人類基因組由23對(duì)染色體中的60億個(gè)堿基（或核苷酸）組成。

正常人類基因組成分通常是以2個(gè)拷貝存在，分別來自父母。

拷貝數(shù)變異（CNV）是由基因組發(fā)生重排而導(dǎo)致的，一般指長度為1kb以上的基因組大片段的拷貝數(shù)增加或者減少，主要表現(xiàn)為亞顯微水平的缺失和重復(fù)，是人類疾病的重要致病因素之一。

異常的DNA拷貝數(shù)變化（CNV）是許多人類疾?。ㄈ绨┌Y、遺傳性疾病、心血管疾?。┑囊环N重要分子機(jī)制。作為疾病的一項(xiàng)生物標(biāo)志，染色體水平的缺失、擴(kuò)增等變化已成為許多疾病研究的熱點(diǎn)，然而傳統(tǒng)的方法（比如G顯帶，F(xiàn)ISH，CGH等）存在操作繁瑣，分辨率低等問題，難以提供變異區(qū)段的具體信息。

CNV，即拷貝數(shù)變異，一般指長度為1kb到幾個(gè)Mb基因組大片段的拷貝數(shù)復(fù)制、缺失。

CNV被定義為一段至少1kb大小DNA的拷貝數(shù)，與具有代表性的參考基因組拷貝數(shù)不同。

CNV在基因組中的存在形式主要有以下幾種：

2條同源染色體拷貝數(shù)同時(shí)出現(xiàn)缺失；

1條同源染色體發(fā)生缺失，1條正常；

1條同源染色體出現(xiàn)拷貝數(shù)重復(fù)，另1條正常；

1條同源染色體出現(xiàn)缺失，另1條出現(xiàn)拷貝數(shù)重復(fù)；

2條同源染色體同時(shí)出現(xiàn)拷貝數(shù)重復(fù)。

染色體拷貝數(shù)變異（CNV）檢測：NIPT技術(shù)目前醫(yī)院臨床應(yīng)用的為普通NIPT技術(shù)，商業(yè)上還有通過增加測序數(shù)據(jù)的升級(jí)版的NIPT產(chǎn)品（可以檢測染色體微缺失/微重復(fù)和某些單基因?。?duì)于NIPT提示的CNV可以分為兩種：母源性CNV，就是母親存在CNV（此時(shí)胎兒50%可能存在相同的CNV，50%可能不存在該CNV）；第二種，胎兒CNV。

母源性CNV的陽性預(yù)測值（PPV）接近100%，因?yàn)槟冈从坞xDNA占比90%，因此陽性預(yù)測值（PPV）很高就不足為奇。但是不同的檢測機(jī)構(gòu)或者有些已發(fā)表文獻(xiàn)，并不提示母源性CNV。對(duì)于母源性CNV，胎兒無非兩種情況，和母親一樣擁有同樣的CNV，或不含有該CNV。在臨床咨詢中，對(duì)于這種來源于母源或父源CNV，如果父母本身沒有任何表型，胎兒本身也不存在超聲結(jié)構(gòu)異常，我們大多認(rèn)為偏良性。遺傳咨詢時(shí)，醫(yī)生會(huì)告知由于遺傳的異質(zhì)性，即使胎兒的CNV來自表型正常的父母，也不能代表胎兒一定沒有表型，因?yàn)橛泻芏嗑哂邢嗤珻NV的家系成員表型可能從無表型到嚴(yán)重表型。此時(shí)可以通過介入性產(chǎn)前診斷，胎兒樣本做染色體核型分析和染色體微整列分析（或CNV-seq），來明確診斷CNV的大小和胎兒的具體情況（注：這里討論的CNV大多是指臨床意義不明的，對(duì)于明確致病的CNV，相應(yīng)的臨床建議不同）。

胎兒CNV，CNV按照現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)分為致病性、可能致病性、臨床意義不明、可能良性、良性。最難的咨詢的也是臨床最常見的是臨床意義不明的CNV，對(duì)于NIPT提示的這種CNV存在較高的假陽性率（具體見下圖大數(shù)據(jù)的NIPT(plus)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，對(duì)于常見的明確致病的DGS，PWS，22q dup綜合征有較高的陽性預(yù)測值（PPV），>10MbCNV的陽性預(yù)測值（PPV）為31.9%，<10Mb的CNV陽性預(yù)測值（PPV）只有18.8%），因此一定要通過介入性產(chǎn)前診斷明確該CNV是否存在以及片段大小，有時(shí)還需驗(yàn)證夫妻雙方已明確CNV的來源，如果胎兒CNV遺傳自表型正常的父母，一般認(rèn)為偏良性，對(duì)于新發(fā)的臨床意義不明確的胎兒CNV，實(shí)際上很難咨詢的，只能通過現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫如decipher，OMIM，DGV等數(shù)據(jù)庫以及胎兒的超聲影像學(xué)綜合評(píng)估，查詢CNV包含的基因情況，是否存在單倍劑量不足或三倍劑量敏感，還要結(jié)合已有的病例報(bào)道，但最終的決定權(quán)還在夫妻雙方，臨床醫(yī)生只能通過現(xiàn)有的資料和數(shù)據(jù)告知胎兒可能的預(yù)后情況。胎兒期的臨床表型有限，只能通過超聲影像評(píng)估胎兒結(jié)構(gòu)方面的問題，對(duì)于出生的生長發(fā)育，智力情況無法預(yù)測。

