CNVs检测应该选CMA技能照样CNV-seq技能？纠结中_染色体_胎儿

严重的遗传病是导致出生毛病的紧张缘故原由，其新生儿发病率约为1%~2%，紧张由染色体疾病、基因组疾病和单基因疾病组成。

染色体疾病包括常染色体非整倍体疾病、性染色体非整倍体疾病及染色体构造非常疾病。

基因组疾病是基因拷贝数缺失落(CNVs)造成的疾病(缺失落综合征)和拷贝数增加造成的疾病(重复综合征)。

拷贝数变异(copy number variations, CNVs)是指染色体上大于1kb的DNA片段的增加或者减少，紧张表现为亚显微水平的缺失落和重复。
致病性CNV可导致一类主要的遗传病——基因组病，其临床表型繁芜多变，紧张包括智力低下、发育滞后、脸庞非常、多发畸形等。

CNVs的检测除能创造显微水平的染色体不平衡改变外，亦能创造传统G显带核型剖析所无法检出的染色体亚显微构造非常(常日<5～10 Mb)。

已明确由致病性基因组拷贝数变异(pathogenic copy number variations, pCNVs)所致的染色体微缺失落/微重复综合征已达300多种，综合发病率近1/600，占染色体畸变所致出生毛病的一半。
有研究表明，核型剖析未见非常但超声提示构造非常的胎儿中，有6%～7%存在明确致病或可能致病的CNVs。
此外，核型剖析与超声均未创造非常的胎儿中有1.0%～1.7%存在明确致病或可能致病的CNVs。

在儿科领域，CNVs检测已被作为不明缘故原由发育滞后/智力低下、孤独症伴(或不伴)多发畸形患儿的一线检测方法，目前也被作为针对超声创造构造非常的胎儿进行产前诊断的一线遗传学检测方法。

CMA

目前用于CNVs检测的技能紧张有两种染色体微阵列剖析(chromosomal microarray analysis, CMA)，和基于下二代测序(next generation sequencing, NGS)技能的拷贝数变异测序(copy number variationsequencing, CNV-seq)。
还有OGM技能哦。

根据芯片设计与检测事理的不同，CMA检测芯片又分为基于微阵列的比较基因组杂交(array comparative genomic hybridization, aCGH)(以下简称CGH芯片)和单核苷酸多态性微阵列(single nucleotide polymorphism array, SNP-array)。

CMA成为孕期超声非常胎儿的一线检测手段。
在未见明显超声非常的胎儿中，CMA检测率约1% (致病性或可能致病性CNVs)；在超声非常胎儿中，CMA检出率可达20%；在高龄组，CMA检出率达5%~10%不等。

2016年，美国妇产科医师学会和母胎医学学会再次强调，对付构造非常胎儿，CMA可取代细胞核型剖析。
指南还进一步提出，对付所有行参与性产前诊断的孕妇，均应供应染色体核型剖析和/或CMA的选择。

2023年，CMA在产前诊断中运用指南发布，指出SNP array技能既可以基于CNV诊断基因组缺失落或重复导致的遗传综合征和染色体疾病，也可以通过SNP剖析诊断纯合性区域(region of homozygosity, ROH)、不平衡易位等，在诊断基因组疾病方面较传统染色体核型剖析技能有更多上风，是当前临床不可或缺的一线遗传学诊断技能。

产前诊断样本的获取可通过绒毛取样术、羊膜腔穿刺术或经皮脐血管穿刺术分别获取绒毛、羊水或脐血样本，一样平常以羊水样本为主。
对样本的详细哀求如下：(1)绒毛样本：抽取绒毛3～5 mg (DNA总量不低于250 ng)，立即予无菌生理盐水洗涤，24h内于体视显微镜下分离，若暂不做检测，4℃保存不超过2周。
(2)羊水样本：抽取10～15 mL羊水，24 h之内离心，若暂不做检测，4℃保存不超过2周。
(3)脐血样本：抽取0.5～1.0 mL脐血后立即置于乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraacetic acid, EDTA)抗凝采血管，若暂不做检测，4℃保存不超过2周。
(4)外周血。

