9號染色體三體、嵌合體及單親二體的臨床特征及遺傳學診斷

李海軍 劉思平 許育雙 王德剛 吳瑞楓 王珊珊 張俊榮

(1.中山博愛醫院 產前診斷中心，廣東 中山 528403；2. 南方醫科大學南方醫院 產前診斷與遺傳病診斷技術中心，廣東 廣州 510515； 3. 南通大學附屬醫院 產前診斷中心，江蘇 南通226021)

9號染色體為人類23對染色體中的一對，正常情況下來源于父母親本各一個拷貝。其為C組中等大小的亞中著絲粒染色體，全長141 213 431bp，約占細胞總DNA的4.5%，包含2466個基因，605個為OMIM基因，已證實162個OMIM基因與疾病關聯(數據來源于https:∥ghr.nlm.nih.gov/condition；https:∥www.gena.tech/)，9號染色體包含1個印記基因GLIS3，該基因的致病效應尚不明確。(數據來源于http:∥igc.otago.ac.nz)。除9號三體綜合征外，與9號染色體相關的綜合征有9p四體綜合征、9p三體綜合征、環狀9號染色體綜合征、9p缺失綜合征(OMIM#158170)，9p24.3微缺失綜合征(OMIM#154230)、9q22.3微缺失綜合征。本綜述就9號染色體完全三體、嵌合三體及單親二體患者的臨床表型、宮內影像學特點、相關治療、預后和再發風險評估進行綜述，以期對臨床的遺傳咨詢、產前診斷、臨床處置提供幫助。

1 9號染色體三體型及嵌合型

1.1 發生機制及頻率 完全型9號染色體三體(簡稱9-三體)是指個體所有細胞9號染色體拷貝數增加一個，嵌合型9號染色體三體(簡稱嵌合型9-三體)是指個體中部分細胞為9-三體，部分為正常二倍體。9-三體主要是親本配子形成過程中減數分裂錯誤所致，減數分裂Ⅰ期同源染色體不分離或減數分裂Ⅱ期姐妹染色單體不分離形成的二體型配子與正常配子受精后，形成9-三體合子發育成9-三體個體[1]。嵌合型9-三體發生于合子后的有絲分裂錯誤和三體挽救。有絲分裂錯誤導致染色體不分離事件發生，單體細胞在發育過程常常丟失，三體細胞往往存活，與二倍體細胞系形成嵌合型。三體挽救是三體的部分細胞系通過丟失第三條染色體或分裂后期延來挽救非整倍體。其次，體細胞新發突變也是形成嵌合型三體的事件之一[2]。另外，部分嵌合型9-三體患者遺傳于其同樣為嵌合的父母一方[3]。

9-三體是一種致死性的染色體病，胚胎常在20周前發生自然流產，其占比約為2.4%[4]。9-三體嬰兒在活產嬰兒中極為罕見，只有0.1%的9-三體嬰兒會出生且預后較差，存活時間從幾分鐘到9個月不等[5]。目前尚沒有文獻報道嵌合型9-三體的發生率[6]，然而，相對于其他染色體，9號染色體發生嵌合三體的概率更高，Hsu等[7]歸納出151例行羊水培養發現為嵌合體的病例，其中，嵌合型9-三體就有25例，占比為16.6%。

1.2 9三體患兒的臨床特征 絕大部分9-三體的胎兒會在孕早期死亡，但仍然有一小部分胎兒在孕期存活甚至出生。Feingold和Atkins[8]于1973年報道首例9-三體的患兒，該患兒為男性嬰兒，存活了28天，表現為心腦、骨骼、肝臟等多系統異常和顏面部多發畸形。1981年Mantagos等[9]報道了2例出生后不久就死亡的9-三體新生兒，亦有相似表型，特征性的外觀(小眼、球狀鼻、低位耳、小頜、腭裂)、神經系統畸形(胼胝體發育不良)、心血管發育異常(持續左上腔靜脈、室間隔缺損)、腎臟發育異常(腎積水)、骨骼異常(關節脫位、手指屈指攣縮)、生殖器發育不良等。2009年Kannan等[10]報道了1例存活了20天的9-三體患兒，表型為先天性的多發異常：小臉、前囟門寬、枕突出、小頜畸形、低位耳、瞼裂向上、高腭弓、頸蹼、胸骨短、重疊指、髖外展受限。綜上發現，9-三體患兒生存期短，有獨特的顱面畸形：低位耳、小頜、球狀鼻、小眼或眼瞼裂、腭裂，患有嚴重的先天性多發畸形。