對(duì)于無創(chuàng)提示CNV，一定不要輕易的決定胎兒的去留，一定要進(jìn)行介入性產(chǎn)前診斷明確CNV來源和大小，對(duì)CNV致病性進(jìn)行評(píng)估，通過密切結(jié)合胎兒僅有超聲影像學(xué)資料綜合評(píng)估，染色體CNV普遍存在于我們每個(gè)正常人，只是現(xiàn)有的知識(shí)和數(shù)據(jù)庫資料有限，因此有很多臨床不明的CNV難以解釋，因此產(chǎn)前診斷還有很多的路要走，很多時(shí)候就算是經(jīng)驗(yàn)豐富的臨床醫(yī)生也無法給出明確的臨床建議。產(chǎn)前診斷工作如履薄冰，如臨深淵，臨床醫(yī)生會(huì)盡最大可能給出相對(duì)準(zhǔn)確的臨床建議。

注：一定要聽取自己的臨床醫(yī)生建議，以上信息為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)僅供參考，因?yàn)橹挥心尼t(yī)生最了解您和胎兒的真實(shí)臨床資料。

正常：2拷貝

缺失：1或0拷貝

重復(fù)：>2拷貝

CNV在人類基因組中分布廣泛，是人類疾病的重要致病因素之一。致病性CNV可引起智力障礙、生長發(fā)育遲緩、自閉癥、各種各樣的出生缺陷、白血病和腫瘤等多種疾病。

高通量測序CNV可以檢測全基因組水平上的大片段CNV。

點(diǎn)評(píng)：貝瑞和康采用雙盲實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)染色體結(jié)構(gòu)異常的樣本進(jìn)行檢測，滑窗大小為20kb的情況下，CNV seq和高密度SNP array對(duì)于已知致病CNVs都能達(dá)到100%的檢出。與中等密度SNP array相比，CNV seq表現(xiàn)更優(yōu)。鑒于CNV seq價(jià)格較低，CNV seq可以替代微陣列芯片用于大片段CNV檢測。關(guān)于CNV seq的分辨率取決于滑窗的大小。一般來講，如果是低倍基因組測序，要使滑窗內(nèi)的reads數(shù)目可信的話，所取的滑窗不可能太小。根據(jù)文章2描述，以20kb滑窗大小計(jì)算，按照3個(gè)點(diǎn)計(jì)算，CNV-seq的分辨率約為60kb。

高通量測序CNV檢測存在的問題：

成本較高，對(duì)測序深度和生信分析有要求

特定染色體區(qū)域的捕獲效率差

短讀長拼接錯(cuò)誤

各種檢測方案對(duì)CNV的分析存在差異-不同算法結(jié)果不同

WES覆蓋率低，噪音高，不如WGS

相同深度的WES比MES成本高

對(duì)DNA質(zhì)量要求高

CNV在以往的文獻(xiàn)中明確了致病的臨床意義，即使是該CNV外顯率不同，表型有差異也應(yīng)報(bào)告。

這包括大的CNV區(qū)域包含了有明確致病的小CNV，盡管這個(gè)CNV沒有類似的文獻(xiàn)報(bào)道，也應(yīng)按致病性CNV報(bào)告。雖然整個(gè)CNV的致病機(jī)制還不明確，但屬于致病性變異是確定的。

例外的情況是，按以往細(xì)胞遺傳學(xué)的經(jīng)驗(yàn)屬于染色體異態(tài)性區(qū)域的CNV（可>3-5Mb），如果沒有明確的綜合征應(yīng)謹(jǐn)慎做出致病性CNV的解讀。

不確定臨床意義的CNV：

不確定臨床意義的CNV是一個(gè)相當(dāng)寬泛的類別， 包括那些后來研究證明是明確致病或明確不致病的CNV。

如果在報(bào)告時(shí)沒有足夠的證據(jù)可以明確檢測到的CNV的臨床意義或該CNV不符合該實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部的報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)報(bào)告為不確定臨床意義的CNV。

不確定臨床意義的CNV：

不確定臨床意義可能致病

不確定臨床意義非致病性變異可能

不確定臨床意義（未分類）

報(bào)告指南

CNV的定義、大小、重復(fù)或缺失

細(xì)胞遺傳學(xué)的位置（染色體數(shù)目和細(xì)胞遺傳學(xué)區(qū)帶定位）。

CNV劑量（例如拷貝數(shù)重復(fù)或缺失）

CNV的大小、線性坐標(biāo)與指定基因組的構(gòu)成。特別適用于CNV的基因組成不清楚時(shí)，應(yīng)標(biāo)注最小和（或）最大坐標(biāo)位置（起始及終止位置）。

和臨床表型無關(guān)的不明臨床意義CNV報(bào)告的特別注意事項(xiàng)：

隱性遺傳（AR）攜帶者報(bào)告

遲發(fā)性疾病/癥狀前突變或未發(fā)現(xiàn)疾病的報(bào)告

腫瘤易感風(fēng)險(xiǎn)CNV的報(bào)告

注意參照其他家庭成員的CNV數(shù)據(jù)作重新評(píng)估：

新發(fā)突變的CNV

遺傳性CNV

父親或母親亦受累

父親母親未受累

家庭成員CNV驗(yàn)證方法的選擇

胎兒拷貝數(shù)變異（CNV）為父源性

智力低下，發(fā)育遲緩，外顯不全，部分患者該區(qū)段缺失遺傳自表型正常的父母，現(xiàn)有數(shù)據(jù)不能明確該CNV是否致病。建議：1胎兒父母CNV檢測

