孕前有必要做基因检测吗

每一个盒子“藏”着一个小孩

这就是藏区的树葬形式,流行于西藏林芝地区,如卓龙沟,多用于夭折的儿童。用盐水把尸体洗干净,殓入木箱、木桶或竹筐里,然后到大山阴面森林中,选棵大树悬挂起来,以防止家里再有孩子遭不幸。传闻这里的树葬起源于三百多年前,是世界上的唯一。之所以用树葬的方式是希望这些孩子轮回后像大树一样茁壮成长。

由此想到,最近笔者遇到的两个病例,为他们的家属深感遗憾。

命运的安排

一名小男孩,在10月龄时,因“重症肺炎、急性呼吸衰竭”去世。一个家庭花费了数十万,也没能挽回小男孩的生命。为什么?是什么病这么小就表现得这么严重?在医生的建议下,家属为小男孩花了1-2万,去做了基因检测。

医生分析基因检测数据后,发现小男孩的一个基因COX15发生了变异,推测应该是这个基因变异引起的疾病。根据目前世界范围内的病例研究报道,与COX15基因相关的疾病是线粒体复合体IV缺乏症核型6(MitochondrialcomplexIVdeficiency,nucleartype6,MC4DN6),也称细胞色素c氧化酶缺陷致婴儿心脑肌病2型(Cardioencephalomyopathy,fatalInfantile,duetocytochromecoxidasedeficiency2,CEMCOX2)。

这些患儿临床表型多样,如肥厚性心肌病、Leigh综合征(OMIM:256000)、早发性脑病、乳酸中毒、共济失调、肌张力减退、癫痫、呼吸困难、精神运动迟缓等。目前尚无MC4DN6的发病率报道,国际上均为个案报道,共报道了8例,国内尚无报告。从目前文献资料来看,87.5%(7/8)的病例在1岁以内发病,且MC4DN6死亡率高达到62.5%(5/8),死因与呼吸衰竭密切相关。肌张力减退是所有病例共有的症状,87.5%(7/8)病例乳酸水平(血)升高,癫痫、喂养困难、精神运动发育迟缓出现在75%(6/8)的病例中。

而这位小男孩从3月龄发病开始,临床表现与国际上研究报道中的相关符合,而且都发生了COX15基因的变异。

为什么这个基因变异会造成这么严重的后果?因为COX15基因变异会引起细胞色素c氧化酶(cytochromecoxidase,COX)缺陷。COX也称线粒体呼吸链复合体IV(ComplexIV),是线粒体呼吸电子传递链末端氧化酶。所以COX15基因变异就造成线粒体功能异常。

线粒体是一些大小不一的球状、棒状或细丝状颗粒,一般为0.5~1.0μm,长1~2μm,在光学显微镜下,需用特殊的染色,才能加以辨别。不同生物的不同组织中线粒体数量的差异是巨大的。有许多细胞拥有多达数千个的线粒体(如肝脏细胞中有1000~2000个线粒体),而一些细胞则只有一个线粒体(如酵母菌细胞的大型分支线粒体)。线粒体是真核生物进行氧化代谢的部位,是糖类、脂肪和氨基酸最终氧化释放能量的场所。线粒体是直接利用氧气制造能量的部位,90%以上吸入体内的氧气被线粒体消耗掉。我们的线粒体DNA全部来源于母亲。一般情况下,年轻人的细胞内效率高的线粒体较多——它们能(利用有限的资源,尤其是氧气)生产足够的能量(ATP),同时产生较少的自由基。细胞内高效的线粒体越多,身体各方面的机能(无论是免疫力、体力、记忆力、思维活力、情绪……)也就越好,我们也就越能享受到生命的喜悦,越有“活着真好”的感觉。而如果细胞内低效的线粒体过多,从而ATP生产不足,而自由基又过量,那么细胞寿命就会缩短,身体机能下降,衰老加速。

因此,在COX15基因突变的患者中,具有高能量需求的器官和组织,如大脑、心脏、骨骼肌等会受到影响,从而表现出不同的临床表型。这类组患者会有一些特征性的表型,如肥厚性心肌病、Leigh综合征(OMIM:256000)和早发性脑病。这些疾病的体征和症状可能包括乳酸性酸中毒、呼吸窘迫、肌张力减退、癫痫发作、小脑震颤、精神运动迟缓、视力丧失、眼球震颤、吞咽困难和中枢神经系统损伤等。

为什么小男孩会有COX15基因变异?我们发现在其父母的COX15基因都有变异,不幸地是,小男孩同时遗传了父母的这两个变异,而庆幸的是他的姐姐们只遗传了爸爸或者妈妈的,这样才不发病。这个遗传模式就是隐性遗传病中的“复合杂合”形式。笔者分析了其父母这两个COX15基因变异,发现这两个变异在全世界范围内都没有记录,“变异”率接近于0,可就是这么巧,他们各自携带了变异率极地低的变异,却成了夫妻,生了孩子。真是一种命运的安排。