产前诊断中运用指证：

(1)超声检讨提示胎儿存在伶仃或多发构造非常，常见的胎儿超声构造非常包括：心脏大血管非常，中枢神经系统非常，唇腭裂等先天性颅面部畸形，胎儿水肿，胎儿成长受限等。
(推举等级：强)

(2)早中孕期超声检讨创造胎儿存在伶仃或多发超声软指标非常或其他与CNV干系性较高的超声非常表现，如颈部透明层(nuchal translucency, NT)增厚、颈部水囊瘤、颈后皱褶(nuchal fold, NF)增厚、肾脏反应增强、中孕期鼻骨缺失落或发育不良、侧脑室增宽、脉络丛囊肿、肠管反应增强等。
(推举等级：强)

(3)孕妇外周血游离DNA(cell-free DNA, cfDNA)筛查提示除21、18、13号染色体以外的其他染色体及基因组非常高风险孕妇的产前诊断，尤其是涉及6、7、11、14、15及20号染色体非常时，推举采取SNP array技能以打消单亲二体(uniparental disomy, UPD)的可能。
(推举等级：强)

(4)胎儿染色体核型剖析创造染色体非多态性的构造重排，包括检出标记染色体、衍生染色体、罗氏易位等。
(推举等级：强)

(5)夫妇一方存在染色体非多态性的构造重排，致病性或可疑致病性的微缺失落或微重复非常，或有染色体致病性的微缺失落或微重复非常受孕史或生养史。
(推举等级：强)

(6)在知情赞许的情形下，对所有接管参与性产前诊断的孕妇均可推举进行CMA检测。
(推举等级：强)

(7)既往有缘故原由不明的胎儿畸形、中晚孕期胎去世宫内、新生儿或幼年期涌现先天性非常等不良孕产史。
(推举等级：弱)

(8)临床医师认为该当进行产前CMA检测的其他情形。
(推举等级：弱)

CNV-seq

CNV-seq，基于高通量测序技能，采取边合成边测序的事理对样本 DNA 进行低深度全基因组水平的检测，将测序结果与参考基因组进行比对，进行生物信息学剖析以创造受检样本的非整倍体和 CNVs。
CNV-seq可检测长度低至100kb、嵌合比例低至10%的CNVs，对付CNVs的检测的准确性比CMA更高。

样本选择：

国内外研究者对CNV-seq技能的临床运用进行了一系列的探索，充分评估了该项技能的临床适用性与准确性。
结果表明，CNV-seq技能可以运用于外周血、流产物与胎儿组织、产前诊断样本分析。

研究还创造在核型剖析剖断的平衡易位样本中，有7.9%的样本在断裂连接处存在CNVs。

超过50％的孕早期流产的样本存在不同类型的染色体非常，个中染色体非整倍体、三倍体、染色体微缺失落/微重复、基因组纯合区域ROH分别约占 70％～80％、12％～15％、5％、1～2％。

《美国妇产科学杂志(American Journal of Gynecology andObstetrics)》于2018年宣布的对接管产前诊断且无CNVs非常高风险(如胎儿超声检讨创造的构造非常等)的羊水样本进行CNV-seq的前瞻性临床研究结果显示，与核型剖析比较，该技能对致病或可能致病的染色体非常的检出率由1.8%提高至2.8%。