1.3 9-三體胎兒的宮內超聲特征與娩出后的表型特征 本文對10篇文獻[11-20]報道的21例通過核型分析、熒光原位雜交(fluorescence in situ hybridization，FISH)確診為9-三體的病例進行了匯總分析，歸納出了這21例病例的妊娠結局、宮內表現和娩出后的外觀特征。66.7%的胎兒終止了妊娠，繼續妊娠的7例胎兒出現了不良的妊娠結局(胎死宮內和出生后夭折)，生存時間最長的為4天[12]。11例胎兒收集到了產后的表型數據。

在這21例病例中，81.0%的胎兒在妊娠早期和中期得到了診斷，平均診斷孕周為22.1周。除1例12周診斷為9-三體17周胎死宮內的胎兒超聲無特殊外，高達95.2%有超聲的特征性表現。85.7%的有神經系統的異常：Dandy-Walker發生率最高，在28.6%的胎兒中發現該畸形，其次是小腦蚓部缺如或發育不良23.8%，其他還包括胼胝體發育不全、腦室增寬、透明隔腔消失和骶部脊髓脊膜膨出等。71.4%的胎兒在孕期被超聲觀察到顱面部畸形：頭部形態異常(小頭、多頭、草莓頭等)常見，出現在33.3%的胎兒中，其次是小下頜畸形28.6%，其他還包括眼部異常(小眼、眼瞼裂等)、耳朵異常(低位耳、外耳耳廓畸形等)、唇腭裂、眼距過窄、額部異常等。生長受限出現在57.1%的胎兒中，2例胎兒(表格1病例3和病例4)16周時就出現生長受限[12]。61.9%的胎兒有心臟的發育異常，以左心發育不良、房室間隔缺損最為常見。其他畸形還包括骨骼系統(33.3%)：大多表現為手足關節異常和手指彎曲，泌尿系統(33.3%)：腎積水、多囊腎常見，羊水量異常(28.6%)，水腫腹水(14.3%)，和單臍動脈(14.3%)。(61.9%)的胎兒合并有超聲軟指標的異常。這提示我們，當超聲發現胎兒宮內發育遲緩合并腦部發育異常、顱面畸形、心臟畸形、骨骼異常、泌尿生殖系異常時應考慮到9-三體的可能，應對胎兒宮內產前診斷行染色體檢查。

11例確診為9-三體胎兒的產后表型由引產后胎兒的外觀檢查及尸檢得到，與產前超聲的發現高度一致[11,13-15,16-18,20]。頭頸部畸形在11個病例中均被觀察到，排在畸形的首位，小下頜發生率最高達81.8%，其次是低位耳(72.8%)，球狀鼻、眼部畸形、唇腭裂、頭部形態異常也較為常見；排在第二位的畸形是骨骼系統(90.9%)，娩出后觀察到的畸形和產前超聲發現的基本一致，以手足關節異常和手指彎曲最為常見；依次是心臟發育異常(63.6%)，房室間隔缺損最為常見，與超聲發現的心臟畸形吻合；再次是神經系統(45.5%)，Dandy-Walker畸形在3個尸解的胎兒中被證實；其他受影響的系統包括泌尿系統，生殖器系統。有尸體解剖的病例增加了消化系統、呼吸系統和內分泌器官畸形的發現。

1.3.1 嵌合型9-三體患者的臨床特征 嵌合型9-三體患兒于1973年被Haslam等[21]首次報道，患者為9歲男孩，有嚴重的智力低下、特殊面容、身材矮小、肌張力低下、右室室間隔缺損、動脈導管未閉以及腦部明顯異常。嵌合型患者的臨床表現多樣，包括智力低下、生長發育遲緩、特殊面容、心臟、肺臟、腎臟和骨骼異常等[22,23]。

