先天性软骨发育不全的产前诊断

先天性软骨发育不全的产前诊断 现代妇产科进展 2004 年 9 月第 13 卷第 5 期 Prog Obstet Gynecol Sep . 2004 Vol. 13 No. 5 综述? ?先天性软骨发育不全的产前诊断胡章雪 李 力 审校 综述 第三军医大学大坪医院野战外科研究所妇产科 重庆 400042 【摘要】 先天性软骨发育不全 ACH 是一种严重的遗传性侏儒症 。患儿出生后一般在儿科或骨科就诊 因发病率低而往往不引起妇产科医生的重视 。此病尚无有效的治疗方法 在产前进行明确诊断后终止妊娠是目前减少此病发生的唯一方法 。随着基因诊断技术的发展 开展软骨发育不全的围产期干预成为可能 。 【关键词】 软骨发育不全 产前诊断 基因诊断 中图分类号 :R681. 1 文献标识码 :A 文章编号 :1004 - 7379 2004 05 - 0377 - 03 先天性软骨发育不全 achondroplasia ACH 是一种人类 有观点认为 任何可能导致基因改变的外界因素都有可能导 躯干相对正常和巨头为特征的常染色体显最常见的以短肢 、 致突变的化 致软骨发育不全的发生 如接触紫外线 、 射线 、 X性遗传性侏儒 常合并有其他遗传性疾病或出现肌肉骨骼系 学物质等 。 神经系统的严重并发症 。我国 ACH统其他畸形以及呼吸 、 2 产前影像学诊断的发生率为 0. 18/ 万 围产期死亡率为 0. 01 ‰1 。在产前进 股骨 、 2. 1 超 超下可见胎儿头大 、 B B 胫骨和腓骨均短 三行明确诊断后终止妊娠是目前减少此病发生的唯一方法 。 叉形态和 样胸腔 胎儿腹部膨隆 腹围增大 胎儿四肢 “古钟”随着人们对软骨发育不全遗传学发病机制认识的不断深入 、 短小 长骨短粗且伴有弯曲 骨端膨大 羊水量增多 6 7 。胎产前诊断方法及分子生物学诊断技术的发展 软骨发育不全 儿软骨发育不全的超声诊断主要应与成骨不全鉴别 两种畸的产前基因诊断也成为可能 完善产前诊断技术将大大减少 形的胎儿均有肢体短小 。成骨不全是一种常染色体隐性遗此类缺陷儿的出生 。 传病 超声检查示ザ闹潜涠绦?回声减弱 肢体长骨回1 病因学研究 声中断或畸形 极易骨折或骨折造成的骨畸形 应注意鉴别 。1. 1 遗传机制 ACH 的发病与遗传有密切关系 为常染色 目前 超声检查已在妇产科得到广泛应用 超声诊断胎儿软体显性遗传 纯合子患者的子女 100 发病 杂合子患者的 骨发育不全准确性高 方法简便易行 无创伤性 重复性好 子女发病机率为 50 。由于不少患者不结婚或难产 致使 是初步筛查软骨发育不全的理想方法 但仅能在孕晚期进行无下一代 使该病的遗传形式受到影响 统计显示 80 , 诊断 故也有一定的局限性 。90 病例没有家族史 。 2. 2 三维超声成像技术 实时三维超声成像研制成功 是 Shiang 等 2 将 ACH 的致病基因定位于 4 号染色体短臂 t 近年来超声技术领域内的一项重大突破 此项技术具有巨大 3末端 Rousseau 几乎同时发现成纤维细胞生长因子受体 3 的潜力 可以明显地提高图像的时间和空间分辨力 可以改fibroblast growth factor 3 FGFR3 跨膜区基因第 1138 位核苷 肢体和生殖器等图像的分辨力和清晰度 准确 善胎儿面部 、酸的突变 是 ACH 发病的原因 。FGFR3 是酪氨酸激酶受体 显示检测对象的轮廓与形态 对临床诊断软骨发育不全将有家族中的一种 具有多种活性 。FGFR3 在骨骼发育初期的软 更大帮助 Krakow 等 8 认为三维超声成像技术比普通的产科骨中表达水平最高 FGFR3 与配宄上宋赴ひ蜃咏岷?B 超更容易发现异常 。后 引发偶联和自磷酸化作用 通过干扰软骨细胞的增生和 2. 3 线诊断 此病 X 线表现较典型 9 : 1 四肢长骨短 X分化抑制软骨的化骨过程 。