预判

2岁,男孩,智力、语言、运动发育落后,小男孩的基因检测报道显示,2号染色体长臂末端有重复片段,10号染色体短臂末端有杂合缺失。染色体末端发生缺失又发生重复,这个结果提示“父母中有一方可能是平衡易位的携带者”。

在医生的建议下,父母都做了基因检测,结果显示确实有一方是“染色体平衡易位”携带者。

平衡易位(balancedtranslocation):当某一条染色体上有一段“搬”到另一段染色体上,仅有位置的改变,没有可见的染色体片段的增减。这种易位造成了染色体遗传物质的“内部搬家”。但就一个细胞而言,染色体的总数未变,所含基因并未缺少,所以这种人不会表现出不正常的症状,外貌、智力都是正常的,发育上也没有任何缺陷,他们只是易位染色体的携带者。

染色体平衡易位主要分为罗伯逊易位和相互易位两种类型。罗伯逊易位是两个近端着丝粒染色体在着丝粒部位或着丝粒附近部位发生断裂后,二者的长臂在着丝粒处接合在一起,形成一条由长臂构成的衍生染色体;相互易位是指两条非同源染色体末端区段发生交换的衍生染色体。

平衡易位的人群携带频率为1/500。在新生儿中染色体平衡易位的发生率约为0.0283%,而在自然流产3次以上的夫妇中,约4.7%。在大多数情况下,染色体平衡易位不会导致染色体重要区段的丢失,因此,绝大多数易位携带者不会表现出任何异常表型。然而,染色体易位携带者在精子或卵子形成过程中可能导致各种不平衡的易位衍生物,在断点的任一侧发生重复或缺失。因此,染色体相互易位、罗伯逊易位易位携带者均可能导致不孕、反复流产、死胎死产或者生育畸形儿等。

染色体平衡易位的携带者,在减数分裂中,理论上通过上述2∶2、3∶1和4∶0三种分离方式共可产生36种不同的配子(精子或卵子)类型。事实上,研究显示染色体平衡易位携带者主要发生2∶2分离,发生3∶1和4∶0的几率均比较小。2∶2分离最主要的分离方式为对位分离,由此产生的正常精子和易位型精子的比例占1/2左右,远高于理论值1/9。女性携带者中不平衡配子(卵子)的比例比男性携带者更高。所以,两条染色体平衡易位携带者理论上可产生36种不同的配子类型,且临床上其正常配子或平衡型配子的比例从1/3~1/2不等,远高于以往所认为的1/9。

回到这个病例,这对夫妻生育正常的小孩可能在1/3~1/2不等。幸运地是,这位携带者有位亲妹妹,还未生育,可以通过基因检测自身是否为携带者,来避免类似情况的有缺陷小孩的出生。

平衡易位携带者可以选择“胚胎植入前遗传学诊断(preimplantationgeneticdiagnosis,PGD)”。PGD是指在体外受精-胚胎移植invitrofertilization-embryotransfer,IVF-ET)辅助生殖技术治疗过程中,移植胚胎前,通过显微操作技术从胚胎上获取活检材料用于遗传学检测,选择不携带家族遗传缺陷的胚胎移植入母体子宫,避免反复流产或遗传性出生缺陷的发生。

因此

在这里“墙裂”建议备孕中的夫妻们做“扩展性携带者筛查”。

扩展性携带者筛查(expandedcarrierscreening,ECS)是指在妊娠前或妊娠早期通过检测表型正常的夫妇是否携带有常染色体或X连锁隐性遗传病相关的基因突变,从而进行生育风险评估及指导生育决策,达到降低出生缺陷率的目的,该筛查模式不针对特定人群、种族或地域,可一次性筛查多种遗传病。

ECS首先于2009年在欧美国家出现,但受制于当时的技术及经济条件等并未真正大规模开展起来。经过近10年的发展,在妊娠前或产前进行ECS变得越来越普遍。约翰·霍普金斯等医院甚至把ECS作为门诊的常规检查项目。据统计,2015年美国的400万孕妇中就有20多万进行了ECS。随着ECS的广泛开展及检测技术的提升,其优越性较传统的携带者筛查越来越明显,如对携带者的检出率更高、指导生育决策降低出生缺陷率、减少社会歧视及性价比更高等优点。

试想,上述两个病例中夫妻都是健康的,也没有遗传病的家族史,如果都做了扩展性携带者筛查,此类事情是否能很大程度上可以避免发生??

适用人群

1.所有计划妊娠或已经妊娠者,一方疑似有家族性、遗传性疾病的;

2.夫妇一方确认携带某种相同的基因或染色体异常;

3.近亲结婚的夫妇;

4.不孕、反复流产、生育过死胎死产或者畸形儿;