本文匯總分析了27篇文獻[21,24-49]報道的通過遺傳學技術確診為嵌合型9-三體的31例病例，總結了嵌合型9-三體的生存期、臨床特征、宮內表現和妊娠結局，詳細信息請參考表格2。在31例病例中，有13例患者(表格2的病例4、7、16、19、21、24～31)的生存期較長，年齡為1.5～108月，平均為34.3月，有1例存活的患者(表格2的病例23)文獻未提供年齡信息[43]，表型數據由體格檢查所得[21,26,29,38,40,41,44-49]。剩下的17例，有11例孕期終止了妊娠，6例出現不良的妊娠結局，如胎死宮內或出生后不久夭折。這17例胎兒的表型數據由引產后檢查或尸體解剖所得。

畸形特征上，嵌合型9-三體患者頭頸部畸形發生率為100%，與完全型9-三體的相同，低位耳以77.4%的占比位居首位，小下頜畸形以61.3%位居其次，球狀鼻/蒜頭鼻以38.7%排在第三。其他常見的畸形特征還包括外耳畸形、腭裂、高弓腭、短瞼裂(眼瞼裂/小眼球)、眼睛深陷、前額異常、小頭畸形等，畸形特征上與完全型相似，排序上有所區別。骨骼畸形排在系統畸形的第二位(54.8%)，關節異常包括攣縮、脫位最為常見，其次為肢端發育異常、椎骨畸形。35.5%的病例有心臟心血管發育畸形，以房室間隔缺損發生率最高。只有16.1%的病例出現神經系統的發育異常(腦積水占比為60%)，這跟9-三體病例高達85.7%的神經系統發育畸形的有實質性的區別。其他系統的畸形還包括生殖系統(32.2%)，隱睪、外陰發育不良和尿道下裂常見，泌尿系統(19.4%)包括腎積水、輸尿管異常、腎發育異常等畸形，消化系統(16.1%)，呼吸系統(12.9%)和掌紋異常(9.7%)。低體重，生長緩慢和身材矮小、精神運動遲緩和深度學習障礙在生存期長的13例患兒中也較為常見。

1.3.2 嵌合型9-三體胎兒的宮內超聲特征 在匯總的31例病例中，24例收集到妊娠期超聲表型數據。嵌合型9-三體的胎兒宮內超聲表現跟9-三體胎兒有所區別，有超聲多發畸形特別是腦部發育異常的胎兒并不常見，只在文獻[27,33,34]報道的3例胎兒(表格2的病例5、11、12)中發現腦部發育異常。75.0%的胎兒生長受限，大部分是在妊娠中晚期被發現的。排在第二位的超聲發現為胎兒羊水量異常，37.5%的胎兒妊娠期有羊水過多或過少。其他在中晚孕期發現的異常還包括頭頸部(12.5%)、泌尿生殖系統(12.5%)、神經系統(8.3%)。骨骼系統異常和臍動脈舒張期頻譜缺失各有1例。

因而，當臨床發現胎兒生長受限、羊水量異常且合并其他系統異常時，應對胎兒宮內產前診斷行染色體檢查。

1.3.3 嵌合比例與表型異常嚴重程度的關系 在31例病例中，17例在宮內通過遺傳學檢測技術發現為嵌合型9-三體，嵌合比例5.6%～100%不等，樣本來源為16例羊水、1例絨毛，12例產前為嵌合的病例通過淋巴細胞或其他組織確認為嵌合型9三體。嵌合比例與產前超聲關聯分析表明，嵌合比例的高低和胎兒超聲表現并沒有明確的相關性，尚不能夠通過嵌合比例的高低去預測胎兒表型輕重和預后。Chen等[37]報道的孕16周羊水發現嵌合率為75%的胎兒(表格2病例15)超聲表現為側腦室擴張，Zadeh等[39]報道的孕15～16周羊水發現嵌合率為85%的胎兒(表格2病例17)宮內無異常的超聲表現，引產后兩胎兒只觀察到頭頸部的畸形，并未發現其他系統畸形。而Takahashi等[40]報道的孕29周羊水發現嵌合比例為10%的胎兒(表格2病例18)宮內卻出現嚴重的非對稱性宮內發育遲緩并在妊娠33周時胎死宮內，引產后除發現有頭頸部的畸形外，還合并肺的發育異常。

