佳文分享 | 单绒毛膜双羊膜囊双胎染色体核型不一致的遗传学分析

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孙惟佳，汤璐，苏家荪，等. 单绒毛膜双羊膜囊双胎染色体核型不一致的遗传学分析[J]. 中华围产医学杂志, 2021,24(1):28-31. DOI：10.3760/cma.j.cn113903-20200601-00519

孙惟佳^1,2汤璐³　苏家荪^1,2　韦江璇⁴　潘平山³ 

1广西壮族自治区妇幼保健院遗传代谢中心，南宁　530021

2广西出生缺陷预防控制研究所，南宁　530021

3广西壮族自治区妇幼保健院胎儿医学科，南宁 530021

4广西壮族自治区妇幼保健院优生遗传科，南宁　530021

通信作者：潘平山，Email：[e-mail]，电话：[phone]

单绒毛膜双羊膜囊（monochorionic diamniotic, MCDA）双胎是一种特殊类型的双胎。由于MCDA双胎的胎盘存在血管交通吻合支，易发生双胎输血综合征（twin-twin transfusion syndrome, TTTS）、双胎动脉反向灌注序列征（ twins reversed arterial perfusion sequence, TRAPS）及选择性胎儿生长受限（selective fetal growth restriction, sFGR）等严重并发症，其流产、早产、胎儿畸形、染色体异常及围产期死亡等风险均明显升高。一般认为MCDA由同一受精卵分裂而来，因此MCDA双胎染色体核型应该相同。随着产前诊断技术的发展，近年来有MCDA双胎染色体核型不一致的报道。虽然国内外尚无确切的发病率数据，但值得引起产科医生和遗传咨询医师的注意，以免误诊漏诊。本研究对4例MCDA双胎染色体核型不一致病例进行遗传学分析，期望对临床遗传咨询工作提供帮助。

一、资料与方法

1.研究对象：回顾性分析2016年1月至2019年12月在广西壮族自治区妇幼保健院超声诊断为MCDA双胎并经产前诊断为染色体核型不一致的4例孕妇病历资料。本研究经广西壮族自治区妇幼保健院伦理委员会批准（桂妇保院伦审[2020]12-2号），所有孕妇均签署临床研究知情同意书。

2.羊水取材：通过超声识别双胎的相对位置、性别、所属的胎盘附着位置及范围、羊膜分隔起始走向、脐带插入点位置、是否存在结构异常或超声软指标特征。在超声定位下，用2根22G的经皮经肝胆管造影用B型穿刺针分别在2个羊膜腔进针取双胎羊水各40 ml。穿刺时尽可能避开胎盘、脐带及羊膜分隔，进针后超声确定位置正确并留存图像，最初抽取的2 ml羊水丢弃不用，2次穿刺之间术者更换无菌手套及重新铺巾，避免造成母体细胞污染及双胎儿羊水交叉污染。

3.染色体核型分析：取30 ml羊水分别接种于2个独立培养瓶中，细胞培养后进行常规染色体制备并核型分析计数。常规计数20个分裂相，分析5个分裂相，如果发现嵌合体则加大计数到50个分裂相。按人类遗传学国际命名体制2016对染色体核型命名。

4.单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism, SNP）芯片检测：取10 ml羊水提取DNA后采用Illumina SNP芯片cyto-12 v2.0进行检测。查阅文献及常用数据库，包括Decipher 数据库、细胞遗传学芯片国际标准联合会（International Standards for Cytogenetic Arrays, ISCA） 数据库、 在线人类孟德尔遗传（Online Mendelian Inheritance in Man, OMIM）数据库和中华民族健康与疾病遗传资源共享平台（Genetic Resource of Chinese Population, GRCP），对异常拷贝的致病性进行分析。通过KaryoStudio v1.4、GenomeStudio v2.0等分析软件进行SNP基因型分析，验证合子性质。 

5.资料收集及随访：通过查阅孕妇电子病历及电话随访等方式获取临床资料，记录孕妇年龄、取材孕周、受孕方式、产前诊断指征、染色体核型和SNP芯片结果、妊娠结局及再次妊娠情况，随访时间截至2020年6月。

二、结果

1.一般情况：4例染色体核型不一致MCDA双胎孕妇年龄为19~27岁，均为自然受孕，孕17~29周行双羊膜腔穿刺。3例因胎儿染色体异常选择引产，1例失访。1例引产后再次妊娠生育1子，现体健。见表1。

