先天性心脏病胎儿分子遗传学诊断研究

摘要

先天性心脏病(Congenital heart disease，CHD)是最常见的出生缺陷。患有先天性心脏病的新生儿如果未进行及时的干预和治疗，其中大约有1/3会在出生后1个月内因严重的病情和畸形而夭折，危害极其严重。流行病学研究表明环境因素和遗传因素共同作用导致了先天性心脏病的发生，其中遗传因素起重要作用。对先心胎儿进行遗传学检测既可明确遗传背景、为遗传咨询提供重要的信息，对再次生育夫妇进行风险评估;也对先天性心脏病胎儿预后判断以及外科手术的效果具有指导价值。
　　大量研究证实引起人类先心病的遗传变异有染色体疾病、基因组疾病、基因突变等多种变异形式。本研究采用包含G显带、多重连接探针扩增(multiplexligation-dependent probe amplification，MLPA)、单核苷酸多态性-微阵列比较基因组杂交(Single Nucleotide Polymorphisms array-based comparative genomichybridization，SNP-array)和外显子捕获-高通量测序(Exon-capture high-throughputsequencing，EC-HTS)综合技术系统贯序进行先天性心脏病的遗传学诊断，寻找致病原因，评估再发风险，并帮助判断胎儿预后，并评估该体系应用于先天性心脏病胎儿遗传学检测的效果。
　　本文主要从以下几方面进行论述：
　　第一部分 先天性心脏病胎儿的拷贝数变异检测
　　目的:探讨MLPA技术和SNP-array技术在检测先天性心脏病胎儿拷贝数变异(copy number variations，CNV)中的价值。
　　方法:选择超声心动图诊断为先天性心脏病且其羊水细胞培养的G显带结果均正常的236例胎儿作为研究对象;运用MLPA技术检测胎儿的基因组22q11.2的微缺失和微重复;阴性结果样本(226例)进一步采用SNP-array技术进行全基因组拷贝数变异检测，得到胎儿CNV结果，进行数据分析，明确导致先心的遗传学病因，进行遗传咨询。
　　结果:236例胎儿中共检测出10例22q11.2区域拷贝数变异，阳性检出率为4.2％(10/236)，包括9例微缺失和1例微重复，对其父母溯源发现8例微缺失为新发，1例微缺失及1例微重复均遗传于父亲。SNP-array全基因组拷贝数检测结果发现，226例胎儿中共发现71例CNV，经过数据库比对，其中23例CNV为致病性，致病性CNV检出率为10.1％(23/226);40例CNV为良性病变，8例CNV临床意义不明。MLPA结合SNP-array用于先天性心脏病胎儿遗传学检测阳性检出率较常规核型分析提高14.0％(33/236)。
　　结论:基因组拷贝数变异是先心病胎儿的重要致病原因之一，MLPA技术和SNP-array技术可显著提高先天性心脏病胎儿的CNV检出率，有助于产前咨询。
　　第二部分 先天性心脏病胎儿基因突变的检测——外显子捕获-高通量测序技术
　　目的:运用外显子捕获-高通量测序技术寻找先天性心脏病(Congenital heartdisease，CHD)胎儿可能存在的遗传学致病突变，并探讨外显子捕获结合高通量测序技术在产前诊断中的价值。
　　方法:超声心动图诊断为先天性心脏病且G显带、MLPA和SNP-array检测结果均正常的44例胎儿作为研究对象;将与人类先天性心脏病相关的63个已知致病基因作为检测靶点并制成捕获芯片。各个样本DNA进行外显子捕获后并用高通量测序技术进行测序;原始数据经过过滤、数据库比对、生物学软件分析后得到最终病理性突变位点;Sanger测序进一步验证病理性突变位点;并进行遗传咨询。
　　结果:在44例先天性心脏病胎儿中共检测到3560个基因突变位点，数据库比对、生物信息学分析后得到16个可疑的致病性病理突变，其中5个突变点为已报道的致病性突变，其余11个突变位点尚未见文献报道，明确致病性突变阳性检出率为11.4％;根据突变类型分类，其中2个为移码突变，14个为错义突变，涉及10个基因包括:CITED2、CHD7、NOTCH2、JAG1、MYH、ZFPM、HAND2、MLL2、MYH6和MID1，其中HAND2、MYH6和MID1基因遗传方式未明，其余7个基因的遗传方式为常染色体显性遗传。16个突变位点的Sanger测序验证结果与高通量测序结果均一致。父母溯源分析发现检测得到的致病性突变点均为新发突变。
　　结论:本研究采用定制的外显子捕获芯片结合高通量测序技术在44例先天性心脏病胎儿中检测出5例患者存在已知致病性突变是胎儿致病原因，11例存在可疑病理性致病突变。提示基因突变是先心病胎儿的重要原因之一，该技术用于先天性心脏病胎儿遗传学检测可显著提高病因检出率，对遗传咨询及预后判断具有临床应用价值。

目录

声明

摘要

前言

第一部分 先天性心脏病胎儿的拷贝数变异检测

研究对象与方法

结果

讨论

第二部分 先天性心脏病胎儿基因突变的检测——外显子捕获-高通量测序技术

研究对象和方法

结果

讨论

全文小结

参考文献

文献综述 先天性心脏病的分子遗传学研究现状

缩略词表

攻读学位期间发表文章情况

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