染色体微阵列分析在产前诊断中的应用

染色体微阵列分析对经超声证实胎儿结构异常的益处更大。但是它可以识别临床意义未定的结果，会给患者带来一定的困扰，建议患者在此检查前后应向专业人员全面咨询。本文件中，美国妇产科学会和母胎医学协会提供了有关染色体微阵列技术在产前诊断应用程序中的建议。

ACOG委员会意见

ACOG委员会母胎医学遗传学协会

ACOG 581号公告  2013年12月

（代替446号公告，2009年11月）  （亦可见实践指南88号）

本文件反映了新兴的临床和科学进展，自发行之日起，可予更改。该信息不应该被理解为应遵循的治疗或操作的唯一途径。

摘要：染色体微阵列分析是识别染色体异常的一门技术，包括识别因染色体太小通过常规核型分析不能检测的微观异常。同传统的胎儿染色体核型分析一样，产前染色体微阵列分析需要直接测试胎儿组织，因此只能用绒毛取样或羊膜穿刺术来获得标本。根据研究儿童健康和人类发展多中心临床试验的尤尼斯。肯尼迪。施莱佛研究所的结果和以往研究显示，当超声检查确定胎儿结构异常时，产前染色体微阵列分析是最有益的。通过产前染色体微阵列识别的复杂和临床不确定的结果会导致大量病人的焦虑。这就强调了患者应在测试前后应向有资格的人员如遗传学家或遗传咨询师进行全面咨询，包括这种检测的益处、局限性和测试结果，这一点非常必要，以便患者做出明智的决定。美国妇产科学会和母胎医学提供了一些背景资料以及有关的染色体微阵列技术在产前诊断应用程序中的建议。

染色体微阵列分析是检测人类全基因组DNA重复和缺失的一种方法。它是一个高分辨率的全基因组筛选，可以识别主要的染色体非整倍性以及通过常规核型分析无法检测到的特定基因变化的位置和类型。它被认为是在不明原因的智力障碍，先天性异常，或自闭症的婴幼儿和儿童遗传评估的第一层测试。在人群中，染色体微阵列分析在多达15％的正常常规核型的儿童中检测出致病基因失衡或基因突变是有帮助的。微阵列技术在婴幼儿和儿童遗传学异常中的应用激发了其在产前诊断中的应用。早期的几个描述性研究显示，染色体微阵列分析在胎儿畸形方面中的潜在益处超越了传统的胎儿染色体核型分析。然而，到目前为止，由于缺乏大的人群研究，这一技术的广泛应用受到限制。2012年12月，研究人员发表了由儿童健康和人类发展的尤尼斯·肯尼迪·施莱佛国立研究所（NICHD）支持的大型队列的研究结果，比较了染色体微阵列分析与常规染色体核型分析在产前诊断的的有效性。

在这个联合文件中，美国妇产科学会和母胎医学协会提供了有关染色体微阵列技术在产前诊断应用程序中的建议。有关产前检查的非整倍体的建议，请参阅学会实践公告88号，非整倍体的侵入性产前检测。

微阵列技术

染色体微阵列分析是识别染色体异常的一门技术，包括因染色体太小而通过常规核型分析不能检测的微观异常。与常规核型分析主要检测染色体数目或结构异常导致的大的遗传学异常相比，微阵列分析可以通过整个人类基因组中在微观水平方面提供信息。DNA的复制或缺失的片段被称为拷贝数变异。这些微观重组可能占了人类遗传性疾病相当大的一部分，有人估计高达15％。虽然发现重要拷贝数变异的概率与胎儿结构异常高度相关，但是重要拷贝数变异也可以在结构正常的胎儿中被发现。DNA改变的另一种类型是单核苷酸多态性（SNP）。SNP是一个DNA变异，指的是在基因组序列中的单个核苷酸改变。这可能发生在两个不同的个体之间或同一个体的成对染色体之间，可能或可能不致病。相对于唐氏综合征和其他常见的三倍体，使用染色体微阵列分析检测拷贝数变异或SNPs与孕妇年龄增加无关。