15q11.2-q13缺失：

Angelman綜合征（母源染色體）：重度發(fā)育遲緩、智力低下，重度語言障礙、步態(tài)失調(diào)及四肢震顫、不合適宜的高興行為（頻繁大笑、微笑和興奮）、常伴小頭畸形、癲癇

Prader-Willi綜合征（父源染色體）：智力障礙，認(rèn)知障礙，語言障礙、發(fā)育遲緩、嬰兒早期肌張力嚴(yán)重減退及喂養(yǎng)困難、1-6歲食欲亢進(jìn)，體重快速增長，發(fā)展為向心性肥胖、性腺功能減退、身材矮小、手足小、典型行為異常：暴躁，倔強(qiáng)，頑固，盜竊，說謊，強(qiáng)迫。約70%是由于父源染色體15q11-q13區(qū)間微缺失，約25%由于該染色體區(qū)間的母源單親二倍體（UPD）。罕見的病因有染色體易位，或者父源15號(hào)染色體的變異致相關(guān)基因失活。母源15號(hào)染色體的變異致相關(guān)基因失活。缺失區(qū)間的基因，尤其是SNRPN基因突變、MAGEL2基因缺陷可能與本病的主要表型相關(guān)。缺失區(qū)域的OCA2基因與部分患者的皮膚毛發(fā)色素淺淡相關(guān)。

胎兒染色體微缺失和微重復(fù)綜合征也可表現(xiàn)為血清學(xué)篩查陽性

單親二倍體（UPD）或雜合性缺失

其他常染色體非整倍體：結(jié)果說明：檢測區(qū)域及精度范圍內(nèi)2號(hào)染色體數(shù)目偏多

已發(fā)現(xiàn)由于6號(hào)染色體單親二體致病和證實(shí)沒有CYP21B基因突變患者的報(bào)道。

已知7號(hào)染色體存在遺傳印記疾病Russell-Silver綜合征，即染色體7q32.2區(qū)段或7p11.2p12區(qū)段母源性單親二體（maternal UPD）可致Russell-Silver綜合征。

UPD常見機(jī)制：三體自救、單體自救

SNP數(shù)據(jù)可以增強(qiáng)對(duì)拷貝數(shù)變化的檢測，并檢測

單親二體（UPD）、血緣關(guān)系與雜合子缺失（AOH）

雜合性缺失和單親二倍體（UPD）

雜合性缺失（loss of heterozygosity，LOH；abosence of heterozygosity，AOH）的類型：

1、血源同一（IBD）

父母是遠(yuǎn)親關(guān)系，在基因組上表現(xiàn)為小的雜合性缺失（LOH）分散在少數(shù)幾條染色體上。

2、近親關(guān)系（consanguinity）

父母近親結(jié)婚，在基因組上表現(xiàn)為許多染色體上有較大的雜合性缺失（LOH）。一級(jí)親緣關(guān)系：雜合性缺失（LOH）占25%（1/4）；二級(jí)親緣關(guān)系：雜合性缺失（LOH）占12.5%；三級(jí)親緣關(guān)系：雜合性缺失（LOH）占6.25%。

核型分析的局限性：需要培養(yǎng)（時(shí)間長、失?。⒎直媛实?、不能確定染色體來源（marke染色體）

CNV檢測的局限性：不能檢測平衡易位、漏檢低比例嵌合體、不能提供CNV的發(fā)生機(jī)制（非平衡易位、marker染色體）、不在檢測范圍內(nèi)的CNVs會(huì)漏掉、點(diǎn)突變、甲基化等會(huì)漏掉、VUS（不確定意義的變體）

平衡易位的遺傳概率正常人是1/18，攜帶者是1/18，剩下的16/18都是不正常，可以選擇用芯片進(jìn)行檢測，攜帶者的平衡易位1/18是芯片檢測不出來的。

CNV解讀的4種主要標(biāo)準(zhǔn)

致病的（-10-15%）

VUS（不確定意義的變體）

VLPS（可能病理意義的變異）

Benign（溫和的，-80%）

核型分析：7-10Mb（107bp）

若染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)小于7-10Mb呢？

染色體病變小于普通核型分析分辨能力

染色體微缺失與微重復(fù)綜合征

遺傳性疾病源于核基因組和/或線粒體基因組異常：

遺傳性疾病是由個(gè)體基因組異常引起的任何疾病，通常源于細(xì)胞核基因組或線粒體基因組的變異。因核基因組發(fā)生異常的范圍可以從微小到大——從單個(gè)基因的DNA中單個(gè)堿基的致病性變異（SNV）到基因組拷貝數(shù)變異（CNV），到涉及整個(gè)染色體組的數(shù)目異常和/或結(jié)構(gòu)變異；線粒體基因組的異常通常表現(xiàn)為線粒體DNA上單個(gè)堿基的改變（SNV）或結(jié)構(gòu)異常（缺失/重復(fù)）。一些遺傳性疾病遺傳自父母，而其他遺傳性疾病表現(xiàn)為基因組（核基因組/線粒體基因組）的新發(fā)突變引起。

遺傳病復(fù)雜致病機(jī)制：

從配子的形成，到受精卵開始發(fā)生卵裂至胚胎發(fā)育成熟的過程中，都可能發(fā)生遺傳物質(zhì)的改變。多數(shù)情況下，發(fā)生在配子形成時(shí)的減數(shù)分裂過程中，或受精卵卵裂早期的有絲分裂過程中的染色體不分離是非整倍體染色體（染色體數(shù)目異常）產(chǎn)生的重要原因；減數(shù)分裂時(shí)染色體交叉互換異常導(dǎo)致拷貝數(shù)異常；DNA復(fù)制過程中的錯(cuò)配修復(fù)錯(cuò)誤則導(dǎo)致單個(gè)或多個(gè)核苷酸的變異。而線粒體基因組因其無錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)和組蛋白的保護(hù)，容易發(fā)生變異，形成不同變異比例的線粒體DNA的累積，表現(xiàn)為異質(zhì)性和閾值效應(yīng)。