FGFR3 跨膜区基因 1138 位核苷 宽 骨骺线不规则 骨骺可见碎裂状 2 指骨短粗呈哑铃状 不依赖配体地激活 突酸突变 后 引发 FGFR3 功能持续地 、 手指略等长 3 腰椎椎弓根间距逐渐变小 与正常相反 4变的受体拒绝配体介导的调控 导致 FRFR3 对骨骼生长的 骨盆小 髂嵴上缘和侧缘的弧度变平 骶髂关节位置降低 坐负向调节作用失控 。 骨大切迹变小呈锐角 5 髋臼顶部常增宽变平 其下缘平坦1. 2 高危因素 ACH 一般都是散发性的病例 临床观察表 缺如 。孕晚期经 B 超检查明确诊断的胎儿畸形 考虑为软骨明 父亲年龄高者生育软骨发育不全患儿的机率明显升高 发育不全者 而孕妇又不愿意行基因诊断 或条件限制不能开故认为其基因突变只发生在父系染色体 往往在受精之前即 展基因诊断者 征得孕妇及家属同意可行 X 线检查 以进一步已发生 在精子发生过程中影响 DNA 复制和修复的因素 会 明确诊断 为孕妇选择继续妊娠或终止妊娠提供依据 。 4 5增加基因突变的发生率 。但是 Tiemann 等 专门研究了 3 产前基因诊断男性精子细胞的基因突变 发现与年龄并无明显相关性 。也 3. 1 胎儿 DNA 采集 377 现代妇产科进展 2004 年 9 月第 13 卷第 5 期 Prog Obstet Gynecol Sep . 2004 Vol. 13 No. 53. 1. 1 超声引导下经皮脐静脉穿刺 超声引导下经皮脐静 相同大小的单条带 。PCR2限制性酶切法已经成为国内外实脉穿刺获取纯胎儿血标本 再从胎儿血中提取 DNA 其灵敏 验室常用的对软骨发育不全患者 FGFR3 基因常见突变进行度和准确性是其他方法无法比拟的 但因系有创性的产前诊 检测的方法 15 。断方法 故不宜作疾病筛查用 一般对有家族史或经影象学 3. 2. 2 基因测序 DNA 测序表明 软骨发育不全患者 95 检查高度怀疑软骨发育不全而需基因诊断确诊的胎儿采用 2 以上的突变是 FGFR3 跨膜区基因第 1138 位核苷酸 G A 碱基此方法较能为孕妇及家属所接受 。提高脐静脉穿刺的成功 2 转换 其余则为 G C 突变 这两种突变都导致了 FGFR3 跨膜率及安全性 是此项技术的关键 。马小燕等 10 用此方法抽 区第 380 位密码子的错义突变 甘氨酸 G 替换为精氨酸 ly取胎儿血液 穿刺成功率 98. 7 。 Arg 。对于有条件的实验室 可以直接通过对 PCR 产物的基3. 1. 2 绒毛活检术 多数学者主张在妊娠 8 周后进行 过 因测序来检测 FGFR3 跨膜区基因的突变 将测序结果和正早胎盘绒毛太薄 超声下难以与包绕它的蜕膜组织区分开 2 2 常基因序列对照 若能发现第 1138 位核苷酸发生 G A 或 G C且不易取得绒毛组织 有报道认为过早绒毛活检有导致胎儿 的碱基转换则可确诊为软骨发育不全 若与正常序列相同则肢端发育障碍的风险 。采取 5mg 绒毛即可用来进行 DNA 分 可完全排除 。由于基因测序尚不能保证 100 的准确性 故析 活检有经腹和经宫颈两种方式 。Antoniadi 等 11 用此方 应取不同 PCR 产物从两端分别进行测序才能确诊 。法对包括软骨发育不全在内的多种遗传病进行了基因诊断 3. 2. 3 基因芯片技术 高通量 、 基因芯片技术具有大规模 、并认为如果操作规范这是避免来源母体 DNA 污染标本较好 准确度高等优点 故诊断一些基因突变引起的遗传 速度快 、的方法 。 病具有很高的价值 。Pinar 等 16 研制出诊断软骨发育不全的3. 1. 3 母体血中富集胎儿 DNA 1997 年学者们在怀男 从 电化学芯片 并成功地用于软骨发育不全的基因诊断 基因胎的母体血浆或血清中发现存在胎儿 DNA 以来 从孕妇外 芯片诊断不但可以明确有无突变 而且能明确突变类型 高周血中分离胎儿细胞一直是遗传病非创伤性产前诊断的主 密度芯片诊断能达到与基因测序一样的准确性 并且能够明要思路与探索途径 。