2.染色体核型及SNP芯片结果：4例染色体核型分别为47,XX,+18和46,XX、45,X和46,XX、47,XXY[17]/　46,XY[33]和47,XXY、47,XX,+21和46,XX。4例SNP芯片结果分别为arr(18)×3和arr(1-22,X)×2、arr(X)×1和arr(1-22,X)×2、arr(X)×1~2, (Y)×1和arr(X)×2,(Y)×1、arr(21)×3和arr(21)×2~3。3.合子性质鉴定：经过SNP基因芯片分析，4例双胎儿的基因型一致率≥99%，均为单合子双胎。见表2。 

三、讨论

1. MCDA产前诊断样本的选择：MCDA的2个胎儿共用1个胎盘，即使从脐带插入点附近采集绒毛样本也可能无法反映与其相连的胎儿染色体核型。由于胎盘之间存在血管吻合支，双胎之间的淋巴细胞可以交换共存形成血液嵌合体，因此脐带血标本也不适宜用于MCDA的产前诊断。而羊水细胞分别来自2个羊膜囊内胎儿的脱落细胞，并不会因为存在胎盘血管吻合支而发生细胞交换，因此羊水细胞更能反映MCDA 2个胎儿各自的染色体核型。

2.判断绒毛膜性的方法：在进行产前诊断之前充分判断绒毛膜性可以帮助临床医生选择正确的标本类型进行取材，特别是当双胎基因型或表型不一致时，应首先考虑绒毛膜性是否判断正确。临床中通常采用早孕期和中孕期超声明确绒毛膜性。孕6~9周超声可清晰显示孕囊数目，以判断绒毛膜性，即孕囊数目等于绒毛膜数。早孕期评估绒毛膜性的准确率达96%~100%。孕10~14周可以通过双胎之间的羊膜分隔与胎盘交界处的形态判断绒毛膜性。单绒毛膜双胎羊膜分隔与胎盘呈现“T”征，而双绒毛膜双胎胎盘融合处表现为“双胎峰”（或“λ”征），灵敏度较高。孕16周后超声判断双胎绒毛膜性准确性下降，特别是对于只有1个胎盘回声、胎儿性别一致的双胎，此时可考虑采用短串联重复序列（short tandem repeat, STR）分析或SNP芯片进行合子性质鉴定。

3. MCDA双胎核型不一致的原因：目前国内外关于MCDA双胎核型不一致的相关报道较少，可能原因如下：（1）误诊为双绒毛膜双羊膜囊双胎；（2）无法同时获得双胎的核型结果；（3）MCDA双胎之一孕早期胎死宫内；（4）无法判定合子性质。有研究表明，MCDA双胎核型不一致中非整倍体异常较小片段的基因拷贝数变异更常见，其中最常见的非整倍体异常是45,X，其次是21-三体和47,XYY。

4. MCDA双胎核型不一致的遗传学机制：一般认为，常见的MCDA双胎不一致的遗传学机制为三体自救和合子有丝分裂错误。另外，还有一种特殊的“识别和排斥”机制，即合子在其生长分裂过程中如果因有丝分裂错误或后期滞后而产生2种细胞系，使相同的细胞相互聚集，不同的细胞相互排斥，从而分裂成2个核型不一致的胚胎。后期滞后是指在细胞分裂后期时姐妹染色单体无法连接到纺锤体或移动缓慢，导致在重新形成核膜过程中被排除在外，使细胞丢失1条染色体。若减数分裂后突变发生在不同时期可产生不同组合：异常核型/正常核型双胎（如本研究中例1和2）、嵌合体/正常核型双胎、嵌合体/异常核型双胎（如例3）以及嵌合体/嵌合体双胎。其中嵌合体/嵌合体双胎必须是合子分裂成双胎之前发生的有丝分裂错误的结果，从而导致内细胞团嵌合，随后由于内细胞团细胞分配不均可能会产生2个不同嵌合程度的嵌合体双胎。

本研究中例1为异常核型/正常核型双胎，MCDA中一胎为18-三体，而另一胎正常，其发生机制可能为三体自救和合子有丝分裂错误。若为三体自救机制则在最初形成配子时由于减数分裂时期染色体未分离而形成18-三体合子。18-三体合子分裂为双胎后，在胚胎形成早期（如桑葚期）发生后期滞后引起双胎之一发生三体自救，随机丢失1条多余的18号染色体，从而形成正常核型胎儿，同时另一胎仍为18-三体。另一种合子有丝分裂错误机制可能是正常二倍体合子分裂成双胎后，双胎之一在有丝分裂的过程中发生染色体未分离，形成45,XX,-18和47,XX,+18这2种细胞系，前者为单体细胞系不能存活，最终由后者三体细胞系发育成完全的18-三体胎儿，同时另外一胎核型正常。