近似平衡重排：務(wù)必確認(rèn)重排是否為新發(fā)的。如果是新發(fā)的，則有可能存在染色體丟失，細(xì)胞遺傳學(xué)可能檢測不到，這可能就是引起畸形的原因。檢查發(fā)育基因是否有斷裂點(diǎn)和相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道對(duì)胎兒外表的解釋。在沒有其他解釋的前提下，染色體異常是最有可能的病因，但也有可能是個(gè)意外發(fā)現(xiàn)。如果是家族性，需要考慮如單親二體（UPD）這種機(jī)制也可引發(fā)畸形。

單親二體（UPD）：指正常二倍體個(gè)體體細(xì)胞里某對(duì)同源染色體全部只來源于父親或母親中的一方。如果所遺傳的為相同的兩條同源染色體則稱為同二倍體。所遺傳的為不同的2條同源染色體則稱為異二倍體。這是由于父母一方減數(shù)分裂發(fā)生不分離現(xiàn)象，形成二倍體配子，進(jìn)而形成三倍體合子，此時(shí)父母另一方的染色體發(fā)生丟失而形成三倍體自救。如果印跡區(qū)域內(nèi)發(fā)生單親二體（UPD）可導(dǎo)致疾病。

當(dāng)UPD來自一個(gè)親本的2條等位基因時(shí)，才被定義為異源單親二倍體，所以如果沒有親本的基因型信息做綜合判斷，單靠子樣本的檢測是無法判斷的。異源單親二體（UPD）有時(shí)也可以檢測出來，做染色體微陣列分析，如果樣本顯示有一條染色體大片段部分純合，就要懷疑該染色體可能是異源單親二倍體。異源UPD之所以會(huì)表現(xiàn)出一部分純合，是因?yàn)樵谂渥有纬蛇^程中同源染色體聯(lián)會(huì)互換，交換過的部分就會(huì)純合。如果沒有發(fā)生X-over，則必須要用親本驗(yàn)證。如果發(fā)生了X over，就有可能通過LCSH提示異源單親二倍體，不過最終確認(rèn)，還是需要親本做連鎖分析驗(yàn)證。

在涉及染色體7、14，特別是染色體15的病例中，需考慮由于胎兒單親二體（UPD）印跡缺陷導(dǎo)致的相關(guān)綜合征的風(fēng)險(xiǎn)。

嵌合型7三體：通過絨毛膜采樣（CVS）可能發(fā)現(xiàn)，但在羊膜穿刺術(shù)中很少發(fā)現(xiàn)。大多數(shù)通過絨毛膜采樣（CVS）檢測到的嵌合型7三體是由于有絲分裂不分離引起的，表現(xiàn)為胎盤局限性嵌合體。如果通過羊膜穿刺術(shù)發(fā)現(xiàn)嵌合型7三體，減數(shù)分裂引起的三體自救增加了單親二體（UPD）的可能性，單親二體（UPD）會(huì)導(dǎo)致表現(xiàn)為宮內(nèi)生長遲緩的Silver-Russell綜合征。

Russell-Silver綜合征：有胎兒宮內(nèi)生長遲緩，但枕骨前額周徑基本接近正常。頭呈比例增大，但通常在第3到第25百分位之間。面部呈三角形，嘴下垂。不對(duì)稱是主要的診斷特征。約10%兒童有7號(hào)染色體的母源性單親二體（UPD）。

7號(hào)染色體母源單親二體（mat UPD7）：7號(hào)染色體母源單親二體（mat UPD7）見于輕度形態(tài)異常出生前后發(fā)育遲緩患者。對(duì)發(fā)育延遲患者進(jìn)行7號(hào)染色體母源單親二體（mat UPD7）遺傳篩查需主要針對(duì)伴有嚴(yán)重宮內(nèi)發(fā)育遲緩（IUGR）及Silver-Russell綜合征（SRS）癥狀的患者。此外，7號(hào)染色體母源單親二體（mat UPD7）篩查還可用于囊性纖維化患者及定位于7號(hào)染色體的其他隱性疾病而不常表現(xiàn)身材矮小的患者。

IGF-1受體（IGF-1R）突變：IGF-1受體（IGF-1R）突變是嚴(yán)重宮內(nèi)發(fā)育遲緩（IUGR）與出生后生長停滯的較少見病因。典型IGF-1受體（IGF-1R）突變單倍不足患者的身高為（-2.5-3標(biāo)準(zhǔn)差），且骨齡延遲。

嵌合型15三體：EUCROMIC研究發(fā)現(xiàn)來源于減數(shù)分裂錯(cuò)誤的三體細(xì)胞系僅占胎盤局限性嵌合15三體的50%，余下的是由于合子后的有絲分裂不分離造成的。當(dāng)通過絨毛膜采樣（CVS）發(fā)現(xiàn)嵌合型或非嵌合型15三體時(shí)，推薦繼續(xù)做羊膜穿刺術(shù)以檢查是否有單親二體（UPD）（AS、快樂木偶、Angelman綜合征（父系單親二體（UPD））或Prader-Willi綜合征（PWS、小胖威利，母系單親二體（UPD））和潛在的胎兒真實(shí)嵌合體。