综上表明，具备条件的产前诊断机构可将CNV-seq作为一线产前诊断技能运用于临床。

适用范围：

与其他技能比较，CNV-seq技能紧张有以下上风：

(1)检测范围广：是基于全基因组测序技能没有选择偏倚，覆盖全染色体非整倍体、大片段缺失落/重复及全基因组CNVs；而 CMA是依赖芯片里的探针来进行检测，得考虑芯片的探针密度选择和测序范围及深度，这些探针必须是已知的 SNP或CNVs位点，不能涵盖的包括重复区段、DG组染色体短臂等。
并且就目前OMIM数据库均匀每天1.5个新基因的增量来看，CMA的更新速率(以Affymetrix CytoScan 750K Array芯片为例，该芯片包含有200,000个SNP标记和550,000个CNV标记，以均匀大约1个标记/4kb的密度，实在并未覆盖全染色体基因组的所有位点，2012年就已经研发出面向临床的CytoScan 750K芯片）分布于人类的全体基因组)比不上全基因组测序CNV-seq。
CNV-seq由于是全基因组随机测序，测序位点没有倾向，测序覆盖的均一性更好，也可以检测出更多的CNVs。
因此，会增加更多的VUS，只管有助于新基因的创造，但是在临床中也额外增加了剖析解读和临床咨询的事情量。

(2)高通量：可更好地缓解当前产前诊断做事供给严重不敷的抵牾；

(3)操作简便：实验流程简便，数据剖析自动化程度高，质控标准清晰，报告周期短，可在显著节省人力的同时降落人为偏差风险；

(4)兼容性好：一台高通量测序仪可同时进行无创产前筛查(noninvasive prenatalscreening, NIPS)和CNV-seq检测，有效节约实验室的空间和设备本钱；

(5)低比例嵌合体的检测：CMA技能对付<30%的嵌合体无法进行准确剖析10，而CNV-seq技能可以检测更低比例的嵌合体，在空想条件下可检测低至5%的染色体非整倍体嵌合，在临床样本中可创造超过10%的染色体非整倍体嵌合;

(6)低DNA样本量的检测：有研究表明，CNV-seq技能可精确检测低至10～50 ng的DNA样本，更具有临床适用性。

(7)比较CMA的检测价格(一个样本4000+)，CNV-seq价格在1000~2000之间。
与CMA比较，CNV-seq具有高通量、低本钱的上风，在先天性心脏病胎儿产前诊断中CMA和CNV-seq的检测效率相称。

局限性：

CNV-seq基于高通量测序技能的低深度全基因组测序方法，在0.1~1×的极低测序深度下【测序深度指测序数据与参考基因组比对后，设计的目标区域上某一碱基一共被测序的次数，常日称为乘(×)】测得单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP)位点的reads深度基本在1x旁边，少数SNP位点的测序深度为2x或3×，这种情形下无法判断绝大多数SNP位点的杂合性或者等位基因频率，就无法判断每个SNP位点的真实基因型，因此被认为无法诊断ROH、UPD、三倍体(多倍体)，建议采取QF-PCR结合CNV-seq可以同时检测出多倍体。

选 择

建议首选CMA(SNP-array)检测：

(1)无法打消胎儿存在UPD。

(2)胎儿宫内成长受限。

(3)可能与UPD干系的超声软指标：胎儿长骨小于同孕周第5百分位。

(4)孕妇外周血胎儿游离DNA产前筛查(non-invasive prenatal screening, NIPS)提示6、7、11、14、15、20号染色体非常。

建议对胎儿进行CNVs检测(CMA或CNV-seq均可):

