孕早期自然流产组织基因组拷贝数变异分析

发布时间：2020-06-20 06:10

【摘要】：背景与目的孕早期自然流产(spontaneous abortion,SA)是临床上常见的异常妊娠疾病。反复发生的孕早期自然流产会给女性及家庭带来困扰。临床上孕早期自然流产约占确诊妊娠总数的15%,且发生率逐年上升。孕早期自然流产的病因包括染色体因素、子宫因素、内分泌因素、免疫因素、感染因素、子宫动脉血流因素、环境因素、精子因素、不明原因的孕早期自然流产,其中最主要病因为胚胎染色体异常。大部分存在染色体异常的胚胎难以存活至出生,而存活到出生的胚胎,可能在短期内死亡,或存在严重的遗传缺陷,严重影响患儿健康和生活质量,前一次怀孕的核型是否正常是随后流产风险的一个预测因素。微阵列比较基因组杂交(array_based comparative genomic hybridization,aCGH)技术是近年发展起来的高效分子核型分析技术,其优势在于无需细胞培养可直接对样本DNA进行检测,具有高分辨率、高通量、高准确性,通过一次杂交实验就能对全基因组的染色体非平衡变异进行检测,从而发现传统核型分析难以检出的亚显微结构的拷贝数变异,二代测序(next generation sequencing,NGS)是近年发展起来的,可以通过对样本进行全基因组扫描,进行覆盖全基因组的检测,解析出详细的基因图谱,检测染色体的小片段的重复、缺失,具有更高的精准性。对孕早期自然流产的胚胎进行遗传学病因检测分析,并对导致本次染色体异常发生的相关因素进行分析,对于合理指导下一次妊娠,降低复发流产风险,及预防出生遗传缺陷都有着重要的意义。目前,应用aCGH技术和NGS技术对孕早期自然流产胚胎进行基因组拷贝数变异(copy number variations,CNV)检测的研究仍较少,对不同类型的染色体异常在各染色体的分布情况的统计分析不多,并缺少对于孕妇年龄因素与流产胚胎基因组CNV的相关性分析。本研究旨在应用aCGH技术及NGS技术对孕早期自然流产胚胎组织的基因组CNV进行检测,从不同类型的CNV在各染色体的分布情况、孕妇年龄与不同类型CNV发生的相关性这两个方面进行分析,探索孕早期自然流产胚胎基因组CNV的分布特点,孕妇年龄对胚胎基因组CNV发生的影响,为进一步研究孕早期自然流产遗传学病因提供更多的数据分析及理论依据。资料与方法1.研究对象:研究收集了2015年12月~2019年3月于河南省人民医院产前诊断中心就诊并确诊为孕早期自然流产的胚胎,共获得样本554例,应用微阵列比较基因组杂交技术分析样本433例(2015年12月~2018年12月),应用二代测序技术分析的样本121例(包括2019年1月预实验30例,及2月~3月样本91例)。所有参与的孕妇及配偶均已签署知情同意,本研究经河南省人民医院伦理委员会批准。2.实验方法:临床确诊的孕早期自然流产患者在门诊行人工流产术负压吸引器无菌吸取绒毛组织5_15mg,浸泡于装有无菌PBS的离心管内,组织切成小块,放入1.5毫升无RNas的微量离心管中,提取组织全基因组DNA,使用NanoDrop 2000对样品DNA进行定量及质量控制,样品DNA限制性消化。基于微阵列芯片的比较基因组杂交(array_based comparative genomic hybridization,aCGH)分析:基因组DNA 400 ng,使用SurePrint G3 Human CGH Microarray Kit,8x60K G4450A(美国Agilent公司)芯片进行酶切、Cy5_dUTP和Cy3_dUTP标记、纯化、杂交、洗片等步骤。然后,应用SureScan Microarray Scanner扫描系统对芯片的探针信号进行扫描,Agilent CytoGenomics 2.9软件对扫描结果进行分析。NGS:提取流产组织全基因组DNA,用高通量测序文库构建DNA纯化试剂盒(磁珠法)(贝瑞和康)对组织基因组DNA纯化,采用Qubit ds DNAHS assay kit对样品DNA进行定量,构建CNV文库,以Real_Time PCR System(Thermo Fisher Scientific美国)进行荧光定量PCR,使用NextSeq CN500基因测序仪对样本进行检测。分析结果与目前常用的国际基因组与表型公共数据库进行检索判读。3.统计学方法:应用SPSS 18.0软件进行统计分析,计量资料以均数±标准差(x±s)表示,比较采用t检验;危险因素单因素分析采用χ2检验,检验水准α=0.05。结果1.染色体异常检出情况554例孕早期自然流产组织共检测到存在染色体异常的流产组织337例,总体异常检出率60.83%,存在染色体数目异常的组织有238例(42.96%),存在染色体结构异常的有99例(17.87%)。aCGH技术检测流产组织433例,检测到200kb以上基因组CNV共计259例,异常检出率59.82%,染色体数目异常180例占所有染色体异常的69.50%,染色体结构异常79例,占所有染色体异常的30.50%。NGS技术检测流产组织121例,检测到100kb以上的基因组CNV共计78例,异常检出率64.46%,存在染色体数目异常的样本有58例,占所有染色体异常的74.36%。存在染色体结构异常的有200例,占所有染色体异常的25.64%。2.染色体异常分布情况554例染色体异常涉及所有染色体,染色体异常类型以三体型发生率最高,占所有染色体异常的58.75%,三体型异常中有以16_三体发生率最高,占所有三体型染色体异常的26.77%。单体型异常以X_单体最多,占所有染色体异常的19.32%。染色体结构异常中,15号染色体结构异常的发生率最高,共计16例,占所有染色体异常的6.72%。aCGH检测到的染色体结构异常多发生于15号染色体共14例,占所有染色体异常的5.41%。NGS检测到染色体结构异常在各染色体的分布以11号、18号及22号染色体较多。3.孕妇年龄与孕早期自然流产胚胎染色体异常的相关性554例孕早期自然流产组织中,不同阶段孕妇年龄的流产胚胎染色体数目异常发生率随着孕妇年龄的增加呈递增趋势,染色体结构异常发生率与孕妇年龄未体现明显相关性。我们分别对aCH技术及NGS技术所检测到的染色体异常与随着孕妇年龄进行统计分析,两组数据均提示,孕早期自然流产组织染色体数目异常的检出率逐渐增加,而染色体结构异常发生率并未随孕妇年龄的增加呈明显递增趋势。结论1.染色体数目异常是导致孕早期自然流产的最主要原因,染色体结构异常是孕早期自然流产发生的重要因素。2.孕早期自然流产胚胎染色体异常主要发生在15、16、22及X染色体,。3.孕妇年龄与胚胎染色体数目异常发生率呈正相关,而与染色体结构异常的发生率相关性不明显。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R440;R714.21
【图文】：