染色體分析：通過絨毛膜采樣（CVS）/羊膜穿刺/胎兒血樣（FBS）進(jìn)行，根據(jù)孕期和對(duì)快速結(jié)果的需求來選擇。如果發(fā)現(xiàn)有嵌合體，特別是在絨毛膜采樣（CVS）中發(fā)現(xiàn)的，則應(yīng)咨詢細(xì)胞遺傳學(xué)家是否需要進(jìn)行單親二體（UPD）的檢測。

基因組病（genomic disorders）

染色體微缺失/微重復(fù)：是除染色體非整倍體異常外另一大類新生兒出生缺陷，合并發(fā)病率高達(dá)1/600。

染色體微缺失/微重復(fù)患者常見臨床表現(xiàn)：生長發(fā)育異常、智力發(fā)育遲緩、內(nèi)臟器官畸形、特殊面容、內(nèi)分泌異常、精神行為改變、腫瘤等

染色體微缺失/微重復(fù)患者的患兒只能通過對(duì)癥及康復(fù)治療，沒有徹底根治的方法。

微缺失/微重復(fù)綜合征發(fā)生機(jī)制：

Low copy repeats，LCR低拷貝重復(fù)序列；

長度介于10-300kb之間；

不同位點(diǎn)的低拷貝重復(fù)區(qū)（LCR）97%以上的序列具有相似性；

非等位同源重組：non-allelic homologous recombination（NAHR）

LCR→NAHR→deletions&duplications→Clincal syndrome

同源染色體間（缺失、重復(fù)）

姐妹染色體單體間（缺失、重復(fù)）

染色體單體內(nèi)

微缺失/微重復(fù)致病機(jī)理：

影響基因正常功能：

基因劑量效應(yīng)（缺失、重復(fù)）

基因干擾效應(yīng)（部分缺失，插入，易位）

基因融合

基因調(diào)控失衡

與人類遺傳性疾病相關(guān)的遺傳變異涉及多種類型，包括染色體的畸變、單親二倍體（UPD）、拷貝數(shù)變異（CNV，約占遺傳性疾病案例的10%[PMID:26872209,28940419]）、基因的點(diǎn)突變（SNV）和小片段插入缺失變異（indel）等，某些疾病的發(fā)生源于不同的遺傳變異形式，例如15q11父源缺失、母源UPD、MAGEL2基因變異、印跡中心缺失均可導(dǎo)致Prader-Willi綜合征。這往往需要經(jīng)過從宏觀到微觀的檢測和逐漸尋找病因的過程，從整條染色體的問題（核型分析），再到染色體微缺失/微重復(fù)的檢測（CMA或CNV-seq、FISH），再到基因?qū)用娴奶剿鳎⊿anger測序、高通量測序）。

Prader-Willi綜合征（PWS、小胖威利）和Angelman綜合征（AS、快樂木偶）

Prader-Willi綜合征（PWS）綜合征[OMIM 176270]又稱張力減退-智力減退-性腺功能減退與肥胖綜合征，是一種涉及多器官組織的遺傳綜合征。人群發(fā)病率為1:10000-1:20000（萬），大部分為散發(fā)性，少數(shù)為家族性。嬰兒期主要表現(xiàn)為肌張力低下、喂食困難和生長發(fā)育遲緩，兒童期食欲過度，導(dǎo)致慢性嗜食和肥胖，部分發(fā)展為2型糖尿病。此病的典型表現(xiàn)主要包括輕度至中度智力障礙和學(xué)習(xí)困難，脾氣暴躁、倔強(qiáng)和強(qiáng)迫癥，前額狹窄、杏仁眼和三角嘴等特殊面容，身材矮小和手足短小，男性和女性均有生殖器發(fā)育不良，大部分患者沒有生育能力，部分患者皮膚和毛發(fā)色素淺淡。

Prader-Willi綜合征（PWS）的發(fā)病機(jī)制

約75%是由于父源染色體15q11-q13區(qū)間微缺失（父源性、母親甲基化），約25%由于該染色體區(qū)間的母源單親二倍體（UPD），罕見的病因有染色體易位，或者父源15號(hào)染色體的變異致相關(guān)基因失活。缺失區(qū)間的基因，尤其是SNRPN基因突變、MAGEL2基因缺陷可能與本病的主要表型相關(guān)。

Angelman綜合征（AS）綜合征[OMIM 105830]又稱快樂木偶綜合征，主要累及神經(jīng)系統(tǒng)。人群中的發(fā)病率約1:12000-1:20000（萬）。臨床特征包括生長發(fā)育遲緩、智力障礙、嚴(yán)重的語言障礙、共濟(jì)失調(diào)，大部分患兒有反復(fù)癲癇發(fā)作和小頭畸形?；純旱湫捅憩F(xiàn)為開心、激動(dòng)常笑、無故大笑和雙手撲翼樣動(dòng)作，常見癥狀還有多動(dòng)、短暫的注意力跳躍、對(duì)水著迷、睡眠困難、少睡等。

Angelman綜合征（AS）的發(fā)病機(jī)制

許多特征性表型是由母源性等位基因UBE3A功能缺失而導(dǎo)致。大部分患者由于母源染色體15q11-q13區(qū)間微缺失（母源缺失，無甲基化），少部分由于該染色體區(qū)間的父源單親二倍體（UPD），罕見的病因有染色體易位、母源15號(hào)染色體的變異致相關(guān)基因失活。另外，缺失區(qū)域的OCA2基因與部分患者的皮膚毛發(fā)色素淺淡相關(guān)。