本研究中例2也为异常核型/正常核型双胎，MCDA中一胎为45,X，而另一胎为正常女性核型46,XX，为MCDA最常见的双胎不一致核型，近年来国内也有相关病例报道。与病例1的形成机制不同，如果正常核型46,XX合子在第1次有丝分裂后发生X性染色体未分离，则会形成双胎核型分别为45,X和47,XXX即异常核型/异常核型双胎或者出现45,X/47,XXX嵌合体与46,XX正常核型双胎，但该机制不能解释45,X和46,XX的MCDA双胎不一致。例2更合理的解释应为46,XX合子在分裂成双胎前，部分细胞由于后期滞后而丢失1条X染色体，形成45,X细胞系，通过“识别和排斥”机制，分别形成45,X和46,XX这2个核型不同的细胞团，最终发育成核型不一致的双胎。

例3为嵌合体/异常核型双胎，MCDA中一胎为嵌合体47,XXY[17]/46,XY[33]，而另一胎为47,XXY，其发生机制可能为三体自救，即在最初形成的三体型合子47,XXY在分裂成双胎后，其中一胎的三体自救发生在胚胎形成后期，只有部分47,XXY细胞系随机丢失1条X染色体形成46,XY细胞系，从而形成同时有正常核型46,XY和异常核型47,XXY这2种细胞系的嵌合体胎儿，而另一胎仍为47,XXY。

该例双胎之一腹腔积液，而47,XXY染色体异常胎儿产前超声通常无特异性表现。胎儿孤立性腹腔积液病因复杂，包括染色体异常、宫内感染、胃肠道畸形、泌尿道畸形、生殖道畸形、肝功能障碍及乳糜腹等，病因诊断率为53%，多数孤立性腹腔积液胎儿的病因诊断不明。因此，考虑该胎儿腹腔积液与47,XXY染色体异常相关性不大。

例4核型结果较为复杂，MCDA双胎之一的染色体核型结果为正常核型，而SNP芯片结果为21-三体嵌合体（嵌合比例为5%~15%），2种检测结果不相符。可能与检测的细胞来源不同有关。SNP芯片采用未培养羊水细胞进行检测，更能直接反映胎儿真实情况。染色体核型分析采用培养后羊水细胞进行检测，而羊水细胞在体外培养的过程中，异常三体型细胞有三体自救形成正常二倍体细胞可能。对于染色体核型结果与SNP芯片结果不一致的嵌合体，应进一步对未培养羊水细胞采用荧光原位杂交技术进行验证，但经充分沟通后该孕妇拒绝进一步检查。

5.遗传咨询与治疗：MCDA双胎产前诊断结果异常者应转至胎儿医学中心进行详尽的遗传咨询。治疗方案通常有以下策略：宫内干预治疗、继续期待妊娠和终止妊娠。值得注意的是，在期待妊娠过程中，染色体异常胎儿可能发生宫内死亡。MCDA双胎之一处于濒死状态时或死亡后，由于胎盘之间血管吻合导致存活胎儿的血液倒灌至濒死胎儿或死胎，从而引起急性的或长期的低血压、低灌注水平，可致另一胎儿死亡，也可能引起存活胎儿各脏器的缺血性损伤，尤其是神经系统的损伤。因此对于选择期待妊娠的孕妇，应充分告知相关风险，动态监测胎儿宫内情况，实时调整产前检查策略及分娩孕周。当MCDA双胎之一染色体为严重致病性异常或已危及正常胎儿生存时，可考虑进行宫内干预治疗。目前，国内外常用的宫内治疗方法为选择性减胎术，包括最广泛应用的射频消融术、双极电凝脐带结扎术、脐带结扎术、激光电凝脐带根部血管以及利用微波消融及高强度聚焦超声技术减胎等。

综上所述，MCDA双胎可通过三体自救、有丝分裂错误和“识别和排斥”机制出现双胎染色体核型不一致的情况，临床工作中应警惕这种情况发生。MCDA双胎若需进行产前诊断，建议行双羊膜腔穿刺，以免漏诊误诊。

参考文献

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作者：孙惟佳 汤璐等

来源：中华围产医学杂志