Hiroshi 等 12 用此方法尝试对软骨发育 确患者是杂合子还是纯合子 产业化的芯片相对基因测序也不全进行基因诊断取得 了成功 。然而胎儿细胞的富集效率 更易于普及 。基因芯片诊断技术将是未来软骨发育不全基低和母体背景过高影响了胎儿特异等位基因的检测 使其难 因诊断的发展方向 。以成为临床实用的非创伤性产前诊断的检测方法 。 3. 3 胚胎植入前诊断 胚胎植入前诊断 preimplantation ge23. 1. 4 羊水细胞培养 1966 年 Stede 和 Breg 首次培养羊水 netic diagonosis PG 通常指从获得的卵母细胞取极体或从体 D细胞成功并用于胎儿染色体疾病的产前诊断 此后这项技术 外受精的胚胎的部分细胞进行检测 将确诊无遗传病的胚胎 移植入子宫 从而防止遗传病代代相传 。首次 PG 在 1989 年 D成为产前诊断的一种重要手段 。然而 由于羊水中活细胞 由 Handyside 所在的生殖中心报道 并于次年妊娠获得成功 。少 培养周期长 无菌要求高 稍不注意即致失败 即使培养 至今已有分布于 17 个国家的 100 多个生殖中心建立了 PGD成功 因分裂相少 形态不佳 达不到分析要求 无法进行进 技术 大约已经进行了 5000 个 PG 的临床治疗周期 接近 D一步研究如 FISH 等 使羊水产前诊断的应用受到限制 。许 13 1000 例妊娠 17 。Rechitsky18 等已经成功地开展了软骨发育争峰等 对传统的羊水培养方法做了改良 取得了较满意 不全的 PG 。但是 因为软骨发育不全 80 以上无家族史 仅 D的效果 。 对患者进行 PG 是不安全的 确保无任何遗传病变婴儿的出 D3. 1. 5 胚外体腔穿刺术 是指于孕早期 在超声引导下 用 生 是产前诊断的最终目标 。对每例移植胚胎均在植入前进穿刺针刺入孕囊内的胚外体腔 抽吸液体用作产前诊断的一 行软骨发育不全的突变筛选才是最安全的 。项新技术 。由于此项技术最早可在孕 6 周进行 是目前可以 展 望 4 开展的较早的产前诊断取材技术 。自 1993 年 Jurkovic 首次 提高先天性软骨发育不全的产前诊断是广大妇产科工尝试用于产前诊断以来 此项技术引起了国内外众多研究者 作者的重要任务 也是提高我国优生优育水平的重要措施 。的关注 。对于有家族史的孕妇应尽早进行基因诊断 胚外体 我们建议在进行 B 超常规筛选的前提下 对父母患病或 B腔穿刺应是采集胎儿 DNA 最好的方式 。孙路明等 14 对这 超可疑胎儿软骨发育不全的孕妇应立即对胎儿的遗传物质项技术进行研究后认为 胚外体腔穿刺术是安全的 但若要 进行基因诊断 。而软骨发育不全的胚胎植入前诊断将是软正式用于临床 其远期安全性尚需进一步探讨 。 骨发育不全夫妇生育健康后代的希望 。3. 2 基因诊断3. 2. 1 2SSCP 结合限制性内切酶分析 FGFR3 跨膜区 PCR 考 文 献 参 2基因第 1138 位核苷酸发生 G A 碱基转换后将产生 Sfe ?内 1 梁娟 王艳萍 缪蕾 等 . 中国围产儿软骨发育不全特征切酶位点 抽提软骨发育不全患者的 DNA PCR 扩增含有 分析 J . 现代中西医结合杂志 2000 9 16 :152321524FGFR3 基因高发突变位点 G380R 区域 将 PCR 产物直接用 2 Shiang R Thompson LM Zhu YZ et al. Mutations in the限制性内切酶 Sfe ?消化 15 PAGE 凝胶电泳 。