14例出生后確診為嵌合型9-三體的病例三體的嵌合比例為1.6%～82%，他們具有相似的臨床表型，除頭頸部畸形特征，均合并有其他系統的異常。Cantú等[32]報道1例出生后不久即夭折的新生兒，為1.6%的低比例嵌合(表格2病例10)，Smoleniec等[35]報道的1例高比例(82%)嵌合病例，在孕期終止了妊娠(表格2病例13)，表型上，兩者均有著相似的多發畸形，提示嵌合比例與疾病的嚴重程度并不明確相關。

1.4 治療和預后 9-三體患兒往往出生后在短時間內夭折，文獻報道出生后的病例均有多系統的畸形，治療也是以基礎生命支持為主。目前尚沒有針對嵌合型9-三體的特效治療方法，通常只能使用藥物和其他措施對癥治療，手術糾正先天缺陷：如合并先天性心臟病、腦積水、顱面骨骼生殖系統畸形的患者，但效果卻不盡人意。指導學習生存技能，改善患者生活質量。早期干預對確保受影響兒童發揮其潛力也很重要。嵌合型9-三體長期生存的報道不多，大多因各種并發癥很難存活到成年，從Bruns和Campbell[22]3年6個月(2010年9月1日至2014年2月28日)完成對25例嵌合型9-三體新生兒的出生信息、醫療狀況和發育狀況調查的文獻看，調查完成時存活時間最長的患者是24年，1例患者因疾病而夭折。多數患者在調查期間對器質性病變行了手術糾正：房間隔修補術、室間隔修補術、胃部造瘺術、腺樣體切除術等。Bruns等[23]報道的14例嵌合型9-三體病例年齡為2～239月，1例在4個月時死亡，其余13例均存活。Arnold等[50]報道的23例嵌合型9-三體患兒中，5例生存時間小于1個月，12例生存時間小于12個月。

1.5 實驗室檢查 對9號染色體三體及其嵌合體的檢測，首先考慮經濟適用的核型分析技術和FISH， Chen[30]認為未經培養羊水間期FISH是一種確認嵌合狀態的非常有效方法。隨著近年來分子遺傳學技術的發展，染色體微整列技術和下一代測序技術以其檢測全面、通量高等特點也在三體及嵌合三體檢測方面得到了應用和發展。對區分9-三體來源，熒光PCR技術和單核苷酸多態性微整列芯片(single nucleotide polymorphism array，SNP array)是一種恰當的方法。Tang等[43]對1例產前嵌合率差別較大的胎兒出生后采用核型分析和SNP array對外周血和皮膚組織進行檢測，經比對后認為SNP array是一種確診嵌合型9-三體的適宜技術。

1.6 再發風險評估 染色體非整倍體是導致不孕不育、不良妊娠結局和胎兒畸形的重要原因。人類配子染色體異常很常見，在未受精的配子中，大約有20%的卵母細胞和2%～5%的精子會有染色體的異常，有生育問題的夫婦其配子染色體的異常率可能更高。對未行移植的胚胎研究發現，有高達50%的胚胎有染色體的異常。早期自然流產胚胎約一半有染色體的異常，三體在異常中的占比約為60%，胚胎三體的發生風險會隨著母親年齡的增加而增加[51]。9-三體的再發風險與孕婦年齡、夫妻是否為低比例生殖腺嵌合相關，孕婦年齡越大，發生三體的幾率就越高，父母一方為生殖腺嵌合時，其發生三體的概率也會同比增高。父母核型正常提示患者為新發，再發風險低。若父母一方為嵌合型9-三體，再發風險較高。Willatt等[52]總結了一些生育過9-三體嵌合患兒的案列，夫妻一方為9號染色體臂間倒位，再發風險可能會提高，同時指出這并不能完全確定。生育過9-三體或嵌合型9 -三體的孕婦，均應行宮內產前診斷。

1.7 作者所在單位9-三體、嵌合型9-三體的檢出率 作者匯總了3家單位近年來產前樣本與流產組織的檢測情況，統計了9-三體、嵌合型9-三體在羊水、絨毛和流產組織中的檢出例數，詳見表3。從中發現，9-三體在流產組織的檢出率為1.31%，比文獻報道的2.4%要低，在20 959例羊水樣本中，只檢出9-三體1例，嵌合型9-三體4例，檢出率非常低。

