王辉, 耿茜, 邵聪文, 刘洋, 郝颖, 尹珊珊, 张瑚, 谢建生

深圳市妇幼保健院医学遗传中心(广东深圳 518000)

环状染色体是指长臂和(或)短臂末端闭合成环，伴或不伴有遗传物质的丢失，是一类较为罕见的染色体结构异常，人类的所有染色体都可见环状染色体，环状染色体的发生概率是1/25 000。18号环状染色体综合征临床表现呈现高度异质性，主要临床特征有智力障碍、短颈、肌张力低下、听力障碍、足部畸形等。我们通过G显带核型分析和微阵列比较基因组杂交为1例23月大的18号环状染色体患儿明确遗传学诊断，并对其生长发育进行追踪随访，进一步探讨18号环状染色体微缺失与临床表型的关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料 患儿，女，23月大，第1胎第1产，2017年5月16日就诊。目前身高79 cm，体重9 kg。因“胎心监测异常”于母亲孕38+周时剖宫产，出生体重2 900 g，羊水Ⅲ度污染，Apgar 评分1 min 10分，2 min 10分。双耳听力筛查通过。生后行头颅超声及MRI提示双侧侧脑室中度扩大，双侧侧脑室旁片状轻度回声增强，考虑轻度脑积水。新生儿住院期间诊断为新生儿胎粪吸入综合征，新生儿脑损伤，代谢性酸中毒，产瘤。抬头翻身独坐等均慢于同龄人。外貌前额饱满，发际线高，双眼距略宽，鼻骨低，双耳耳廓饱满，耳位略低。现仍不能独走，需扶走，会发“爸爸”“妈妈”等简单两音节字语。无癫痫抽搐历史。

追溯患儿产前情况：患儿母亲本次妊娠末次月经2015年11月20日，孕1产0，孕26周至32周胎儿超声提示胎儿偏小1+周，孕31+周起胎儿超声提示双侧侧脑室增宽1.2 cm，后多次复查侧脑室均逐渐增宽，至38周胎儿双侧侧脑室逐渐增宽至1.6 cm。孕26周起，均建议孕妇行产前诊断及住院治疗，孕妇均拒绝。孕38周时因羊水指数66 mm，予以收住院，入院胎监异常，紧急行剖宫产术。

患儿出生后身高体重均位于同龄儿第10百分位线下。6月大仍不会翻身，行小儿神经心理发育测验报告提示智力量表粗分57分，发育指数<50，为发育迟滞;运动量表粗分20分，发育指数57，为发育迟滞。体格检查未见明显异常，综合评价发育迟缓。6月大骨龄发育未见延迟。10月大MR提示脑髓鞘化未达到足月10月水平，双侧侧脑室后角旁小片状长T1长T2信号影。11月大行儿童神经心理发育检查提示大运动发育商36分， 属于低下区；精细动作发育商54分，属于低下区；适应能力发育商81分，属于偏低区；语言发育商63分，属于低下区；社交能力90分，属于偏低区。12月大查骨密度正常。21月大查儿童神经心理发育检查提示智龄7.2月大，发育商65，智商水平属于低下，GESELL量表提示大运动相当7.93月龄，量分38分，属重度发育迟缓；精细动作相当于14.47月龄大，量表70分，属轻度发育迟缓；适应性相当于13.53月龄，量分65分，属轻度发育迟缓；语言相当于14.47月龄大，量分69分，属轻度发育迟缓；个人-社交相当于13.3月龄，量分74分，属轻度发育迟缓。

1.2 方法

1.2.1 染色体核型分析 外周血标本行染色体G显带核型分析：标本接种于培养瓶中，进行外周血细胞培养、中期染色体核型制备,使用Meta Systems 色体自动扫描分析系统对制备好的核型进行扫描和核型分析。至少计数分析30个分裂相。

1.2.2 微阵列比较基因组杂交 外周血标本基因组DNA 采用Gentra Puregene Blood Kit(Qiagen公司)试剂盒，按照说明书操作流程提取DNA，使用Nanodrop2000 蛋白核酸分析仪检测DNA 浓度及纯度，选取DNA 总量大于50 ng/μL，A260/A280 在1.8～2.0 之间, A260/A230>2.0的标本进行后续实验：酶切，DNA标记，纯化并定量。使用2.7M Cytoscan阵列(Affymetrix，USA)进行基因组杂交，扫描后应用Affymetrix CytoScan 750K芯片平台进行CNV分析。数据分析参考以下公共数据库：DGV (http://projects.tcag.ca/variation/), DECIPHER (http://decipher.sanger.ac.uk/), ISCA (https://www.isca consortium.org/), UCSC(http://genome.ucsc.edu/),OMIM (http://www.ncbi. nlm.nih.gov/omim),ClinGen Dosage Sensitivity Map(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/dbvar/clingen/index.shtml)。

2 结果

外周血核型为46，XX,r(18)，核型分析提示为18号环状染色体。共计数30个分裂相。外周血微阵列比较基因组杂交结果：arr[GRCH37]18q22.1 q23(63244135 _78013728)x1；18p11.32 (136227 _495923) x1； 提示18号染色体 q22.1q23缺失，约14.770Mb，包括CDH7…PARD6G共67个基因，其中30个为OMIM基因，为致病性CNV。18号染色体p11.32缺失，约360 kb，包括USP14、THOC1、COLEC12共3个基因，均为OMIM基因，为临床意义未明CNV。见图1。缺失区域覆盖Chromosome 18q deletion syndrome (OMIM: #601808)临床表型相关关键区域，该综合征临床表现呈现高度异质性，主要临床特征有智力障碍、短颈、肌张力低下、听力障碍、足部畸形等。通过对该综合征基因型与表型相关性研究发现存在以下几个18q关键区域与患者表型相关联，包括脑白质异常及髓鞘形成延迟(18q22.3-q23)；生长激素不足(18q22.3-q23)；先天性外耳道闭锁(18q22.3)；轻度智力低下(18q21.33-qter)等。