电泳检测结 transmembrane domain of FGFR3 cause the most common果是软骨发育不全患者将出现正常 PCR 产物条带及其被内 genetic form of dwarfism achondroplasia J . Cell 1994 78切酶消化后的 2 条带 而患者父母及正常人仅出现 PCR 产物 2 :3352342 378 现代妇产科进展 2004 年 9 月第 13 卷第 5 期 Prog Obstet Gynecol Sep . 2004 Vol. 13 No. 53 Rousseau F Bonaventure J Legeai M et al. Mutations in the 11 Antoniadi T Yapijakis C Kaminopetros P et al. A simple gene encoding fibroblast growth factor receptor23 in achon2 and effective approach for detecting maternal cell contami2 droplasiaJ . Nature 1994 371 6494 :2522254 nation in molecular prenatal diagnosis J . Prenat Diagn 4 Aitken R Baker M Sawyer D. Oxidative stress in the male 2002 22 5 :4252429 germ line and its role in the aetiology of male infertility and 12 Hiroshi S Akihiko S Taro M et al. Prenatal DNA diagnosis genetic diseaseJ . Reprod Biomed Online 2003 7 1 :652 of a single2gene disorder from maternal plasma J . Lancet 70 2000 356 9236 :11705 Tiemann I Navidi W Grewal R et al. The observed human 13 许争峰 胡娅莉 朱瑞芳 . 改良羊水原位培养法进行产 sperm mutation frequency can not explain the achondroplasia 前诊断的研究 J . 现代妇产科 进展 2003 12 4 :2732 paternal age effect J . Proc Natl Acad Sci USA 2002 99 275 23 :14952214957 14 孙路明 王德芬 凌梅立 等 . 胚外体腔穿刺术的初步6 é nice D Romain F Brigitte Viville et al. Prenatal sono2 B ré 临床研究 J . 现代妇 产科进展 2003 12 4 :2842286 graphic diagnosis of skeletal dysplasias. A report of 47 cases 15 鹿占成 陈颖 王丽娟 等 . 检测 FGFR3 基因鉴别诊断 n tique 2000 43 324 :1632169 J . Annales de G éé 先天性软骨发育不全 J . 中国优生与遗传杂志 2003 7 Latini GFelice D Parrini S et al. Polyhydramnios :a predic2 11 2 :16217 tor of severe growth impairment in achondroplasiaJ . J Pedi 2 16 Pinar KDilsat O Arzum E et al. Detection of achondropla2 atr 2002 141 2 :2742276 .