(1)超声检测提示胎儿存在一处或多处构造非常。

(2)颈后透明层(nuchal translucency, NT)≥第99百分位(NT≥3.5mm)(不同的医院选择的NT阈值不一样)。

(3)和CNV干系性较高的超声软指标：如右锁骨下动脉迷走。

(4)当NIPS提示除6、7、11、14、15及20号染色体以外的其他染色体非常。

(5)当胎儿染色体核型剖析存在染色体新发平衡性改变。

(6)胎儿染色体核型剖析无法明确诊断(如检测出标记染色体、衍生染色体等)时。

(7)夫妻一方为染色体微缺失落/微重复综合征患者，或既往有染色体微缺失落/微重复综合征受孕史或生养史。

(8)夫妻一方为染色体平衡重排携带者时，在充分知情赞许情形下，可同时行胎儿染色体核型剖析和CNV检测。

(9)既往有不明缘故原由的不良孕产史。

可选择对胎儿进行CNVs检测或染色体核型检测：

(1)孕妇高龄或常见胎儿染色体非整倍体筛查结果提示高风险。

(2)第95百分位≤NT<第99百分位(3.0 mm≤NT<3.5 mm)。

(3)与染色体非整倍体干系性较高的超声软指标：如NF增厚、鼻骨缺如或发育不良。

(4)夫妻一方为染色体非整倍体(含嵌合型)患者，或具有常见染色体非整倍体受孕或生养史时。

(5)因其他缘故原由须要进行参与性产前诊断的孕妇(如夫妻双方同型地中海血虚),在充分知情赞许情形下，可同时行胎儿染色体核型剖析或CNV检测。

CNVs检测的局限性

(1)染色体平衡性构造非常：CMA或CNV-seq均无法检测染色体平衡性构造非常，包括染色体平衡易位(含罗氏易位)及倒位等，需结合染色体核型剖析进行诊断。
此外，CMA或CNV-seq均无法区分游离型和罗氏易位型三体，建议对胎儿的生物学父母进行外周血染色体核型溯源剖析，以判断亲代是否携带染色体罗氏易位，并进一步评估再发风险。

(2)可以检出染色体的不平衡改变，但无法阐明其在核型上的表现。
鉴于上述局限性，所有行CNV产前诊断的孕妇，在充分知情赞许的情形下，均可同时进行染色体核型剖析。

(3)嵌合体：基于分子诊断学技能的CNV检测对染色体嵌合体存在漏诊的可能性。
对付嵌合比例<30%者的检出存在不愿定性，建议结合荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization, FISH)或核型剖析进行验证。

(4)多倍体：aCGH及CNV-seq无法检出多倍体，建议同时行短串联重复(short tandem repeat, STR)或染色体核型剖析以避免漏诊。
SNP-array可检出多倍体，但对付部分四倍体可能存在漏诊。

(5)ROH：aCGH与CNV-seq均无法检出ROH。
后者的病因包括血源同一(identity by descent, IBD)；近亲关系；UPD,即某条染色体的两个拷贝均来自父亲或母亲，又包括单亲异二体(heterodisomy, hUPD)和单亲同二体(isodisomy, iUPD)两种情形。
单样本的SNP-array检测可检出iUPD，家系样本的SNP-array检测则可剖析出hUPD或hUPD与iUPD的复合UPD。

(6)多个细胞系的净平衡：在极度情形下，如47,XXX与45,X、或者47,XYY与45,X两种非整倍体细胞的比例各占50%的嵌合体，CNVs检测会提示性染色体数目未见非常。
此时纵然同时进行STR检测仍存在漏检的可能性。

(7)性染色体非常：当CNVs检测提示性染色体非常，但无法判断其是否为嵌合体以及相应细胞系的组成和比例时，建议进一步辇儿染色体核型或FISH检测。

(8)全基因组的覆盖率及分辨率：对付涉及人类基因组高度重复区域的染色体微缺失落/微重复综合征，CNV-seq可能存在漏检或检出的CNV片段小于实际范围的可能性(如1q21.1再发性微缺失落/微重复、16pl3.11再发性微重复/微缺失落等)；CMA无法检测其探针覆盖区域以外的CNVs。
芯片检测的分辨率与探针密度及分布有关，CNV-seq的分辨率与测序量，即有效序列(reads)数有关。

(9)生物学关系的鉴定：对付CNV的溯源检测必须在确定受检工具的真实生物学关系后进行。
aCGH及CNV-seq检测均无法鉴定亲缘关系，须要对家系成员加行STR位点或SNP位点检测。
此外，生物学关系的鉴定不能用于亲子鉴定。

(10)母体污染：aCGH及CNV-seq均无法检出母体细胞污染(对付女性胎儿将完备无提示；对付男性胎儿则可能表现为性染色体拷贝数非常)，建议同时行STR检测，打消母体细胞污染的可能性。