分布情况,染色体异常,分布情况,样本

共计 16 例，占所有染色体异常的 6.72%。（详见图 3.1_3.3）。aCG检测到的染色体异常主要分布在 15（29 例，6.70%）、16（42 例，9.70%）、2（37 例，8.55%）及 X 染色体（40 例，9.24%），染色体数目异常发生率最高的为 16_三体（38 例，8.78%），其次是 22_三体（35 例，8.08%），单体型以单体发生率最高（26 例，6.00%）。染色体结构异常多发生于 15 号染色体（1例，3.23%）及 X 染色体（9 例，2.08%）（详见图 3.4_3.6）。NGS 检测到的样本中染色体异常发生率最高的是 16 号染色体，且多为 16_三体，有 15 例，占所有染色体异常的 19.23%，X_单体在所有单体型染色体异常中发生率最高，有例，占所有染色体异常的 7.69%。染色体结构异常在各染色体的分布以 11 号、18 号及 22 号染色体较多（详见图 3.7_3.9）。实验结果

分布情况,分布情况,样本,发生率

图 3.2 554 例样本染色体数目异常在各染色体的分布情况通过统计 554 例样本检出的染色体数目异常在各染色体的分布情况，如图所示，三体型异常中 16_三体发生率最高，单体型异常中 X_单体发生率最高。

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