Prader-Willi綜合征（PWS）/Angelman綜合征（AS）基因診斷

SNURF-SNRPN：編碼兩種蛋白，其中一種為參與可變剪接體的多肽，另一種是非常重要的參與mRNA剪切的剪接蛋白→功能缺陷發(fā)生Prader-Willi綜合征（PWS），15q11缺失來源于父源表達(dá)，母源單親二倍體。MAGEL2基因

UBE3A：編碼泛素-蛋白連接酶E3A，參與泛素化途徑→功能缺陷發(fā)生Angelman綜合征（AS），15q11缺失來源于母源表達(dá)，父源單親二倍體（UPD）。OCA2基因

Prader-Willi綜合征（PWS）/Angelman綜合征（AS）精準(zhǔn)診斷的必須要素

1、15q11區(qū)域是否存在缺失，該缺失是存在于父源還是母源染色體上？

2、如果沒有缺失，是否存在單親二倍體（UPD），是父源單親二倍體（UPD）還是母源單親二倍體（UPD）？

3、如果沒有缺失和單親二倍體（UPD），是否存在基因點(diǎn)突變，突變基因?yàn)閁BE3A基因還是MAGEL2、SNRPN基因，是在父源還是母源染色體上？

4、有無印記中心拷貝數(shù)缺失，該缺失是在父源還是母源染色體上？

Prader-Willi綜合征（PWS）/Angelman綜合征（AS）產(chǎn)前診斷

15q11區(qū)域缺失及單親二倍體（UPD）型患者的父母如染色體正常，則再次生育患兒的概率極低，為保險(xiǎn)起見，可進(jìn)行產(chǎn)前診斷。

突變患兒的母親如未檢出突變，再次生育仍需產(chǎn)前診斷，因其可能存在生殖系統(tǒng)嵌合現(xiàn)象。

存在遺傳的15號(hào)染色體易位的先證者，其父母再生育患兒風(fēng)險(xiǎn)高，必須進(jìn)行產(chǎn)前檢查，可進(jìn)行熒光原位雜交（FISH）檢測及親本來源檢查DNA甲基化和（或）多態(tài)。

遺傳咨詢

單親二倍體（UPD）的再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)一般不高，但必須注意2種特殊情況：

第一，孕婦高齡可以使單親二倍體（UPD）的再發(fā)風(fēng)險(xiǎn)明顯升高；

第二，家族隱蔽性染色體結(jié)構(gòu)畸變（如包括羅伯遜易位（rob）在內(nèi)的平衡易位、倒位等）攜帶者在染色體異常累及15q11-13片段時(shí)，通過減數(shù)分裂期有可能導(dǎo)致15q11-13微缺失和單親二倍體（UPD）發(fā)生。

在這兩種情況下，必須建議進(jìn)行產(chǎn)前診斷和遺傳咨詢。

印記基因突變（如印記中心缺失）可以隱蔽性地往下傳遞多代，性別相同的家屬傳遞突變基因的風(fēng)險(xiǎn)為50%（1/2），而性別相反的子女的患病風(fēng)險(xiǎn)也為50%（1/2），在此情況下，必須作基因診斷并給予遺傳咨詢。

缺失區(qū)域15q11-13：PWS（在父源染色體）、AS（在母源染色體）

UPD（單親二倍體）：PWS（母源單親二體）、AS（父源單親二體）

UPD=單親15號(hào)染色體

父系表達(dá)、印記母系等位基因：SNRPN、ZNF127

母系表達(dá)、印記父系等位基因：URE3A

PWS遺傳類型：父源染色體15q11.2-q13缺失、母源15染色體單親二體、父源15q11.2-q13印記缺失、父源SNRPN、ZNF127基因發(fā)生致病突變、父源SNODRD 116基因缺失

AS遺傳類型：母源染色體15q11-13缺失、父源15號(hào)染色體單親二體、母源15q11.2-q13印記缺陷（ID）、母源UBE3A基因發(fā)生致病突變

UPD臨床意義：

對(duì)大部分染色體，由于無印跡基因，UPD會(huì)引起臨床可見的不良后果

只有5條染色體因?yàn)橛∮浕蛴锌隙ǖ谋硇托?yīng)

母親來源的染色體：7、14、15

父親來源的染色體：6、11、14、15

UPD的產(chǎn)前檢測：

絕大部分胎兒UPD是基因芯片隨機(jī)發(fā)現(xiàn)（胎兒有或無超聲異常）

針對(duì)性檢查：

絨毛中出現(xiàn)：印記染色體三體或嵌合體

羊水中出現(xiàn)：6、7、11、14、15三體嵌合體

胎兒14或15的羅氏易位攜帶者（遺傳的或新發(fā)的）

生長異常胎兒或結(jié)構(gòu)性異常胎兒應(yīng)用基因芯片檢查

微缺失/微重復(fù)的預(yù)防

傳統(tǒng)上無篩查方法

臨床上只是在發(fā)現(xiàn)胎兒超聲異常，經(jīng)產(chǎn)前診斷確診；或產(chǎn)前診斷樣本偶然發(fā)現(xiàn)

部分病例選擇終止妊娠

CNV檢測方法學(xué)趨勢：傳統(tǒng)細(xì)胞學(xué)技術(shù)（FISH）、染色體微陣列技術(shù)（CMA）、新一代測序技術(shù)（NGS）

“致病變異分類”

