得尤為重要。
結(jié)合本次調(diào)查數(shù)據(jù)與社會現(xiàn)實,提出以下建議:第一,育齡夫婦備孕前需同時檢查染色體;第二,染色體檢查的質(zhì)量應(yīng)整體提升,生殖領(lǐng)域孕前外周血染色體檢查應(yīng)達到550條帶的國際通行水平,以最大限度減少誤診、漏診;第三,對育齡人群大力科普孕前染色體檢查的意義,最好能把孕前染色體檢查列入優(yōu)生孕前健康檢查項目,以降低染色體問題引起的不孕不育人群數(shù)量;第四,對于有過反復(fù)自發(fā)流產(chǎn)、胎停育等不良孕產(chǎn)史的夫婦,應(yīng)把550-850條帶水平的高分辨率、超高分辨率染色體核型分析檢查列入必查項目,利于檢出微小片段染色體異常,針對性解決問題。