在临床产前检测断中有两种微阵列分析类型：比较基因组杂交（CGH）和SNP阵列。尽管这两种技术均可检测拷贝数变异，但是它们可以识别不同类型的遗传变异。这些技术中均是从胎儿样品中获得DNA，然后被杂交到含已知DNA片段（称为序列）的DNA芯片或阵列中。研究的胎儿DNA通常来源于羊水细胞或绒毛膜取样。使用比较基因组杂交技术（CGH），胎儿DNA被含有荧光染料的一种颜色标记，而对照组DNA（已知的基因序列）被标记为另一种颜色。比较不同颜色DNA（胎儿DNA /对照组DNA 的相对量）的相对强度。根据与对照组相比，有更高或更低的杂交信号来检测重复和缺失的部分。尽管比较基因组杂交技术CGH可以检测相对大的缺失或重复的拷贝数变异，包括整个染色体复制（三体），但CGH无法检测三倍体。使用SNP阵列，仅仅是胎儿DNA杂交到阵列平台，通过信号强度进行评估特定的已知DNA序列变异是否存在，从而提供一个全基因组拷贝数分析。单核苷酸多态性阵列可以检测纯合性或杂合性（DNA相同或不同），从而证明血缘关系程度（显示为纯合子区），以及三倍体和单亲二倍体。

阵列也可以“有的放矢”，专注于已知致病性的拷贝数变异，而不是测试整个基因组。针对性阵列被设计成主要检测已知会导致临床表现拷贝数变异体，同时尽量减少临床意义不确定变异体的检测。意义未明的变异体描述了识别的DNA改变，要么还没有被可靠地表征为良性或致病，要么与某个变量表型（可变外显率）相关。与此相反，全基因组阵列设计为在整个基因组中提供更大的覆盖范围，因此，优化了检测，但也更容易识别不具有临床意义的变异。因为任何类型的微阵列技术都有可能识别大量的潜在结果，因此需要使用数据库来确定特定的拷贝数变异先前是否已经被报道过，以及它们是否是致病，良性或意义未明。

染色体微阵列对核型分析

染色体微阵列分析较常规核型分析的主要优势是有较高的分辨率，这将产生更多的遗传信息。另外，因为DNA通常可以从未培养的标本中获得，结果通常比核型分析更快，因为后者需要培养细胞。染色体微阵列分析不需要分裂的细胞，它可能在胎儿死亡或死产的评价中是有用的，因为浸软组织的培养往往是不成功的。此外，染色体微阵列分析是一种标准化的程序，包括使用计算机分析，而染色体核型包括染色的染色体镜检，可能更主观，容易出现人为错误。

2012年NICHD的多中心试验，比较了产前染色体微阵列分析与传统的胎儿染色体核型分析，使用阵列比较基因组杂交与传统的胎儿染色体核型分析对所有临床有意义的非整倍体和非平衡易位进行识别。与以往的研究一致，阵列CGH识别了在约6％胎儿超声异常而常规染色体核型正常的额外的具有临床意义的异常。此外，阵列CGH还检测到胎儿超声检查和核型正常，但有1.7％的胎儿畸形。因此，基于NICHD的多中心临床试验和以前的研究结果，当超声检查确定胎儿结构异常时，产前染色体微阵列分析是最有益的。不同于传统的核型分析，染色体微阵列分析不能检测平衡倒位，平衡易位，或嵌合体的全部情况。此外，并非所有的微阵列都可以检测三倍体，大多数三倍体胎儿可以通过超声检查识别。在NICHD试验中，如预期所想，阵列CGH技术既不能识别三倍体也不能识别平衡易位，进行试验分析时，染色体嵌合体的样品被排除在外。