致病變異（Pathogenic）、可能致病變異（Likely pathogenic）實(shí)驗(yàn)室需報(bào)，結(jié)合臨床基本可診斷

臨床意義未明（Uncretain significanec）實(shí)驗(yàn)室一般不報(bào)（少數(shù)可疑報(bào)），臨床診斷需謹(jǐn)慎

可能良性變異（Likely benign）、良性變異（Benign）實(shí)驗(yàn)室不報(bào)

誤判為致病性變異

已報(bào)道的基因變異誤判為致病

“臨床表型”證據(jù)：

有明確表型，候選基因明確

有明確表型，候選基因眾多

有大致表型，候選基因眾多

表型復(fù)雜不明，基因未知

2004年，冷泉港實(shí)驗(yàn)室發(fā)表了基于環(huán)狀二元切割算法（CBS）的CNV分析流程，該算法對(duì)乳腺癌細(xì)胞系的拷貝數(shù)變異（CNV）分析結(jié)果顯示了較好的可靠性。

基于全基因組測序的CNV-seq可以提供額外信息，對(duì)特定的單基因突變，建議進(jìn)一步采用針對(duì)性的方法明確診斷。

CNV-seq與QF-PCR聯(lián)合應(yīng)用：

染色體非整倍體快速產(chǎn)前診斷、母體細(xì)胞污染鑒定、三倍體檢測一次解決。

CNV-seq+QF-PCR

特點(diǎn)：

QF-PCR可提供常見染色體非整倍體的快速診斷，如T21/T18等，孕婦可盡早進(jìn)行妊娠選擇，同時(shí)緩解多數(shù)孕婦不必要的焦慮；

QF-PCR可提供產(chǎn)前診斷所必須的母體細(xì)胞污染鑒定；

QF-PCR可檢測三倍體及多倍體；

覆蓋孕周范圍大，為中晚孕期有產(chǎn)前診斷需求的孕婦提供保障；

2種或2種以上的方法相互驗(yàn)證，確保產(chǎn)前診斷報(bào)告的準(zhǔn)確性。

QF-PCR實(shí)驗(yàn)室檢測流程：

DNA提取→建庫→測序→質(zhì)控→分析

推薦用PCR-free建庫方法

結(jié)果分析和報(bào)告發(fā)放：

參照ACMG指南，建立本實(shí)驗(yàn)室分析評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

染色體基因組芯片在兒科遺傳病的臨床應(yīng)用專家共識(shí)

本實(shí)驗(yàn)室分析及報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)（部分）

片段大?。?/span>

1、<300kb：只查詢是否與已知綜合征相關(guān)，是否涉及綜合征關(guān)鍵基因；

2、≥300kb：無論缺失/重復(fù)，需詳細(xì)查詢DGV、DECIPHEP、Gingen、OMIM等數(shù)據(jù)庫；

致病性分級(jí)：

1、良性CNV(BCNV)：該變異在DGV數(shù)據(jù)庫中頻率>1%，

2、可能良性CNV（LBCNV）：（1）本地?cái)?shù)據(jù)庫中5個(gè)及以上正常樣本中查見；（2）或不涉及基因；（3）或片段不涉及綜合征區(qū)域，不涉及劑量敏感效應(yīng)基因，缺失片段不涉及顯性遺傳或男性胎兒性連鎖遺傳而致病基因，DGV中查見但頻率<1%；（4）或DGV未查見、不涉及綜合征區(qū)域，所涉及基因未查見致病基因（不涉及劑量敏感效應(yīng)基因，缺失片段不涉及顯性遺傳或男性胎兒性連鎖遺傳而致病基因）、重復(fù)區(qū)域<1Mb或缺失區(qū)域<500Kb。

3、致病意義不明確的拷貝數(shù)變異（VOUS）、可能致病性CNV、致病性CNV均詳細(xì)描述綜合征、所涉及基因及patlents情況。

4、分級(jí)為良性及可能良性不需報(bào)告，其余均報(bào)告。

檢查前遺傳咨詢：

告知適用范圍與局限性，充分知情，自主選擇（簽訂知情同意書）

建議同時(shí)行父母雙方檢測或采集血樣備檢

有助于致病性評(píng)級(jí)

節(jié)省時(shí)間

告知致病意義不明確的拷貝數(shù)變異（VOUS）可能：1.4%

告知表現(xiàn)度和外顯率差異、遲發(fā)性疾病等可能的情況

比如17q12缺失與重復(fù)綜合征

染色體（Chromosome）17拷貝數(shù)（Copy-Number）

變異很大，即使是在同一家系的臨床表現(xiàn)都會(huì)有很大差異。最常見的特征是腎臟和泌尿系統(tǒng)發(fā)育及功能障礙。這些異?？梢詮膰?yán)重畸形、導(dǎo)致胎兒期即發(fā)生腎功能衰竭，到腎臟及泌尿道功能輕微異?；蛲耆?。很多受累個(gè)體會(huì)發(fā)生MODY5成年早發(fā)型糖尿病。MODY5常見于青春期或年輕成年人，通常是25歲左右。

近一半的患者有發(fā)育遲滯，特別是語言發(fā)育遲滯、智力低下，或者行為和心理的異常，包括自閉癥、焦慮、雙相情感障礙等。

少見情況下，會(huì)出現(xiàn)眼、肝臟、大腦、生殖道及其他系統(tǒng)異常。有的女性會(huì)表現(xiàn)為MRKH綜合征，特征是陰道和子宮的不發(fā)育或缺失。有時(shí)也會(huì)有特殊面容。

2/3為新發(fā)