3 讨论

1962年, Lindsten 等和Wang 等首次报道了18号环状染色体，环状染色体发生机制：(1)1条染色体长臂和或短臂末端发生断裂(断裂点可发生在长臂短臂的任何部位)，具有着丝粒的两个黏性末端闭合成环，有遗传物质丢失；而无着丝粒节段的两个断端相接成环则形成无着丝粒环，这种环通常在细胞分裂时丢失。第二：染色体两条臂均无缺失，末端闭合成环，即染色体末端两端粒的融合，无遗传物质的丢失，这种患者表型正常[1-2]。

A: 外周血染色体核型46，XX,r(18)；B: 18号环状染色体；C：CMA 结果图

2003年，Ballif 首次描述了环状染色体的断端存在染色体的片段重复，随后Rossi 等[3]对环状染色体研究总结约21%的环状染色体，其断裂端伴有染色体片段的重复，且重复片段可为多拷贝的重复。

由于环状染色体本身的复杂性(是否伴有缺失以及缺失片段的位置和大小，断点处是否存在重复片段以及重复片段大小，是否伴有嵌合的染色体核型，以及环状染色体本身的不稳定性)，因而环状染色体的临床表现多样。

Carter 等[4]曾对30例18号环状染色体患者进行遗传学检测及分析，并对18号环状染色体进行了总结，常见的临床表现为神经肌肉异常(肌力减退，小头畸形，白质异常，癫痫等)，内分泌及代谢异常(生长激素分泌不足，甲低，新生儿黄疸等)，听力异常(听力损失，慢性中耳炎，听觉闭锁等)，骨骼畸形(脊柱侧弯，扁平足等)，喂养困难(食物反流，吞咽困难等)，视力异常(远视斜视，视神经发育不全，散光，弱视等)，心脏畸形(肺动脉狭窄，房间隔缺损等)，腭裂，呼吸困难等。同时总结了14例18号环状染色体行为：无法表达想法和有效沟通，无法安全地执行基本生活任务， 容易分心，无法集中，社交能力差，无法与他人合作。

本文病例通过G显带和微阵列比较杂交分析两种检测方法，明确患儿为18号环状染色体且伴有长臂和短臂末端缺失，且断端不伴有重复。通过G显带技术可以发现环状染色体结构异常，但尚不明确其末端是否缺失以及缺失片段的大小，以及断裂端是否伴有染色体的重复。微阵列比较基因组杂交分析检测提示18号染色体长臂和短臂分别存在360 Kb和14.77 Mb的杂合缺失，不含有染色体片段的重复，长臂短臂断裂末端闭成环。符合18号环状染色体的形成机制一。

患儿18号染色体长臂缺失14.770 Mb，包括CDH7至PARD6G共67个基因，其中30个为OMIM基因，为致病性CNV。缺失区域覆盖Chromosome 18q deletion syndrome (OMIM: #601808)临床表型相关关键区域，包括脑白质异常及髓鞘形成延迟(18q22.3-q23)；生长激素不足(18q22.3-q23)；先天性外耳道闭锁(18q22.3)；轻度智力低下(18q21.33-qter)等。其中16q22.3区域有5个重要的基因：RTTN 基因，CYB5A基因，CTDP1基因，TXNL4A基因和TSHZ1基因。RTTN 基因纯合突变或复合杂合突变可引起小头畸形，身长矮小，多小脑回伴或不伴癫痫发作；CYB5A基因纯合突变可引起高铁血红蛋白血症和两性生殖器；TSHZ1基因杂合突变可与先天性听觉闭锁相关；CTDP1基因纯合突变可引起面部畸形和神经病变的先天性白内障；TXNL4A基因纯合突变或复合杂合突变引起Burn-McKeown综合征，临床表现为：患者智力正常，典型的颅面畸形[狭窄的睑裂，高鼻梁，短人中短，唇裂和(或)上颚裂，大而突出的耳朵]，感觉神经性耳聋，心脏缺陷。

值得注意的是位于18q21.2的TCF4基因，该基因点突变或缺失可导致皮特霍普金斯综合征，临床表现为中度至重度智力运动障碍，呼吸急促，抽搐癫痫以及独特的面部特征，包括薄眉毛，凹陷的眼睛，突出的鼻梁，高鼻梁，上唇明显的双曲线(丘比特的弓)，宽嘴唇，嘴唇丰满，间距宽牙齿，厚杯状耳朵。环状染色体缺失不伴有TCF4基因缺失则临床表现为轻度智力障碍[5]。本文病例中患儿无皮特霍普金斯综合征的特征面容，且目前智力障碍程度并未达到重度，其18号染色体缺失片段并未覆盖该基因，初步判断患儿预后智力不会达到严重障碍程度。

综上所述，我们联合G显带核型分析和微阵列比较基因组杂交技术对18号环状染色体患儿明确了遗传学诊断，确定了缺失位点和缺失片段，并对患儿生长发育进行追踪随访，探讨了基因型-临床表型的关系，并对患儿后期的预后进行初步判断。同时对患儿进行产前回顾分析，发现患儿母亲在孕期即已经出现相应超声异常，结合患儿生后情况，明确了产前诊断的重要性和必要性。