2 9號染色體單親二體

2.1 發生機制 單親二體(uniparental disomy，UPD)在活產嬰兒的發生率約為1∶2000[53]。9號染色體單親二體[uniparental disomy 9，UPD(9)]是指個體所有細胞中，2條9號染色體均來源于親本的一方，按照來源的不同，分為母源性UPD和父源性UPD。UPD通常是由兩次不分離事件引起的，第一次發生在減數分裂，第二次發生在有絲分裂。同一親本的兩個同源染色體不分離發生在減數分裂I期，導致單親異二體的概率增加。減數分裂Ⅱ期的不分離是指姐妹染色單體不分離，造成單親同二體的概率增加。因而，形成的配子可能是二體型或零體型，與正常配子受精后，合子后事件發生第二次不分離事件，有絲分裂通過三體挽救、單體挽救來挽救非整倍體。另外，分裂后期延遲也可作為引起三體挽救事件出現。羅氏易位、其它染色體易位、等臂染色體、缺失重復有關的有絲分裂錯誤，也是UPD事件發生的原因，其中與UPD(9)關聯的為等臂9號染色體[53-55]。

2.2 臨床特征 根據目前的研究，9號染色與印記效應相關性較小，9號染色體只含有1個父源表達的印記基因GLIS3，該基因一般在胎盤表達，致病效應尚不明確(數據來源于http:∥igc.otago.ac.nz)。目前，有36例UPD(9)的病例被ChromosOmics數據庫收錄，母源23例，父源8例，來源未知5例。文獻報道有表型的病例(詳細信息請參考表格4)主要分成兩類，一為9號染色體上隱性基因暴露導致UPD(9)患者出現相應的臨床癥狀，在收集的20例UPD(9)病例中，10例屬于這種情況(表格4的病例2～5、7、8、15、16、19、20)，涉及到的基因為RMRP、SURF-1、SARDH、IL11RA、B4GALT1、SIGMAR1、AUH和ASS1，對應的疾病為軟骨毛發發育不良(OMIM#250250)、線粒體復合物Ⅳ(細胞色素c氧化酶)缺乏癥(OMIM#220110)、肌氨酸血癥(OMIM:#268900)、顱縫早閉和牙齒異常(OMIM#614188)、IId型先天性糖基化障礙(OMIM#607091)、青少年肌萎縮側索硬化癥16型(OMIM#614373)、3-甲基戊二酰酸尿癥，Ⅰ型(OMIM#250950)和古典型瓜氨酸血癥(OMIM#215700)[57-59,61,62,67,68,70]。其中，RMRP和SURF-1基因純合突變引起相應的疾病各有2例[57,58,68]。另一類是合并染色體異?；蚱渌愋偷幕蛲蛔?例[30,60,63,64,66,69,70]，占比35.0%，其中，6例病例合并嵌合型9-三體。這提示臨床發現UPD(9)病例時應密切關注患者或胎兒的表型，考慮存在隱性基因暴露或合并三體引起相應疾病的可能。孕期超聲無異常發現的病例被Wilkinson等[54]報道(表格4病例10)，胎兒絨毛短期培養核型發現為嵌合型9-三體，長期培養和引產后組織FISH為正常二體，微衛星分析顯示母源的UPD(9)，終止妊娠后證實為胎盤嵌合型9-三體，這也是首例產前發現的UPD(9)。只發現UPD(9)的病例結局和預后均良好，被報道為UPD(9)的很多病例均與嵌合型9-三體相關，這部分病例三體主要或完全局限于胎盤組織，胎盤為三體胎兒為二體的情況并不少見[71]。

2.3 遺傳咨詢與檢測方法 Liehr等[72]提示至少有1/3的UPD病例合并有染色體的異常，這提示我們在發現UPD 9時，應注意是否合并有染色體的異常，特別是要排查嵌合型9-三體的情況。UPD會增加隱性遺傳病的發病風險，如臨床有明確的表型，應注意9號染色體上100個隱性基因暴露的可能。UPD(9)再發風險與孕婦年齡相關，孕婦年齡越大，發生UPD的幾率就越高。檢測UPD(9)實驗室常采用的手段為細胞遺傳學的染色體異質性或重排檢測技術，微衛星分析、甲基化檢測和SNP array技術。

表2 文獻報道的嵌合型9-三體病例匯總表

續表

續表

表3 23 990例產前及流產組織標本中9-三體及嵌合型9-三體的檢出例數(例)*

表4 已經報道的UPD(9)病例匯總

續表