發(fā)生率：1.6/1000000（100萬）

檢測后遺傳咨詢：

常染色體非整倍體：

對(duì)G組染色體三體，建議父母行外周血核型分析以排除羅氏易位，指導(dǎo)下次妊娠。

性染色體非整倍體：

建議結(jié)合超聲，充分告知預(yù)后。

染色體缺失/重復(fù)：

涉及多條染色體的缺失/重復(fù)，建議父母行外周血核型分析以排除平衡易位；

一條染色體末端同時(shí)存在缺失和重復(fù)，建議父母外周血核型分析或FISH以排除倒位；

2次以上妊娠兒出現(xiàn)同一pCNV，建議父母外周血核型分析以排除插入易位。

羊水CNV-seq發(fā)現(xiàn)：dup1q32.2-q44(41.08Mb)，dup15q11.1-q13.2(10.20Mb)

檢測后遺傳咨詢：

嵌合體：結(jié)合超聲，無法準(zhǔn)確評(píng)估預(yù)后。

致病意義不明確的拷貝數(shù)變異（VOUS）：結(jié)合雙親檢測結(jié)果進(jìn)行咨詢。

良性或可能良性CNV：常規(guī)產(chǎn)檢；如出現(xiàn)其他異常，轉(zhuǎn)診并行進(jìn)一步檢查。

意外發(fā)現(xiàn)：與神經(jīng)系統(tǒng)、智力發(fā)育、遲發(fā)性疾病或惡性腫瘤相關(guān)的CNV，應(yīng)報(bào)告。

檢測前：產(chǎn)前診斷醫(yī)師充分告知遺傳學(xué)檢測的復(fù)雜性，意義未明位點(diǎn)（VUS）、外顯步全等；

檢測后：對(duì)異常結(jié)果電話通知并預(yù)約掛號(hào)，以保證接受充分且全面的結(jié)果解釋；

建議由經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的產(chǎn)前診斷醫(yī)師進(jìn)行結(jié)果解釋。

知情同意原則

報(bào)告簽署和發(fā)放：副高以上、具有產(chǎn)前診斷服務(wù)資質(zhì)的臨床醫(yī)師簽發(fā)，報(bào)告注明檢測平臺(tái)、檢測內(nèi)容及局限性等。

總結(jié)：

CNV-seq可作為染色體病產(chǎn)前診斷的一線方法；

充分認(rèn)識(shí)CNV-seq的適用范圍及局限性，知情選擇；

重視檢測前后的遺傳咨詢，開展機(jī)構(gòu)應(yīng)具備相應(yīng)能力；

建立健全產(chǎn)前診斷方法體系，規(guī)范化應(yīng)用CNV-seq。

我國產(chǎn)前診斷現(xiàn)狀—供需差距大

以2015年為例進(jìn)行概算：

年出生人口1655萬

高齡孕婦比例10.3%（170萬）

血清學(xué)篩查高風(fēng)險(xiǎn)5%（74.3萬）

胎兒超聲結(jié)構(gòu)異常2.5%（35.2萬）

需行產(chǎn)前診斷人數(shù)280萬，當(dāng)年實(shí)際完成23萬例，僅為需求人數(shù)的8.2%

國內(nèi)目前完成的產(chǎn)前診斷量僅為需求量的7-8%，產(chǎn)前診斷需要加強(qiáng)

CNV的分類：

致病性CNV

臨床意義不明性CNV

    可能致病性CNV

    臨床意義不明性CNV

    可能良性CNV

良性CNV

基因芯片異常結(jié)果的解讀和報(bào)告

分類依據(jù)包括：

1、參考OMIM、GeneReviews、DECIPHER、HGMD等專業(yè)數(shù)據(jù)庫和最新文獻(xiàn)，判斷缺失或重復(fù)是否導(dǎo)致已知遺傳綜合征或其它特征性表型

2、缺失或重復(fù)的大小

3、是否為新發(fā)突變

4、缺失或重復(fù)區(qū)域內(nèi)所包含的基因以及基因的致病性

5、參考內(nèi)部和公開的數(shù)據(jù)庫，如基因組變異數(shù)據(jù)庫（DGV）

致病的：

（1）CNV在多個(gè)同行評(píng)審的出版物中被證明具有臨床意義，即使存在外顯率和表現(xiàn)度差異

（2）此類別包含大片段CNV，此類別將包含大多數(shù)細(xì)胞遺傳學(xué)可見的改變（3-5Mb）

良性的：

CNV已在多個(gè)同行評(píng)審的出版物或數(shù)據(jù)庫中作為良性變異報(bào)道，特別是如果拷貝數(shù)變異的性質(zhì)已被充分表征和/或CNV代表共同的多態(tài)性

臨床意義不明（無法分類）：

（1）CNV含有基因，但不知道區(qū)間內(nèi)的基因是否對(duì)劑量敏感

（2）在數(shù)據(jù)庫中或文章中CNV分類存在矛盾，并且尚未確定關(guān)于臨床意義的確切結(jié)論

臨床意義不明（可能致病的）：

（1）CNV在單個(gè)病例報(bào)告中描述，但具有明確的斷點(diǎn)和表型，兩者都與患者的發(fā)現(xiàn)具有特異性和相關(guān)性

（2）CNV內(nèi)的基因功能，與患者就診的原因相關(guān)且特異

臨床意義不明（可能是良性）

CNV在間隔中沒有基因

CNV在一般人群的變異數(shù)據(jù)庫中有少量報(bào)道，但頻率不足以認(rèn)為是多態(tài)性（<1%）