染色体微阵列分析的局限性是具有可以识别不确定临床意义的拷贝数变异体的潜能。在NICHD试验中，发生率为3.4%。这样的结果中分类为1.8％“可能良性”，1.6％的“可能致病”。 在某些情况下，意义是不确定的，因为结果是罕见的或新型的，而有些结果已有可变外显率。也就是说，这样的结果表明对一特定的结果具有易感性，如孤独症，但不是必然发生的。在某些情况下，父母的样品评估可以帮助阐明这是否是在后代中的一种遗传或是新发现，然而，临床结果可能仍不清楚。值得注意的是，一些结果作为附加信息改变了研究过程，使得很多关于拷贝数变异意义的解释变得可用。因此，对结果的解释有望提高人类基因组知识的增长和使用联系临床研究结果与拷贝数变异体的数据库变得更强大。

需要患者咨询

除了关于基因测试结果的数据，NICHD研究还提出了几个关于染色体微阵列分析在产前诊断临床应用中的重要注意事项。因为产前染色体微阵列分析检测可能会发现临床不确定和复杂的结果，可能会导致许多病人的焦虑。这就强调了患者应在测试前后应向有资格的人员如遗传学家或遗传咨询师进行全面咨询，包括这种检测的益处、局限性和测试结果，这一点非常必要，以便患者做出明智的决定。在转诊至遗传咨询前，应该与正在考虑产前染色体微阵列分析的患者共享以下信息。（见框 1）。

在NICHD研究中，包括临床遗传学家，细胞遗传学家和遗传咨询师组成的多学科的独立咨询小组应召开评估所有拷贝数变异体是否为良性的会议，以确定如何给这些患者提供咨询。按照NICHD的试验，采访了在这个研究中发现不正常结果的女性的感受。一般来说，妇女需要一个关于分析的广泛支持和咨询。虽然NICHD的试验包括知情同意的过程，但是许多妇女反映缺乏对不确定结果有一个很好的理解，并指出在收到这样的信息后会感到很大的困扰，然后决定怎样继续妊娠。

除了检测未明确临床意义拷贝数变异体，染色体微阵列分析也可以检测出与成人发作性疾病相关的基因异常（例如，BRCA突变或腓骨肌萎缩症），这些成人发作性疾病可能是从无症状的父母中遗传来的。此外，某些类型的阵列可以为识别血缘关系和进行亲子鉴定提供依据。根据所使用的阵列的类型，以及在实验室中执行分析的策略不同，报告信息的类型和数量多种多样。因此，在患者使用这项技术进行测试前必须进行遗传咨询和知情同意。

推荐

美国妇产科学会和母胎医学提供了以下使用染色体微阵列技术在产前诊断中的建议：

●经超声检查证实胎儿为一个或多个主要结构异常并且正在接受侵入性产前诊断的患者，建议染色体微阵列分析。这个测试替代了胎儿核型分析。

● 一个结构正常的胎儿进行侵入性产前诊断检测，无论是胎儿染色体核型分析或染色体微阵列分析都是可行的。

●大多数经染色体微阵列分析识别的基因突变与孕妇年龄增长无关，因此，使用这种检测进行产前诊断不应限于女性年龄在35岁及以上。

●在胎儿宫内死亡或死产的情况下，当需要进一步进行细胞遗传学分析时，对胎儿组织（即羊水，胎盘或妊娠物）建议进行染色体微阵列分析，因为它增加了获得结果的可能性，提高了致病畸形的检测率。

●染色体微阵列分析在评估早期和中期妊娠丢失的临床应用中数据有限，因此，在这个时候不推荐使用。

●患者在测试前后应向有资历的人员比如遗传咨询师或遗传学家进行全面的咨询是有必要的，咨询内容包括：染色体微阵列分析的好处，局限性和结果。染色体微阵列分析不应该在没有知情同意的情况下进行，应记录在病历中，并且包括讨论潜在包括未明确的意义，亲子鉴定，血缘关系和成人-发病的疾病的识别结果。