(11)单基因病：aCGH及CNV-seq均无法对单碱基变异及低于其分辨率的眇小片段缺失落/重复所致的遗传病进行检测。

产前诊断中CNVs检测后咨询

VUS CNVs：可能须要对父母样本进行溯源检测辅以家系剖析，以帮忙对胎儿样本检测结果的判读。
但在很多情形下，基于目前对付人类基因组的认识和数据的积累程度，仍旧无法对某些检测结果进行判读和解释。
是否连续受孕应由孕妇及其支属自主知情选择。

嵌合体：充分奉告CNVs检测所提示的嵌合比例与胎儿出生后表型无对应关系，由于无法明确胎儿不同脏器或组织中非常细胞所占的比例，因此无法预测胎儿出生后可能涌现的表型，是否连续受孕由孕妇及支属自主知情选择。

嵌合体胎儿常见吗？患病风险大吗？

外显不全或表现度差异：奉告这类CNVs在不同患者中可涌现轻重不同的表型，通过生物学父母比对可理解CNVs的来源，但无法判断胎儿生后表型。
若选择连续受孕，建议加强超声监测，生后加强临床检讨。
可对夫妻双方进行CNVs检测评估再发风险。
如某些神经发育障碍类疾病，并可能遗传自表型无明显非常的父母。
由于这类CNV可能伴发构造非常，因此超声随访可能为胎儿的预后供应部分信息。
对付存在这类CNVs的胎儿，纵然进行了生物学父母的比对，仍可能无法剖断其生后的表型。

ROH：若为UPD缘故原由导致，且涉及印记基因的UPD存在明确的临床表型，应奉告干系预后，是否连续受孕由孕妇及支属自主知情选择。
不涉及印记基因的UPD，因无法打消三体或单体自救不完备可能，应密切监测胎儿成长发育情形及胎盘情形，判断胎儿预后。
ROH若为血源同一或近亲关系导致，本身不致病，但可能增加胎儿常染色体隐性遗传病患病风险，应奉告CNVs检测无法理解基因变异情形，建议结合家族史，加强超声监测，有条件者可选择基因检测技能打消纯合变异致病可能及进一步评估胎儿预后。
建议后续进行基因测序检测常染色体隐形遗传疾病。

胎儿期检测的分外性：胎儿影像学诊断有一定的局限性。
一些神经系统、消化道、脸庞、体表以及内分泌代谢等方面的非常将难以通过超声创造和证明，对付CNVs致病性的判断将更加困难。
此外，产前诊断的韶光窗较短。
由于孕周所限，临床不雅观察韶光较短，对付一些需进一步验证、补充的遗传学检测可能存在限定，给临床处理造成一定的困难。

额外创造：aCGH及CNV-seq可能创造一些成人期迟发性疾病或肿瘤易感性疾病，这提示父母之一可能罹患同一疾病但尚未表现出临床症状。
应根据疾病的严重程度，酌情报告。
当CNVs涉及明确的胚细胞变异所致恶性肿瘤、缺失落片段涉及抑癌基因等，应予报告，并奉告孕妇及家属可能存在的风险。

一项研究提示检出多个(≥2)CNVs，88%的患者可能与繁芜核型干系，建议后续进行核型和荧光原位杂交剖析；

哪些情形下，染色体微阵列检测(CMA)为阴性

在CMA检测结果为阴性的患者中，估计0.78%～1.3%存在平衡重组(易位、倒位、插入)，而嵌合体的比率尚不清楚，建议进一步进行核型和荧光原位杂交剖析。

CMA检出的单个致病或可能致病的拷贝数增加提示在相应位置的串联重复或其他位置的不平衡插入，大约2%的缺失落和重复是由于父母的平衡插入，建议对检出拷贝数重复的先证者和父母进行核型和荧光原位杂交剖析以利于评估复发风险。

参考文献：

低深度全基因组测序技能在产前诊断中的运用专家共识(2019)

染色体微阵列剖析技能在产前诊断中的运用指南(2023)

拷贝数变异检测在产前诊断中的运用指南(2020)

CNV-seq是否应成为产前诊断常规 2019